粉煤灰的掺量对混凝土凝结时间、和易性及抗压强度的影响.pdf

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1、广东建材2014年第3期材料研究与应用粉煤灰的掺量对混凝土凝结时间、和易性及抗压强度的影响李友群苏健波王凯涛黄明豪刘慧娟(广东工业大学土木与交通工程学院)【摘要】以客观、辩证观点分析的粉煤灰在混凝土中的作用；在低标号和高标号的混凝土中掺加不同含量的粉煤灰，研究优质粉煤灰对混凝土基本性能的影响；研究数据证明掺加粉煤灰可以推迟混凝土凝结时间，改善和易性，同时延缓早期强度的增长速度。【关键词】粉煤灰；混凝土；和易性；抗压强度；凝结时间1前言粉煤灰是发电厂在煤粉燃烧后收集到的灰粒，亦称飞灰，是燃煤电厂排除的主要固体废物，其主要化学成分及含量比例

2、如下：Si02(45％～65％)、Al203(20％～35％)及Fe。0。(5％～10％)和CaO(4．5％)等，它是一种火山灰质材料，本身并无胶凝性能。大量实验证明Ⅲ[2]，在混凝土拌合过程中掺入适量的粉煤灰，能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，不仅可以取代部分的水泥，降低混凝土的生产成本，保护生态环境，而且在常温下，有水存在时，粉煤灰可以与混凝土中的进行二次反应，生成难溶的水化硅酸钙凝胶，不仅降低了粉煤灰溶出的可能，也填充了混凝土内部的孔隙，对混凝土强度和抗渗性都有提高作用[3]~[引。另有资料显示‘引，粉煤灰的掺入

3、能降低混凝土的干缩，在较大程度降低混凝土的冻融损失，从而也就提高了混凝土的耐久性。所以，在现代混凝土中，粉煤灰已经与水泥、集料、水和外加剂一样，成为混凝土的一种重要组分，是一种性能良好的矿物外加剂[8]，也可称为第二胶凝材料。粉煤灰的掺入对混凝土具有明显的技术经济效益，在三峡工程以及很多大体积的重大工程，混凝土施工都取得成功的经验[93[10]。混凝土科学和技术的新进展，保证了土木建筑、水利、交通等基础设施建设的高质量和迅速发展。我国的粉煤灰产量大，对生态环境污染较为严重，开发以粉煤灰为主的混凝土掺合料应用应大力提倡。本文在先前研究的基

4、础上，旨在研究强度等级不同的混凝土掺加优质粉煤灰时掺量的变化情况，以及对混凝土基本性能的影响。探讨掺加优质粉煤灰配制混凝土的可行性，从而研究其对于混凝土的和易性、凝结时间和抗压强度的影响。2试验原材料与试验方案2．1原材料水泥：水泥在水化过程中会释放出大量热量，造成混凝土结构内部温度升高，在大体积配合比设计中应当选择低水化热的水泥并尽量降低单位水泥用量。本试验采用华润水泥厂生产的42．5R，普通硅酸盐水泥。主要物理性能指标均符合GBl75-2007规范规定，见表1。粉煤灰：掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效地降低水化热，还可以降低混凝土的需

5、水量，有效调节混凝土的和易性，早些年就有矿物减水剂之称[11]。本试验采用广州市旺隆电厂电收尘粉煤灰，粉煤灰的化学成分及物理性能见表2。从表2可以看出，粉煤灰含有大量SiO，、表1水泥性能检验结-IR-一13—材料研究与应用广东建材2014年第3期A1。0。，细度(451．tm筛筛余)、需水量比、烧失量、三氧化硫等项目的主要指标均达到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB／T1596—2005)的II级灰的指标要求，适用于钢筋混凝土工程应用。减水剂：江门产强力萘系QL-2高效减水剂，浓度30％，密度1．149／m1，减水率2096，固含量

6、30．19，28d抗压强度比135％，缓凝时间6h。骨料：作为粗骨料，石子采用福田石场花岗岩碎石，压碎指标10．3％，表观密度2．909／cm3，粒径级配为5～25mm，其中粒径2．5---．5mm的细石作为细骨料配合中砂使用；砂子采用东江砂场砂，其细度模数为1．8，细骨料中粒径2．5～5mm的细石与河砂二者的比例为1：1。水：自来水。2．2试验方案混凝土配合比设计不但要满足结构力学需要，同时也要适应施工环境。现代混凝土的生产已经普遍采用单掺、双掺技术，掺入矿物掺合料和高效减水剂。经过多年的科学研究和实践经验[8]，在混凝土配合比设计中

7、掺用矿物材料的计算已经变为多种计算方法，其中包括等水灰比法、等水胶比法、超量取代法。在本研究项目采用等水胶比法，即掺加矿物掺合料后的水胶比与未掺矿物掺合料时的水灰比相同，也就是简单的等量取代。由于粉煤灰的“二次水化”在早期反应程度较低，因而采用这种简单的等量取代水泥方式必然造成混凝土早期强度的降低，而且掺量越多下降幅度越大。故此，在掺用粉煤灰的同时，配制强度级别高的混凝土必须降低水胶比才有可能保证混凝土质量，才能更好地发挥粉煤灰在混凝土中的作用。本方案重点考察粉煤灰的掺量对混凝土和易性和抗压强度的影响，同时结合凝结时间等方面进行了综合的

8、研究，制定配合比如表3、4所示。本次采用C20、C40两个常用的泵送混凝土强度等级。同一强度级别的混凝土试验时，首先保持外加剂掺量相同，而且采用固定的水胶比进行试验，即当粉煤灰等量取代水泥，而水泥的重量相应