粉煤灰-矿渣双掺混凝土在工程中应用可行性研究

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1、粉煤灰矿渣双掺混凝土在工程中应用可行性研究　　摘要：本文基于不同掺量的粉煤灰、矿渣混凝土试件的耐久性综合指标，进行了双掺混凝土在工程中应用的可行性分析。分析结果表明当粉煤灰和矿渣掺量适当时，可以取得较好的耐久性指标；粉煤灰、矿渣双掺超细矿物掺合料在混凝土中的应用具有显著的技术效益、经济效益和社会效益。关键词：粉煤灰；矿渣；双掺混凝土；耐久性；工程应用；可行性分析中图分类号：TV331文献标识码：AAbstract:inthispaper,thedurabilityofslagconcretewithdifferentamountofflyash,thes

2、pecimenbasedonthefeasibilityanalysisofcomprehensiveindex,thedoublemixtureconcreteapplicationinengineering.Keywords:flyash;slag;doublemixtureconcrete;durability;engineeringapplication;feasibilityanalysis中图分类号：U454文献标识码：A1.粉煤灰、矿渣双掺混凝土耐久性综合分析5为了得到试验因素粉煤灰，矿渣对混凝土耐久性能的影响，把粉煤灰及磨细矿渣作为试验的两

3、个因素。参照有关文献的研究成果，粉煤灰及矿渣的胶凝材料掺量控制在60%的范围内。粉煤灰的水平为：0%、10%、20%、30%，磨细矿渣的水平为0%、10%、20%、30%。试验选择两因素四水平的设计方法，采用正交表L24，只需要设计八种混凝土的配合比设计，混凝土两种因素不同水平的设计见表1.1，研究涉及的混凝土具体配比见表1.2。表1.1两因素四水平正交表表1.2混凝土配合比设计方案耐久性指标有抗冻性、抗碳化及抗氯离子侵蚀能力。抗碳化以28天混凝土的碳化深度为依据；抗氯离子侵蚀的判定标准为混凝土在60伏直流电压下6小时的通电量；抗冻性以在氯盐介质条件下混凝

4、土养护60冻融循环150次的质量损失率为准，抗碳化以养护60天碳化28天深度为准。各项指标如表1.3所示[1]。表1.3双掺混凝土性能综合指标5凝土的影响的极差为4.2大于矿渣掺量对混凝土的影响。也就是说，粉煤灰的掺量对于粉煤灰、矿渣双掺混凝土的抗冻性能影响较大，当使用环境的抗冻性要求较高时，粉煤灰、矿渣双掺混凝土中粉煤灰的掺量应适当地减少，试验结果显示其掺量在20%时为最佳掺量。(2)在氯离子侵蚀与碳化方面，矿渣掺量对混凝土的影响极差较大。但是从碳化及氯离子渗透系数的实验中可以看出：当掺合料总量控制在60%以内时，粉煤灰、矿渣双掺混凝土的抗碳化性能及抗渗

5、性能都较好。(3)由表6.1数据分析得出A3B3，即粉煤灰、矿渣掺量各以20%等量替代水泥时，综合评定其抗冻性、抗碳化及抗氯离子渗透的性能都比较好。2.粉煤灰、矿渣综合利用的社会效益5据2002年统计，我国每年排出的高炉矿渣就有4091万t，今年我国水淬矿渣的年排放量以达到8000万t，预计到2000，2010年达8000～1.1亿t/n，如能将它们全部利用起来，无疑为建材行业提供了一种丰富的、可利用的资源。同时，对于改善环境、减少二次污染亦具有重要意义。这方面的资源利用将大大减少了占地和环境污染，节约了能源，降低了成本，产生了较好的经济效益和社会效益。东

6、北地区具有丰富的矿渣资源，拥有我国目前最大的钢铁渣处理厂家鞍钢矿渣开发有限公司，其占地广阔，渣量储存丰富，每年可加工400多万吨矿渣。还包括大连钢铁集团、抚顺特钢，虽然他们在矿渣处理方式上以填海铺路为主，没有形成像鞍钢的深加工的模式，但具有很大的潜在市场，随着矿渣资源的有效利用，必然会带动相关产业的发展[1]。3.粉煤灰、矿渣综合利用的经济效益海岸海洋工程中，普通混凝土结构寿命或需要进行结构维修加固的周期都在30年以内，有些港口结构甚至使用不到10年其混凝土就出现了顺筋破坏的裂缝，需要及时的维修，破坏严重的可能需要进行重建，其费用的浪费是相当惊人的。还有受

7、除冰盐影响的普通混凝土桥梁，则由于冻融、氯离子渗入引起钢筋锈蚀，桥梁老化速度非常快，建成后10～20年就需要维修的情况非常普遍。粉煤灰、矿渣双掺混凝土在耐久性方面明显优于普通混凝土，其抗氯离子侵蚀的性能是普通混凝土数倍，如在港口及有氯离子存在的环境下应用粉煤灰、矿渣双掺混凝土其所带来的经济效益是无法用数字来估计的。并且，粉煤灰、矿渣等量替代水泥，其单价低于水泥的价格，这样可以降低混凝土的成本。市售42.5R普通硅酸盐水泥价格为450元/t、磨细矿渣为260元/t，粉煤灰为80元/t，高效减水剂为4500元/t。如采用本文设计的A3B3混凝土配合比设计，则1

8、立方混凝土将节省费用为：由计算得每1立方粉煤灰、矿渣双掺混凝土比普