二级灰对配制大掺量粉煤灰混凝土的性能影响

1、级灰对配制大掺量粉煤灰混凝土的性能影响余丽武，吴志平，吴志强（南京工程学院，南京；南晶航写！大学，南昌）摘要：采用微观分析技术研究了江西省当地产的级粉煤灰的性状，并选用当地典型原材料，采用超量取代的方法，选取种不同掺量的粉煤灰，配制中等强度的大掺量粉煤灰混凝土（，简称），综合分析和探讨了大掺量粉煤灰混凝土的力学性能和耐久性结果表明，与普通混凝土相比，采用江西省级灰配制的大掺量粉煤灰混疑土后期强度增幅显著，强度甚至能超过普通混凝土，弹性模量强度比和抗渗性均高于普通混凝土，而抗冻性和抗碳化能力均有所下降关键词：大掺量粉煤灰混凝土：超量取代法：配制技术；综合性能近年来，采用矿物掺合料配制高性能混凝土

2、的研究比较活跃，所采用的矿物掺合料主要有膨胀珍珠岩、烧胀性黏土等，均考虑采用地方特色材料配制高性能混凝土，但或多或少都存在一些技术缺陷。相比而言，采用粉煤灰配制高性能混凝土无论从技术上还是经济上仍然具有不可比拟的优势。江两省当地粉煤灰资源相当丰富，其中仅丰城电厂每年产出的粉煤灰就可达万，应前景常可观。粉煤灰是种具有潜在活性的黏土类火山灰质材料，虽然在我国对于大掺量粉煤灰混凝土（，简称）的技术研究已有较长的时间，但是江西省开发大掺量粉煤灰混凝土却仅有近十年的历史，而且在该领域的研究也较少。目前江西省的大掺量粉煤灰混凝土技术还有待提高，主要原因在予对当地粉煤灰性状的了解还缺乏深度，在大掺量粉煤灰混

3、凝土的配制技术上缺乏全面综合的研究。本研究选片江西省当地典型原材料，以当地产的级粉煤灰配制中等强度的大掺量粉煤灰混凝土，对混凝土的力学性能和耐久性等各方面的性能进行了综合分析和探讨。原材料及试验方法原材料）水泥：试验用水泥采用江西省“万年青”牌普通磷酸盐水泥，实测强度为；）卵石：本地河卵石，连续级配，粒径一；）砂：赣江区中砂，细度模数为；）自来水；）外加剂：萍乡武冠新材料股份有限公司型减水剂，掺蛀；）粉煤灰：江西昌达电力粉煤灰开发有限责任公司级商品灰。粉煤灰微观分析粉煤灰的颗粒形貌和含钙量分析图为粉煤灰的电镜扫描图片。从电镜下可以观察到，绝人部分粒径范围为。小颗粒粉煤灰为表面光滑的球形颗粒，较

4、大粒径的粉煤灰（大：“）状不规则，有些含有疏松多孔的未完全燃烧的物质，显示粉煤灰中含有相当多的未燃碳颗粒，表明该粉煤灰的烧火量较大（图）。有些为内含很多细小粉煤灰颗粒的开球状颗粒，有些细小粉煤灰颗粒附着在大颗粒表面（图）。粉煤灰的颗粒形貌对粉煤灰的需水性影响非常大，由此判断该粉煤灰试样有较大的需水量。囤】粉爆灰扫描自镜（）根据粉煤灰颗粒表面的光滑程度可以大致地确定粉煤灰中的吉钙昔的高低情况。从圈中可虬看出试样中大颗粒粉煤灰表面的粘附微粒不多表面显得比较光滑，由此可以推断馊耪篁灰可能含钙量不高。粉煤灰的射线衍射化学成分从射线凹谱（图）可以看出，该粉煤灰中古有较多的如受米石和少蛙的英晶体，其余的为

5、铁矿石等。采用的方法只针对试样当中结晶物质作半定量测定对丁粉煤灰中的玻璃态物质肯最不能准确反映，但是仍然能从图线中起伏的曲线看出，该粉煤灰中含有较多的活性成分瑚哪“崔群如¨一“（奠来打，】芰晶体目精煤灰的射线衍射）曲线质量指标检验依照国家标准】仁粉煤灰混凝士应用技术规程圳丁水跳和混凝士中的粉煤灰测定其各项性能指标，结果见表。表粉煤灰的主要技术指标检验项目含水量细度（方孔筛筛余量）烧失蜀含龌需水量比标准值实测值）从结果来看，该粉煤灰的烧失量偏高。由于中粉煤灰的含量非常高，高烧失量的灰将显著影响的性能与经济性。过多的碳粒对减水剂尤其是引气剂会有明显的吸附作用，将导致减水剂的用量增加，而引

6、气剂的剂量则需数倍甚至数倍增加，使对的引气难度加大。）由测定结果知，该粉煤灰的细度较小，基本达到了级灰的标准；粉煤灰的细度越细，火山灰反应能力越好，或称火山灰活性指数越高。文献资料显示，细度越细的粉煤灰具有相对高的抗压强度。）规范中规定粉煤灰的需水量比是为了使混凝土不致因使用粉煤灰而导致用水量增加。有资料称，粉煤灰的需水量越大，混凝土的需水量也越大，由表中的需水量比的测定结果可知，其需水量偏大，因此可能会造成粉煤灰混凝土的用水量高于一般混凝土。试验方法试验采用超量取代法计算粉煤灰混凝土配合比，以不掺粉煤灰的混凝土为基准，再选取超量系数为，水泥取代率，分别为、，依照普通混凝十配合比设计规程和“粉

7、煤灰混凝土应用技术规程设计组初步配合比，实际粉煤灰掺鼍分别为、币。考虑到掺粉煤灰的混凝土水化比较缓慢，试件带模养护后再拆模；所有试件采取湿养护（，湿度）后自然养护。在配比设计时，考虑以基准混凝土拌合物的适宜流动度（胛）为标准，为此在试验过程中粉煤灰混凝土选取了两种水胶比（和）分别进行了对比试验，结果见表，最终确定卯（用作为本试验用水胶比。经过混凝土配比优化设计后，测定混凝土的，抗压强度、静力受压弹性模量以及混凝土抗渗性、抗冻性、抗碳化性等耐久性能。表混凝土初步配合比组号备组成材料用量（）水胶比坍落度水泥粉煤灰水砂卵石高教减水剂试验结果及分析抗压强度试验及结果分析由图及表明显看得出来，混凝土掺粉

8、煤灰后，随着混凝十中的粉煤灰掺餐的增人，其抗压强度尤其是早期强度会随着掺量增加而明显下降（尤其在粉煤灰掺量超过下降趋势尤为明显），而且掺量越高，强度损失越大。虽然早期强度低，但后的强度增幅显著，尤其是组的增幅最人，说明粉煤灰对混凝土后期抗压强度的贡献是十分明显的。若以强度来看，则均达到等级以上，而且甚至超过了基准混凝土的强度值，说明的后期强度增幅较为可观。精翩鼬杉璐囊叻掺攀傍的诵图不同龄期混凝土的掺量强度曲线表各龄期混凝土抗压强度值及强度增进率组号抗压强度抗压强度强度增进牢，抗压强度强度增进率，。混凝土静力受压弹性模量测定试验采用我国现行的测割线模量的方法，从图中可以看出，的弹性模餐遵循随强度

9、增长而增长的规律，的弹性模量值随粉煤灰掺量的增加有一定程度的卜降，但弹性模量与强度的比还有一定程度的提高（见表），这表明在强度相近时，的弹性模量要高于普通混凝土。钧蕊囊蕊黟礴弘耄兹篓黝产辑：哆执五强皇嘲啼燃孰接曼；一岛键袭掺星；糍筑苏褡孟；一静燥艉零量（：掰谋奠巷交多图混凝土的掺量弹性模量关系曲线表粉煤灰掺量对大掺量粉煤灰混凝士弹性模量的影响组号粉煤灰掺量，立方体抗压强度值立方体试件弹性模量估计仇棱柱体标准试件弹性模鼍试验测定值弹性模量强度，昆凝土抗渗性试验本试验中各组不同掺量的粉煤灰混凝土的抗渗性测试，采用抗渗等级来表示。以龄期按标准要求成型和养护的标准试件。按标准方法进行，结果见表。表粉煤

10、灰掺量对混凝土抗渗性能的影响组号粉煤灰掺量，抗渗等级，随着粉煤灰掺量的增加，粉煤灰水化程度逐一递减，造成微粒填充效应不明显，表现为的抗渗性能逐步降低：但除了，、组掺了粉煤灰的混凝土抗渗性能明显高于基准混凝土，第组的粉煤灰混凝土的抗渗性也接近基准混凝土。因此，从总体上说，的抗渗性要高于普通混凝十。混凝土抗冻性测试试验采用龄期慢冻法，以规定冻融循环次数为次，测定各不同掺鼍的粉煤灰混凝土强度损失作为评定标准。在试验中考虑了养护问题，采取了全程湿养护处理。由表中可知，混凝土的抗冻能力低于基准混凝土，而且随粉煤灰掺量的增加而降低。试验在使用的高效减水剂中掺加了适量的引气剂成分。江西省本地产粉煤灰虽经二次

11、分选，但普遍烧失量较高，掺入到混凝十中，冈为其中的未燃碳分对引气剂有比较强的吸附能力，会影响混凝士中引气剂的效果。由丁引气剂的掺入署本身的早期强度发展慢造成的强度低，是使得的抗冻性能比普通混凝土要差的主要原冈。表粉煤灰掺量对混凝土抗冻性的影响组号粉煤灰掺量，冻融试件次抗强度平均值对比试什抗胍强度试什强度损失率甲均混凝土抗碳化性能测试本试验采用检查碳化的简易方法，即酚酞酒精溶液点滴测法来测定的碳化深度，以此作为鉴定指标。由表、图明显看出，在水胶比一定的条：，粉煤灰混凝十的碳化深度均明显人丁基准混凝土。混凝土的碱含量是影响碳化深度的一个重要因素。粉煤灰取代部分水泥屙，（）粉煤灰玻璃体中的活性、反应

12、生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，消耗大量的（）使碱储备、液相碱度降低，导致混凝土中碳化中和作用的过程缩短，使粉煤灰混凝土的抗碳化性能明显低于普通混凝土。 随着粉煤灰掺量的增加，由于火山灰活性反应消耗的（）也越多，碱储备却有所降低，促使碳 化的速度也增加，混凝土的抗碳化性能因此随之下降。 表粉煤灰掺量对混凝土抗碳化性能的影响 组号 粉煤灰掺量 碳化深度 无喇显变化 黾 誊 勘 您 麓 滋 妇 辱 “鼬， 约缨衩黪社； 耪缀飙掺星：蚴东投接受： 耪蕊披露童囊瓤馑驭巷显； 耪熄熟缮点钓 图粉煤灰的掺量与混凝土碳化深度的关系曲线 结论 ）江西当地产级粉煤灰属低钙粉煤灰，但粉煤灰中含有较多的活性成分。经性能检验分析表明，粉煤灰 的烧失量偏高，细度较小，需水量比较大。 ）早期强度低，但其后期强度增幅显著，强度甚至能超过普通混凝士。 ）弹性模量值随粉煤灰掺量的增加而降低，但弹性模鼙强度比还有一定程度的提高。在强度相近时， 的弹性模量要高于普通混凝土。 ）随着粉煤灰掺量的增加，的抗渗性能逐步降低；但从总体上说，的抗渗性要高于普通混凝土。 ）的抗冻能力低于基准混凝土，而且随粉煤灰掺量的增加而降低。 ）在同水胶比的条件下，的碳化深