粉煤灰在水泥混凝土中的技术应用

粉煤灰在水泥混凝土中的技术应用摘要：在福州绕城高速公路xxxx标段桥梁下部结构的施工过程中，通过相关试验和施工实践，对混凝土中掺入的粉煤灰对混凝土性能的改善进行了研究。在混凝土中加入粉煤灰，一方面可改善混凝土的施工性能，减少收缩，防止裂缝，提高均匀密实性、抗折强度和中、后期强度；另一方面既可防止混凝土出现碱-骨料反应和硫酸盐破坏作用，又可阻止许多可能引起桩基破坏的潜在物质的渗透，大大提高了桥梁下部结构的耐久性。关键词：粉煤灰混凝土工作性耐久性1．粉煤灰的技术性质及应用现状1．1粉煤灰的技术性质粉煤灰是火力发电厂排放的一种工业废渣，属于火山灰质活性材料。它含有较多的活性氧化硅、活性氧化铝，他们与氢氧化钙在常温下起化学反应生成稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，这些成分有助于混凝土的硬化，增加强度。粉煤灰的比重在1.95～2.36之间，松干密度在450kg/m3～700kg/m3范围内，比表面积在220kg/m3～588kg/m3之间。由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性，在松散状态下具有良好的渗透性，其渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍。粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性，同比粘性土其压缩变形要小的多。拌制水泥混凝土和砂浆时，作掺合料的粉煤灰成品应满足表1．1要求。衰序号花指柄翅叹铜标宪级退悉君别促Ⅰ往Ⅱ榨Ⅲ优1寻细孔度浊(0.0刻45m吐m孟方孔筛筛钉余萄,%估)采不大于中12壮20唱45桨2丸需水量比缸，％不大筝于炎95疗105闻115段3茎烧失量，柜％点恰府不大于板5追8被15壶4铁含水量，灰％符谱熄不大于愉1冈1押不规定站5半三氧化硫倾，％不大活于海3触3娇3表1．1粉煤灰的技术指标1．2粉煤灰的应用现状在水泥混凝土路面工程中要求使用干粉煤灰，要求达到Ⅱ级以上粉煤灰的技术要求，并先采用磨细粉煤灰。粉煤灰可用于制造粉煤灰质硅酸盐水泥，用于沥青路面的掺合料，用粉煤灰加水泥或石灰稳定砂砾做路面基层，应用于水泥混凝土中，提高混凝土的应用性能等，本文对掺加粉煤灰的水泥混凝土进行研究。2．工程实例分析福州绕城高速公路xxxx项目主要包括主线桥梁1座（2968.570米），互通桥梁4座（2852.248米），互通式立交1座；本路段位于福州市西北部，地貌单元简单，属于闽东南丘陵与福州平原的交接地带。对福州绕城高速公路RA3-2标段桥梁下部结构浇筑的混凝土，采用超量取代法掺加粉煤灰。通过对比试验对普通混凝土与掺加粉煤灰的混凝土性能进行比较。2．1计算C25桩基混凝土的试验室配合比根据材料组成及材料的各项物理力学指标，按照普通混凝土配合比设计规程及图纸设计文件等，计算满足工程需要的C25桩基的试验室配合比，坍落度为180~220mm。确定水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。计算两组配合比，掺加粉煤灰的试验配和比采用超量取代法，掺加粉煤灰的水胶比与未掺加粉煤灰的水灰比相同，粉煤灰取代水泥率取f=15%,超量系数为K=1.5，由此增加的粉煤灰体积减去同体积的砂。确定两组配合比：①未掺加粉煤灰的试验配和比②掺加粉煤灰的试验配和比，每方材料组成及用量见下表。这材料名称亮水泥请粉煤灰碧细骨料办粗骨料烂外加剂令水鸟产地京三德宰福建同益霞闽江偿桐口永顺壳莆田闽荔酷工程用水白规格塑P.O4锐2.5骂Ⅱ酬级每中砂支4捐．柿75-3斥1.5故FDN-赞3菊拌合水混①绳用量谨356饱0添750料1079傲6忆．聚51弱185钳②烈用量乏303遍80裕718拆1079扛6倦．哄51税185表2．1每方材料组成及用量2．2混凝土拌和及性能比较挂对上述两捡种方案的买配合比在粱相同的条劫件下使用胳相同的材榆料同时拌艰和，直观炸的比较并佣分析两者错的性能差组异。电2晓．夺2粗．板1雄新拌崇混凝土的孤和易织性临铺混凝恼土拌挪和后做，咽将两组混尸凝土进行些对比，明膏显发现掺什加粉煤灰誓的混凝土悼比未掺加损粉煤灰的透混凝土流认动性，粘国聚性，保圈水性好很旬多。分别佩测定循两组姜混凝土的副塌落度，广及穴1验h季后的坍落笔度损失情叫况，测定侨记录得下亲表。闹编号辰①偏未掺加粉彩煤灰的混昼凝土艇②研掺加粉煤衰灰的混凝杂土慌坍落度圆（遮m脊m骡）英测量值旺均值拜测量值肝均值助195左198纯197槐212饭208夺210沫1包h列后的坍落吩度学（驼m兵m陆）塘184剖187宏186坏206叉203闯205家1冈h睡的坍落度李损失茧（夕m盐m迁）士11运5国表简2队．殿2歉为坍落度测革定值及坍背落度损失请从夜测量结果他看出芳，麦与不含粉素煤灰的混劳凝土相比消，页含有粉煤术灰的混凝元土坍落度逗增大，并郊且案1荡h抬的坍落度造损失减小捐，和易性胆有很大提袋高。死分析：稳使用粉煤鞋灰可提高邪胶结材料伟（水糖泥嫂+蛛粉煤灰）余的绝对体你积，从而耻增加了水迈泥浆体积朋，股水泥浆除例了填充集宋料间的空狼隙外，包没裹在集料划表面并略恭有富裕，仅使拌合物玉流动性提既高携。满同时拿在混凝土糠混合料中笔加入粉煤刷灰，通常辫可减少混季凝土的需镜水量，原派因是粉煤俭灰圆形颗宏粒吸附于恨水泥颗粒对表面，能挨起滚珠轴原承的作用泼，降低了好颗粒之间朵的摩擦，溉减弱了用致水的需求浩。在同等腿塌落度条卖件下，粉餐煤灰含量抖相对较高朗的混凝土策比不含粉距煤灰的混疏凝土所需矮的用水量否小始，这样提耍高了结构击物的强度第。渗备2月．薄2汇．鹊2杠凝结时比间猫呢掺加粉煤轿灰的混凝暴土较未掺垫加粉煤灰壤的混凝土霜凝结时间砖慢，初终弃凝均比未选掺加粉煤尸灰的混凝需土推迟笑约侨2爸小时。猾分析：由撒于粉煤灰阿在形成的犹过程中，倍其表面吸朽附了一定搅量凶的景Na翻2笼O避及贿SO坚3猾，这些化枪合物延长督了混凝土软的凝结时率间。假2必．废2京．辽3誉混凝土强舟度芦将新拌混盼凝土装模题，并在相拿同的温度李和湿度条婚件下进行扫养护，养设护相同的摸龄期。分略别测定两花组混凝剧土秒7坝d朝和团28展d炉的强度，搭测定结果丹见锅表槽2含．克3阻混凝舞土息7殿d婶、省28个d越强度测定躬值。钩编勉号公①征未掺加粉买煤灰的混湖凝土辱②迎掺加粉煤津灰的混凝盾土衬测定力值扰（投K旋N凝）授平均力值躺（卡K村N谣）神平均强度边（努MP枝a寺）炒测定力值胸（塘K允N屑）福平均力值块（秃K部N饥）智平均强度支（煎MP陈a续）熄7密d夹强度替572.驾.26湖563.色25来570.悲71既25.4喉571.区18毛564.株43周568.请49先25.0付569.送17瞧581.野34叠548.料36缸556.睛27船575.揉53武562.蚀70径567.带26巡573.撞41辉28猾d希强度群739.羊15滴743.室32邻767.割23值33.4凭819.目20孔828.君45骄849.扮89将38.0董756.钻62拐770.锅84选865.番19未876.强34燥791.漏14拣703.荒29确847.胃63甲892.众52轨表虏2寸．兔3脾嫂混凝居土腾7极d旷、餐28慨d值强度测定半值板从上表可携以看出晚，污7廊d典的掺加粉非煤灰的混斗凝土与未俗掺加粉煤眼灰的混凝游土强度值嫂基本相当畜都辉在像25MP摘a降；但线是管28终d晨的掺加粉偏煤灰的混喇凝土饮为绢38.0菜MP概a棒，未掺加素粉煤灰的倾混凝土强局度举为槽33.4严MP解a值，相比之困下掺加粉挎煤灰对混俭凝土的强闸度有较大揉的提高。纷分析：粉强煤灰含大捡量罢SiO呀2近、祖Al浮2奸O文3验等能反应迁产生凝胶胖的活性物北质，它们顿在粉煤灰耕中以球形怀玻璃体的两形状存在场，比较稳供定，表面杂密实，不扇易水化。筹粉煤灰混乞凝土早期倡反应主要零是水泥遇修水后产生停水解如水雀化反应，钢生成氢氧杨化钙和硅董酸钙晶体呀，同时硅遗酸钙晶体随产生部分爱强度，氢搭氧化钙通普过液相扩贫散到粉煤蜜灰球形玻捕璃体表面牲，发生化踪学吸附侵剑蚀，生成细水化硅酸狱钙与水化丝铝酸钙，致并逐渐以晨凝胶体出兰现，随着桥凝期的增包长逐渐转猜化为纤维林状晶体，义晶体相互甘交叉，形显成连锁结刺构填充混经合物孔隙胶，形成较弄高的强度孕，随着粉曲煤灰活性传的不断调垒动，不仅司使粉煤灰被混凝土早爹期强度不弱下降，而即使后期强袍度也有较盟大提高。碍3槽．混凝土丘现场使用走效果刷3腿．员1外掺加粉煤懒灰的混凝闸土施工性匆能锋根据现场肾技术人员锋的反应，授将掺加粉瑞煤灰的混籍凝土应用赚于桥梁下胳部结构浇策筑中版，未混凝土的册工作性能革在以下方轮面得到杯大幅度改嫌善：细混凝土的我保水性提伴高，但泌水率雕降低租，伙和易性更讽优，这季有利于混多凝土的运闲输踪；坍落度旺损失可明升显减少，终这样有利尸于热天施射工；村粉煤灰水多泥混凝土乏的振动粘沈度系数减充小，有利务于仙混凝土浇完筑域；和易性互的改善，羽减小了举灌桩拔管吗的阻力，筝减轻了阳机械坦的工作负究荷俯。漂3恶．臂2路掺加粉煤途灰的混凝酬土耐久性皂用粉煤灰肢取代水泥留后，能使加温升降低黑约剩20贫%掠左右，对拘混凝土温灿升起到缓止解作用，斜有效减小却温缩裂缝队；用粉煤蔬灰取代部叛分水泥可椅以减少混然凝土中的圈碱含量，命减少碱集悼料反应，谦从而减少蛮结构物的牙膨胀开裂堂；询浇筑完成气脱模后结轰构物表面董光滑，无唐裂缝，外聚观质量较呢好。贯4餐．使用粉潮煤灰混凝骗土的效益茅4敏．担1短社会效益械我国是个痰产煤大国训，以煤炭唇为电力生粱产基本燃门料。而粉冈煤灰是从陕煤粉炉排猎出的烟气科中收集到构的细颗粒葡粉末，是穴工谎业却“选三链废拳”谎之一。目科前，我国直年排放粉柿煤灰浇约牙1100释0众万吨，利蝴用率惊为抹42皮%至，大量的喇粉煤灰不曾加处理，欲就会产生村扬尘，污弄染大气；嘴若排入水狐系会造成旋河流淤塞怖，而其中滤的有毒化荷学物质还挠会对人体净和生物造配成危害。笔粉煤灰也芳是福建省箭数量最大斥，分布较抹广的工业脂废渣之一拨，随着工扯业的发展国，粉煤灰馒排放量将管逐年增加主，合理地电推广和应澡用粉煤灰资不仅能节降约土地和竭能源，而口且能保护创和治理环解境，走可僚持续发展变的道路。汤4诚．养2纪经济效益倡粉煤灰混虹凝土不仅糕节约了水响泥，还减校少了细骨他料，并且悟所用的粉浅煤灰的价邮格低于水燃泥价格。碑在巨大的柔混凝土使辉用量上，孔粉煤灰的下利用大大枣降低了水露泥混凝土弯成本。柱5六．结束语飞粉煤灰作球为一种活扒性矿物掺捐合料脖，册