粉煤灰雙摻混凝土試驗研究

摘 要：隨著我國電力事業的發展，粉煤灰的排放量也在逐年增加，以至造成了嚴重的環境污染。粉煤灰和減水劑雙摻混凝土，不僅能大量利用粉煤灰，節約水泥，而且能提高工程質量和降低成本。本文從雙摻混凝土力學性能出發，分析了粉煤灰的摻入量對混凝土力學性能的影響，得出了粉煤灰的最大摻入量。

關鍵詞：粉煤灰; 雙摻混凝土；力學性能

水泥混凝土是當今用量最大的土木工程材料之一，但在水泥生產中存在著礦物資源、能源消耗大、對環境污染大、影響生態平衡兩大問題，因此，需要從節省資源、能源、提高材料耐久性和再生利用等角度來發展新材料[1]。粉煤灰作為一種人工火山灰質材料，在混凝土中作為摻和料意義尤為重大，這不僅能大量利用粉煤灰，節約水泥，提高工程質量和降低成本，而且摻有粉煤灰的混凝土具有一系列的優點。隨著我國電力事業的發展，粉煤灰的排放量也在逐年增加，以至造成了嚴重的環境污染。搞好粉煤灰的綜合利用，對減少工業廢渣對環境的污染，化害為利、變廢為寶及節約能源和自然資源等，都具有深遠的意義[2]。為了適應建筑經濟向環保、節能及高效的方向發展需要，進行混凝土配合比雙摻試驗及應用研究是非常必要的，該項目在國內處于領先地位。本論文從粉煤灰的礦物組成、物理化學性質等基本性質的基礎上，對粉煤灰雙摻混凝土配合比設計作了系統地分析與研究，并且又從不同摻量粉煤灰混凝土的力學性能方面探討了粉煤灰雙摻混凝土實際應用的優越性。

1試驗原材料

1.1細骨料

試驗用細骨料采用阜新市白玉都河砂。表觀密度2.57g.cm-3 ，吸水率3.1%，含泥量2.5%，細度模數2.8。單位體積質量1.34Kg.L-3

1.2粗骨料

試驗用粗骨料采用阜新市公官營子產碎石，粒徑范圍為5～31.5mm。表觀密度2.78g.cm-3 ，吸水率1.1%，含泥量0.4%，細度模數6.8。單位體積質量1.33Kg.L-3 ，壓碎指標6.8%。

1.3水泥

試驗用水泥采用阜新鷹山水泥廠生產的鷹山牌32.5號礦渣水泥。

1.4粉煤灰

粉煤灰采用阜新鑫源粉煤灰建筑材料有限責任公司生產的Ⅰ級粉煤灰。

1.5減水劑

采用上海花王化學有限公司生產的高效高性能ＡＥ減水劑，多羧酸系化合物(Polycarboxylate compound) 標準形Ⅰ種。

2試 驗

2.1配合比設計

為了探討粉煤灰雙摻在混凝土配合比設計當中的應用研究，試驗從大摻量粉煤灰的角度出發，即采用等量取代水泥用量的20%～40%，并分別試配了C25和C30強度等級的粉煤灰雙摻混凝土[3] ~[5]。混凝土配合比設計混凝土坍落度在30mm～50mm之間。試驗經反復調整之后，在滿足混凝土和易性（流動性、粘聚性、保水性）的基礎上最終確定了混凝土的配合比。表1和2為粉煤灰以等量法取代20 %～40 %水泥時C25和C30混凝土的配合比。從新拌混凝土的拌合物性能來看，粉煤灰混凝土（等量取代水泥的20%～40%）的流動性、粘聚性、保水性均較好。

2.2試驗方法

混凝土拌合物物理性能測試按GB／Ｔ50080－2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行，混凝土力學性能測試按GB／Ｔ50081－2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行。

3 試驗結果及分析

在力學性能方面因粉煤灰混凝土早期強度較低，后期強度較高，因此，在粉煤灰混凝土中采用摻高性能AE減水劑的辦法來彌補混凝土早期強度較低的問題。粉煤灰混凝土立方體抗壓強度均高于不摻粉煤灰和減水劑的普通混凝土的抗壓強度。C25和C30各強度等級粉煤灰混凝土抗壓強度的力學性能結果表示在表3和4。

從粉煤灰混凝土各齡期抗壓強度的試驗結果來看，摻特高效減水劑能夠有效彌補粉煤灰混凝土早期強度低的問題。其強度貢獻率大約在10%左右。而且后期強度的增長也較穩定。隨著粉煤灰產量的增大，混凝土抗壓強度有所降低，從大摻量粉煤灰有效利用的角度來看，粉煤灰以30%取代水泥時的力學性能效果較好。

4 結論

4.1 在粉煤灰混凝土配合比設計中摻超高效減水劑，也就是雙摻粉煤灰混凝土能夠有效地彌補粉煤灰混凝土早期強度低的問題，并且早期強度及后期強度都有所提高，強度貢獻率大約在10%左右。

4.2 在粉煤灰雙摻混凝土配合比設計中粉煤灰有效取代水泥用量，經試驗結果表明，粉煤灰取代水泥用量30%時其對抗壓強度的影響不大。

4.3 混凝土配合比雙摻具有很好的經濟效益，工業廢渣粉煤灰，本身價值很小，但卻有很大的利用價值且價格穩定易購，雙摻混凝土與普通混凝土相比，可降低混凝土成本約10-15元/噸。

參考文獻

[1] 王福元，吳正嚴， 粉煤灰利用手冊，中國電力出版社，2004.10

[2] 錢覺時，粉煤灰特性與粉煤灰混凝土，科學出版社，2002.5

[3] 馮乃謙，邢峰，高性能混凝土技術，原子能出版社，2000.6

[4] 吳正直，粉煤灰房建材料的開發與應用，中國建材工業出版社，2004.10

[5] 符芳，建筑材料，東南大學出版社，2002.8