粉煤灰在混凝土路面磚和鋼筋混凝土排水管的應用

孫中田

【摘 要】現代工業的快速發展，粉煤灰排放量日漸增多，嚴重的污染環境。如何變廢為寶，合理利用是當前的重要任務。粉煤灰在建材行業是一種新資源。本文論述了粉煤灰在混凝土路面磚和鋼筋混凝土排水管中取得了經濟和社會效益。

【關鍵詞】粉煤灰 混凝土路面磚 鋼筋混凝土排水管

前言

我國有豐富的煤炭資源，在現代工業發展的今天，仍然以煤炭為主進行火力發電，電廠規模的不斷擴大導致了粉煤灰的排放量急劇增加。粉煤灰是一種大宗工業廢料，它具有潛在的火山灰活性的物質，能為建材工業所利用。目前我國粉煤灰在建材行業中的應用主要包括：路基填充材料、墻體材料、粉煤灰水泥和混凝土摻合料等。摻合料加入混凝土中不僅可降低成本，改善混凝土的和易性、工作性、耐久性能，還能變廢為寶成為有利于建材工業可持續發展的綠色混凝土。而摻合料中粉煤灰其來源廣泛，價格低廉，性能優異，把粉煤灰作為一種混凝土的摻合料已得到廣泛應用。粉煤灰的綜合利用，保護了環境、節約資源，降低了企業的生產成本，提高了經濟、社會和環境效益。

1 原材料

我廠經過多次試驗研究，探索出在懸輥法生產鋼筋混凝土排水管中，使用高鈣粉煤灰的最佳方案及配比，既提高了排水管的使用性能，又降低了原材料的成本提高了企業的經濟效益。經過二年多的使用，高鈣粉煤灰在鋼筋混凝土排水管使用是可行的。

其技術指標：復合水泥（P?C）強度等級32.5，砂細度模數2.3~3.0，容重1450~1550kg/m³，碎石顆粒級配5~10mm，容重1400~1500 kg/m³，粉煤灰，本市二電廠III級灰，其有效成份SiO₃；A12O₃總量達到60%以上，混凝土路面磚底料設計強度為C30，自然養護。

2 粉煤灰在混凝土路面磚中的應用

選用等量取代法，并進行了多次試驗，確定混凝土路面磚底料加入粉煤灰的最佳配比。原材料同前。試驗數據表1

由表1表明采用等量取代法，隨著粉煤灰的摻量不斷增加，不論自然養護還是澆水養護，摻量超過25％時早期和后期強度都有所下降，其原因是32.5級復合水泥的混合材料用量較多，摻量在20％～50％，有效的氧化鈣含量較低，導致不能形成大量的水化膠凝物，影響了強度的增長。當粉煤灰摻量不大時Ca（OH）₂依然存在。當摻量大于30％時，Ca（OH）₂全部參加二次水化無多余存在，所以強度降低。加大粉煤灰摻量時，可適當進行增鈣措施彌補氧化鈣的不足。加大Ca（OH）₂的二次水化反應提高混凝土的強度。

由表1表明路面磚底料摻加粉煤灰后的強度在28天時略有下降，60天時比基準混凝土（不摻粉煤灰）有所提高，這是由于在水泥漿體中被粉煤灰取代的一部分水泥的早期強度得不到補償，導致影響水泥漿體的早期強度提高。隨著齡期的不斷增長，粉煤灰的活性組份和Ca（OH）₂進行了二次水化反應生成新的水化膠凝材料。降低了水泥石堿度，進一步促進了熟料的水化，因此，水泥的長期強度可以得到補償并有提高。澆水養護5天后的強度要好于不澆水養護，充分說明澆水養護后，加速了水泥硬化后Ca(OH）₂的生成，加快了二次水化反應，從而使混凝土強度28天后與基準混凝土相比有提高。

選用等量取代法在路面磚底料中加25%的粉煤灰，其產品經檢驗結論與試驗基本相符，產品達到了JCJ446-2000《混凝土路面磚》標準要求。在2008年，摻入粉煤灰生產路面磚7萬平米，減少水泥用量為306T，節約資金7.7萬元。

3 粉煤灰在鋼筋混凝土排水管中的應用

在鋼筋混凝土排水管中應用更為合適（蒸汽養護），根據現有原材料，碎石顆粒級配5~20mm，電廠II級粉煤灰其它同上，首先確定在鋼筋混凝土排水管試驗數據（表2）從而確定最佳配合比。

由表2看出摻入粉煤灰的鋼筋混凝土排水管更適合蒸汽養護，這是在常溫下由于水泥水化速度較慢導致Ca(OH）₂的生成緩慢。蒸汽養護顯著提高了水泥—粉煤灰的水化速度和早期活性，對水泥硬化后產生Ca(OH）₂與粉煤灰的二次水化起了加速作用，從而提高了硬化后漿體的抗壓強度。

在2008年6月，選用等量取代法摻入25%的粉煤灰在車間使用，生產鋼筋混凝土水管25.5km。經檢測其產品完全符合GB/T 11836——1999《混凝土和鋼筋混凝土排水管》標準要求。減少水泥590T，節約資金14.2萬元。通過生產中使用，在路面磚和排水管這兩種干硬性混凝土中，采用等量取代法摻入粉煤灰在技術上是可行的，效果良好，其產品達到了相應的標準要求。在使用中要注意：摻加粉煤灰的混凝土的攪拌時間應在2min以上；制定合理的自然養護和蒸汽養護制度；用化學物質進一步激發粉煤灰的活性，使其摻量進一步增加。

4 結束語

從使用效果看，粉煤灰在路面磚和排水管的應用，通過有效的技術途徑是完全可行的。我市電廠的粉煤在排放量也是日漸增多，國家對綜合利用資源政策的支持，提高了粉煤灰的利用率，變廢為寶，節約了資源。加速綜合利用水平，對實現粉煤灰在水泥制品行業的資源化有重要意義。水泥制品是經濟耐用性產品和環保產品，其社會效益和經濟效益十分可觀。