關(guān)于不同外觀粉煤灰對(duì)混凝土性能影響的研究

李 強(qiáng) 溫慶如 劉尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

關(guān)于不同外觀粉煤灰對(duì)混凝土性能影響的研究

李 強(qiáng) 溫慶如 劉尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

粉煤灰是商品混凝土不可缺少的摻合料之一，但目前市場(chǎng)供應(yīng)粉煤灰質(zhì)量存在較大差距。粉煤灰的顏色、細(xì)度在一定程度上可反映粉煤灰的質(zhì)量好壞。以三種不同外觀的粉煤灰為研究對(duì)象，尋找其對(duì)混凝土工作性能的影響規(guī)律。

色澤；燒失量；坍落度；坍落度經(jīng)時(shí)損失

0 引言

粉煤灰在混凝土中可以起到較好的填充作用和潤(rùn)滑作用，在調(diào)整混凝土和易性方面具有巨大優(yōu)勢(shì)[1-2]；同時(shí)還能發(fā)揮火山灰效應(yīng)，對(duì)混凝土的力學(xué)性能和耐久性有提高作用。加之其替代適量水泥，可降低混凝土的成本，故粉煤灰在商品混凝土中得到大量應(yīng)用[3]。

目前粉煤灰的市場(chǎng)供應(yīng)已顯階段性供不應(yīng)求，一些不法分子以次充好，致使混凝土生產(chǎn)出現(xiàn)質(zhì)量問題。通常攪拌站對(duì)粉煤灰只進(jìn)行細(xì)度及活性檢查。活性檢查周期較長(zhǎng)，而細(xì)度檢查又不能完全反應(yīng)出粉煤灰的質(zhì)量問題。尋求粉煤灰的快速檢驗(yàn)，已成為一種十分必要的手段。

粉煤灰的顏色一般在淺灰到深灰色之間變化，還有一些高鈣粉煤灰顏色偏黃。深灰到淺灰反應(yīng)了粉煤灰含碳量的一般規(guī)律，而顏色偏黃又反應(yīng)了粉煤灰的含鈣情況，這里通過對(duì)粉煤灰的顏色、細(xì)度，即粉煤灰的外觀進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)試驗(yàn)，得到粉煤灰的外觀與含碳量和含鈣量的一般規(guī)律，并測(cè)試對(duì)混凝土性能的影響，從而嘗試得到一種較直觀的粉煤灰快速檢驗(yàn)方法。

1 原材料及試驗(yàn)方法

1.1 原材料

水泥:鄭州天瑞水泥公司生產(chǎn)的P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，其物理性能見表1。

粉煤灰:X公司生產(chǎn)的三種不同顏色的粉煤灰，以A代表深灰色粉煤灰，B代表淺灰色粉煤灰，C代表淡黃色粉煤灰。

機(jī)制砂:產(chǎn)地為河南新密。細(xì)砂:產(chǎn)地為黃河。

粗集料:產(chǎn)地為河南新密。外加劑:試驗(yàn)選用與天瑞水泥適應(yīng)性較好的河南科之杰新材料有限公司生產(chǎn)的Point-400高效減水劑。

1.2 試驗(yàn)方法

按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）測(cè)試粉煤灰的細(xì)度、需水量比、活性指數(shù)。

按照《水泥化學(xué)分析方法》（GB/T 176-2008）測(cè)試粉煤灰的燒失量、游離氧化鈣含量。

按照《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50080-2002）,測(cè)試混凝土的坍落度和流動(dòng)度。

混凝土配合比見表2。

2 結(jié)果與討論

表1 水泥的物理性能

表2 混凝土試配配合比以及試驗(yàn)溫度條件

2.1 粉煤灰外觀對(duì)物理性能的影響

試驗(yàn)中使用三種粉煤灰，對(duì)其需水量比、燒失量及游離氧化鈣含量分別進(jìn)行測(cè)試，其中游離氧化鈣的測(cè)試方法是乙二醇法，原理是使游離氧化鈣與乙二醇反應(yīng)，生成可溶性的乙二醇鈣，然后使用滴定分析測(cè)試乙二醇鈣的含量，從而換算得到游離氧化鈣的含量。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同種粉煤灰對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)

圖1 不同種粉煤灰對(duì)應(yīng)的含碳量以及游離氧化鈣含量性能指標(biāo)

由上表和附圖可以發(fā)現(xiàn)A粉煤灰含碳量較B粉煤灰和C粉煤灰高，而C粉煤灰游離氧化鈣較A和B明顯高出許多。

2.2 粉煤灰外觀對(duì)混凝土工作性能的影響

試驗(yàn)主要通過對(duì)三種不同外觀的粉煤灰分別拌制混凝土測(cè)其流動(dòng)性及流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失情況。試驗(yàn)采用坍落度和擴(kuò)展度綜合評(píng)價(jià)混凝土的流動(dòng)性。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 混凝土試驗(yàn)結(jié)果

圖2 不同種粉煤灰通過混凝土試驗(yàn)得到的坍落度和擴(kuò)展度數(shù)值

從上表可以看出，C組粉煤灰的混凝土流動(dòng)性最好，1 h經(jīng)時(shí)損失幾乎無損失，便于施工。對(duì)比另外兩組，發(fā)現(xiàn)粉煤灰顏色較淺的B組的流動(dòng)性好于顏色較深的A組，A組1 h幾乎已不具備流動(dòng)性，施工性能極差。

綜上所述，A組粉煤灰顏色深灰，其燒失量高、游離氧化鈣含量低，其對(duì)應(yīng)的混凝土流動(dòng)性較差。B組粉煤灰顏色深灰，其燒失量低、游離氧化鈣含量低，其對(duì)應(yīng)的混凝土流動(dòng)性略好。C組粉煤灰顏色偏黃，其燒失量低、游離氧化鈣含量高，其對(duì)應(yīng)的混凝土流動(dòng)性較好。

通過粉煤灰性能測(cè)試及混凝土試配，驗(yàn)證了粉煤灰外觀對(duì)粉煤灰的燒失量及游離氧化鈣的對(duì)應(yīng)一般規(guī)律。憑粉煤灰的外觀只能對(duì)其性能進(jìn)行初步判斷，可作為攪拌站快速、便捷檢測(cè)粉煤灰的方法，但對(duì)粉煤灰的具體性能還需進(jìn)行深入測(cè)試。

3 結(jié)論

1）含碳量影響:粉煤灰的燒失量主要成分為燃燒中未燃盡的碳粒，其吸附作用比較強(qiáng)，同時(shí)需水量相對(duì)較高，強(qiáng)度偏低，這些高吸附性的碳粒在混凝土試配中對(duì)外加劑的吸附作用是首當(dāng)其沖的，其妨礙外加劑作用的充分發(fā)揮，同時(shí)自身具有需水量高的特點(diǎn)，于是拌制的混凝土不可避免的出現(xiàn)流動(dòng)性不好、坍落度經(jīng)時(shí)損失快等特點(diǎn)。

2）游離氧化鈣含量影響:高鈣灰一般具有較細(xì)的顆粒形態(tài),同時(shí)具有較低的需水量比等特點(diǎn)，高鈣粉煤灰一般需水量比小于100%,同時(shí)因?yàn)槠涑尸F(xiàn)較小球狀玻璃體，填充在水泥漿體之間具有較好的潤(rùn)滑作用，所以其流動(dòng)性比較好。但是因?yàn)槠溆坞x氧化鈣數(shù)量較高，因此在應(yīng)用的過程中應(yīng)注意其引起的安定性不良等問題，在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)檢測(cè)力度，確保工程質(zhì)量合格。

3）這里引入粉煤灰的色澤概念探討其對(duì)混凝土流動(dòng)性能的影響，其只具有參考、指導(dǎo)意義，在特定的條件下可用于快速分辨粉煤灰性能好壞，并不是普遍性的結(jié)論，其為了闡述粉煤灰中的含碳量和游離氧化鈣含量對(duì)混凝土性能的影響。

[1]楊太文.大摻量粉煤灰高性能混凝土的研究進(jìn)展[J].混凝土,2004(9):22～26.

[2]王福元,吳正嚴(yán).粉煤灰利用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1999:40～43.

[3]沈旦申.粉煤灰混凝土[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1998:47～54.