粉煤灰在泵送混凝土中的應(yīng)用研究

摘 要：本文從粉煤灰工作機(jī)理出發(fā)，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)分析粉煤灰對(duì)混凝土的和易性、水化熱、強(qiáng)度、耐久性等方面較普通混凝土的優(yōu)越性，并對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，最后通過工程實(shí)例闡述粉煤灰在泵送混凝土施工中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：粉煤灰;工作機(jī)理;泵送;混凝土

引言

隨著泵送混凝土的飛速發(fā)展，商品混凝土中摻加了一定比例的粉煤灰也得到廣泛應(yīng)用。混凝土中應(yīng)用粉煤灰，不僅可以減少水泥的用量，降低混凝土的生產(chǎn)成本，而且能顯著地改善混凝土的工作性能，有利于泵送混凝土的施工。

1.粉煤灰的工作機(jī)理

1.1粉煤灰是在粉煤爐中燃燒粉煤時(shí)從煙道氣體中收集到的細(xì)顆粒粉末。按照《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T50146-2014）中規(guī)定，將粉煤灰分為三個(gè)等級(jí)。

1.2 粉煤灰的工作機(jī)理：①粉煤灰是由比水泥顆粒更小的微粒組成，加入混凝土中，可填充水泥顆粒與骨料間的空隙，堵截毛細(xì)功能。其表面光滑致密，可以起到潤滑的作用，新拌混凝土中水泥顆粒遇水后容易積聚成團(tuán)，粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒，使水泥水化更充分，釋放出更多的水泥漿體來潤滑骨料，以減少混凝土的用水量，提高水泥漿的密實(shí)度，使混凝土具有良好的保水性，大大減少混凝土的泌水和離析現(xiàn)象，更有利于泵送施工。②粉煤灰顆粒與水泥水化后的Ca（OH）2反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠，它與水泥漿硬化體堅(jiān)固的結(jié)合起來，進(jìn)而增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，從而提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性。

2.粉煤灰對(duì)混凝土的改善作用

粉煤灰對(duì)新拌混凝土的施工應(yīng)用、對(duì)硬化混凝土的性能都有良好的改善作用，其中在和易性、水化熱、強(qiáng)度、耐久性等方面較普通混凝土的優(yōu)越性更加明顯。

2.1和易性優(yōu)化

和易性最直接表現(xiàn)在新拌混凝土的可泵送性能，其表現(xiàn)形式是坍落度。經(jīng)過實(shí)踐證明，粉煤灰摻量多少對(duì)新拌混凝土的坍落度影響如圖1所示。

粉煤灰有此良好的性能究其原因見1.2粉煤灰工作機(jī)理的①條。

2.2水化熱降低

新拌混凝土中摻加粉煤灰可有效降低混凝土水化熱，推遲并降低混凝土的最高峰值。摻與不摻粉煤灰的混凝土內(nèi)部溫度對(duì)比試驗(yàn)如下：在原材料相同、相同條件和相同水灰比情況下分別選用粉煤灰摻量為0、10%、20%、30%四個(gè)配合比進(jìn)行試驗(yàn)研究。從對(duì)比試驗(yàn)中可以看出，摻加了粉煤灰的混凝土的溫度均比不摻加的低，粉煤灰的摻量為20%的混凝土比不摻粉煤灰的混凝土在1～3天時(shí)溫度低8～9℃左右，7天時(shí)溫度低5.8℃。這充分說明粉煤灰對(duì)于降低混凝土的水化熱是有效的，對(duì)于防止混凝土早期溫度裂縫有很好的效果，特別是在大體積混凝土工程中更應(yīng)廣泛推廣使用。

2.3強(qiáng)度增加

混凝土中摻加粉煤灰后，由于粉煤灰本身特有的性能可使水泥顆粒分散，使水泥充分水化，進(jìn)而提高混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)水泥漿與骨料界面的粘聚力，從而提高混凝土強(qiáng)度，詳細(xì)情況見1.2粉煤灰工作機(jī)理的②條。

2.4 耐久性提高

在粉煤灰混凝土硬化過程中，粉煤灰能有效減少混凝土內(nèi)部溫度上升速度和硬化初期的收縮，從而有利于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形成。從混凝土的抗?jié)B性方面入手，對(duì)配合比號(hào)①和③的混凝土同時(shí)進(jìn)行研究，分別制做了28天和60天的抗?jié)B試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，其具體試驗(yàn)結(jié)果說明：養(yǎng)護(hù)28天后將試塊放入抗?jié)B儀中加壓到0.6MPa時(shí)，①號(hào)中有1個(gè)試塊有水泌出現(xiàn)象，經(jīng)劈開后，其它5個(gè)試塊水位滲透不高，抗?jié)B性良好;而此時(shí)③號(hào)有2個(gè)試塊有水泌出，劈開后，其它4個(gè)試塊水位滲透不高。養(yǎng)護(hù)60天后，進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)，加壓至0.9MPa時(shí)①號(hào)抗?jié)B試塊中有2個(gè)有水泌出，經(jīng)劈開后，其它4個(gè)試塊水位滲透高度都超過試塊高度的一半;③號(hào)加壓至1.3MPa時(shí)有1個(gè)試塊有泌水現(xiàn)象，劈開后其它5個(gè)水位滲透區(qū)域在1～2cm之間，抗?jié)B性良好。這充分說明粉煤灰的活性能使水泥得以充分水化反應(yīng)，粉煤灰混凝土耐久性較普通混凝土提高很多。

2.5 經(jīng)濟(jì)性

通過大量的實(shí)踐證明，在混凝土中摻加粉煤灰有較大的經(jīng)濟(jì)效益，可節(jié)省15%～30%的水泥，減少能源消耗，降低混凝土單位成本，對(duì)目前我國有限的資源來說，混凝土中使用粉煤灰是利國利民的好事。

3.工程應(yīng)用

河北省醫(yī)院門診樓為多層框架結(jié)構(gòu)，構(gòu)造底板的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為P8。

3.1 原材料選用

水泥：采用42.5R普通硅酸鹽水泥，該水泥為國家免檢產(chǎn)品。

砂：選用中砂，細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8，含泥量≤2%。

石子：選用5～25mm碎石，針片狀含量≤3%。

粉煤灰：使用Ⅰ級(jí)粉煤灰，細(xì)度為9.6，燒失量為4.9，需水量比為95。

外加劑：選用MNC-P2泵送劑，摻量為2%，減水率達(dá)到21%。

3.2 配合比選用見下表

該工程一次性澆筑泵送混凝土900多m3，施工過程中甲方、施工單位、監(jiān)理單位均對(duì)該配合比表示認(rèn)可，對(duì)混凝土的順利澆筑給予了很高的贊譽(yù)。經(jīng)過28天養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)，加壓至1.0 MPa時(shí)，抗?jié)B試塊表面無水泌出，做劈裂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水位滲透均不超過10mm，該混凝土的抗?jié)B性良好。

4.總結(jié)

總之，通過大量試驗(yàn)研究和實(shí)踐證明，在等坍落度和28天等強(qiáng)度的條件下，摻加粉煤灰的混凝土與普通混凝土性能對(duì)比，在和易性、水化熱、強(qiáng)度、耐久性等方面，都有較大的改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]水中和，魏小勝，王棟民.現(xiàn)代混凝土科學(xué)技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2014.

[2]潘永杰.粉煤灰對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響分析[J].山西交通科技，2014.

作者簡(jiǎn)介：

檀素麗（1973-），女，學(xué)士，高級(jí)工程師。主要研究方向：工程管理。