摻粉煤灰泵送混凝土的性能及配制技術

唐偉軍

摘 ?要：混凝土本質上是一種混合材料，為了滿足其泵送的要求與需求，就必須要對其中各種成分進行科學配置與優化設計。文章以泵送混凝土為例，對粉煤灰摻加影響其性能的情況進行了試驗探析，并在此基礎上提出了一些配置技術要點。

關鍵詞：泵送混凝土;粉煤灰;性能;配置技術

中圖分類號：TU528.53 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）28-0157-02

Abstract： Concrete is essentially a mixed material， in order to meet its pumping requirements and needs， it is necessary to scientifically configure and optimize the various components. Taking pumping concrete as an example， this paper makes an experimental analysis on the effect of fly ash on its performance， and puts forward some key points of configuration technology.

Keywords： pumping concrete; fly ash; performance; configuration technology

隨著工程建設項目的增多，混凝土作為一種大眾性材料得到了廣泛推廣和應用，同時有關其使用性能及應用的研究也越來越多，期間誕生了許多經典的施工技術、經驗與方法，旨在更好地配制出符合施工需求、規定與要求的高品質混凝土。因此，在實際的泵送混凝土配置中，必須要采取恰當的配置技術，對粉煤灰等外摻料的摻加比例與量進行科學設計。

1 摻粉煤灰泵送混凝土配置的原材料

（1）水泥：普通硅酸鹽水泥。通過對其3d和28d的安定性，抗壓與抗折強度進行檢驗，發現其都保持合格狀態。

（2）砂：采用細度模數為2.3～3.0的中砂，且其含泥量不高于3%。

（3）石子：采用含泥量與片針狀顆粒含量分別不高于1%和15%，粒徑處于10～30mm范圍內的石子。

（4）水：直接利用自來水進行配置，其中的氯化物、pH值等指標都滿足混合土拌制的基本要求與規定。

（5）外加劑：采用HSM-Ⅱ型減水劑，相應的減水率范圍控制在25%～30%范圍內。通過添加外加劑，有利于顯著改善所配置混凝土的水化熱特性。

（6）粉煤灰：采用呈現為玻璃球狀的多顆粒粉煤灰，本次研究中應用某地區火電廠生產的粉煤灰，對應的成分構成如下：二氧化碳、三氧化二鋁、氧化鈣、三氧化二鐵、燒失量、三氧化硫與氧化鎂的比例分別為54.7%、24.04%、8.7%、6.9%、2.35%、1.5%和1.13%。

2 摻粉煤灰泵送混凝土配置的配合比設計

（1）水灰比：為了保證所配置的泵送混凝土保持良好的可泵送性，盡可能用低水灰比。在本次試驗中，通過將HSM-Ⅱ型減水劑（0.8%～1.2%）加入到所配置的泵送混凝土中，結合所拌制混凝土的實際用水量及其水泥實際用量等情況，將所得到的水灰比保持在0.3～0.42，并且混凝土坍落度達到16～24cm。

（2）水泥用量：為了保證泵送混凝土的整體安定性，需要對水泥用量進行嚴格控制，一般混凝土等級越高，相應的水泥用量也會相應增加。在本次試驗中，C30、C40和C50的泵送混凝土水泥用量分別可以控制在320kg/m3，420kg/m3和440kg/m3。

（3）粉煤灰摻加量：粉煤灰的摻加量控制在15%～20%。

（4）砂率：鑒于泵送混凝土要保持良好的和易性，為了滿足泵送性能這一技術要求，針對C30、C40和C50的泵送混凝土砂率分別可以控制在40%、36%～38%和32%～34%。

（5）混凝土配合比：C30、C40和C50的泵送混凝土的

水泥：石子：砂子：粉煤灰的對應比例分別可以控制在1：3.68：2.16：0.19、1：2.62：1.60：0.17和1：2.50：1.29：0.18。此外，不同類型的混凝土配置中，HSM-Ⅱ型減水劑的添加量都控制在1%。

3 摻粉煤灰泵送混凝土配置的性能分析

3.1 坍落度

基于上述的泵送混凝土的施工配合比設計，通過對它們配置完畢后的混凝土坍落度性能進行分析，可得表1。

基于表1可見，C30混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在94.4%（17.0/18.0）和86.1%（15.5/18.0）;C40混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在97.4%（18.5/19.0）和94.7%（18.0/19.0）;C50混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在97.5%（19.5/20.0）和92.5%（18.5/20.0）。

所配置的混凝土之所以具有比較強的坍落度保持能力，主要是由于使用了減水劑。而其坍落度損失的根本原因在于水泥粒子之間發生了水化反應，使得它們之間相互進行了物理凝結。而本次試驗所添加的減水劑可以生成水溶性高分子分散劑，這樣可以避免水泥水化反應過程中出現的物理凝結或者化學凝結問題，有效地保持了原有的坍落度。

3.2 抗壓強度

抗壓強度也是檢測所配置混凝土使用和易性的一個重要性能指標。抗壓強度的測定值見表2。

基于表2可見，C30混凝土的28d抗壓強度較7d有了45%左右的幅度提升，而60d的抗壓強度又較28d有了25%左右的幅度提升;C40混凝土的28d抗壓強度較7d有了44%左右的幅度提升，而60d的抗壓強度又較28d有了20%左右的幅度提升;C50混凝土的28d抗壓強度較7d值有了46%左右的幅度提升，而60d的抗壓強度又較28d有了18%左右的幅度提升。鑒于粉煤灰的摻加效應，可以極大地提升所配置泵送混凝土的后期強度。

3.3 體積穩定性

體積穩定性也是評價泵送混凝土工作性能的一個重要指標，主要體現在混凝土施工的和易性與安定性方面。相應的體積穩定性測定結果見表3。

基于表3可見，14d水中養護條件下的混凝土具有一定濕脹率，后期的收縮率也存在一定程度下降，這表明通過在泵送混凝土當中應用粉煤灰可以增強整體的混凝土體積穩定性，具體成因表現如下：

（1）通過摻加粉煤灰可以替代混凝土配置中的水泥，

這樣可以減少用水量，降低混凝土配置中的水灰比，這樣可以減少混凝土當中游離的水分，進而會降低混凝土自身體積的收縮率和干縮率。

（2）通過摻加粉煤灰可以使所配置的泵送混凝土具有比較低的水化熱，這會下降其冷縮率。通過摻加粉煤灰，可以使其1d的水化熱為普通水泥的1/3，且最高放熱的峰值也會相應地下降10%左右。

（3）通過添加減水劑，可以利用其緩凝作用來逐步降低所配置泵送混凝土的早期收縮率，配合齊放熱規律的有效應用，可以使配置出來的混凝土具有更好的安定性。

3.4 體積穩定性

除了上述幾個關鍵的性能之外，通過在所配置的泵送混凝土中添加粉煤灰，也會在一定程度上增強其耐久性能。雖然摻加了比較多的粉煤灰，由于整體配置中具有比較小的水灰比，這也在一定程度上提高了混凝土的抗碳化性能;伴隨著水灰比的降低，其所配置混凝土具有良好的孔隙結構性能，加之眾多高品質粉煤灰的應用，無形中改善了所配置泵送混凝土的耐久性。

4 摻粉煤灰泵送混凝土的配置技術要點

基于本次試驗可知，通過在泵送混凝土配置過程中有效地應用粉煤灰，那么可以顯著改善其和易性與安定性，在坍落度、抗壓強度、體積膨脹率以及耐久性等性能方面都發揮非常突出的作用。因此，在實際的泵送混凝土配置過程中，將粉煤灰的摻加量控制在15%～20%。與此同時，要結合實際的混凝土配置要求，對水灰比、砂子與石子等的施工配合比進行優化設計，并且可以通過添加減水劑等方式來進一步改善所配置混凝土的使用性能。

總之，粉煤灰是改善泵送混凝土使用性能的一個重要外摻料，在改善混凝土坍落度、抗壓強度、耐久性以及安定性等方面均有突出作用。但是在實際的泵送混凝土配置中必須要結合有關施工要求和規定，對混凝土施工配合比進行優化設計。

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