大掺量粉煤灰混凝土试验探究

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1、大掺量粉煤灰混凝土试验探究　　摘要：本实验通过调节配合比，进行了粉煤灰掺量从30%～60%的抗冻混凝土的配制。从粉煤灰掺量、砂率、外加剂等角度分析了混凝土组分对其工作性的影响。实验结果表明：在满足工作性的前提下，砂率存在最佳取值，并且砂率过小比过大对工作性的影响更加明显；实验中发现，只有当引气剂的掺量增加到一定程度时，其作用效果才会明显提高，即引气剂掺量存在饱和点。关键词：大掺量粉煤灰；低水泥用量；配合比参数；工作性中图分类号：TU502文献标识码：A文章编号：1引言8混凝土是最大宗的人造材料，由于混凝土的组分很多，而这些组分不是单一对

2、混凝土进行影响，而是相互作用，因此，混凝土的配制是一项基础性的工作，同时也是一项综合性的工作,研究者对此也做了大量的研究工作，尝试着用各种方法对配合比进行优化。然而，对抗冻融的大掺量粉煤灰混凝土配制的研究相对较少，文献[1～2]介绍了大掺量粉煤灰混凝土中粉煤灰、减水剂等对其工作性和强度的影响，但没有掺入引气剂，文献[3～4]介绍了引气混凝土的抗冻性、抗渗性、抗碳化性、耐磨性等性能，但没有介绍混凝土的组分对工作性的影响。另外，在混凝土的基本组成材料中，水泥的价格最贵，早前我国著名混凝土专家吴中伟先生预期规划2010年我国的水泥产量是8亿吨

3、，然而实际情况则是16亿吨，是当时规划的2倍，过多的使用水泥会产生大量的水化热，容易产生裂缝，影响建筑物的耐久性，增加建造和维修成本，而且生产1t硅酸盐水泥会释放约1t的二氧化碳，加剧了温室效应，此外，由于粉煤灰混凝土早期强度较低，现今规范中粉煤灰的用量只在30%以内，使粉煤灰的应用受到了一定的限制。但粉煤灰能够改善混凝土的孔结构，对提高抗渗性、耐久性都是十分有利的,如果我们对其加以利用，而且大掺量的使用粉煤灰，不仅可以改善环境还可以创造巨大的经济利益，同时也符合可持续发展观的要求[5～6]。本文通过对实验结果的分析，总结了抗冻混凝土中

4、各组分对其工作性的影响，为今后抗冻混凝土的配制提供经验，为规范对粉煤灰用量的修订提供实验参考。2实验材料及实验过程2-1材料8水泥：硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，表观密度：3000kg/m3粉煤灰：II级粉煤灰，密度:2200kg/m3其他指标见表2.1；砂：沂源河砂；石：碎石，粒径为10～20mm，不是连续级配（由于我国粗骨料的生产相对落后，粒形不好，针状、片状颗粒较多），砂石分析见表2.2；外加剂：巴斯夫聚羧酸系高效减水剂；巴斯夫引气剂。表2.1表2.22-2实验过程根据对实验材料的分析结果，参照《普通混凝土配合比设计规程》

5、JGJ55-2011，制作了100×100×100mm的试块,在整个配制过程中对骨料的含水率进行了实时检测。由于混凝土的抗压强度是以边长为150mm的立方体试件的试验结果为标准，实验数据应在此基础上乘以0.95的系数，以下数据已进行修正。3结果与分析3-1粉煤灰对工作性的影响表3.18由表3.1中数据1、2、3得图3.1可知，当粉煤灰掺量从30%增加到40%时，坍落度由11.5cm增加到14cm，增加了20%，这主要取决于粉煤灰的球状颗粒具有形态效应，能够改善混凝土的颗粒级配，减少了集料界面的摩擦，从而改善混凝土的和易性。当粉煤灰掺量从

6、40%增加到50%时，坍落度从14cm降到6.5cm，减少了50%多，由于粉煤灰的细度很小，比表面积很大，这时粉煤灰的减水负效应代替了填充效应而占主要因素，混凝土的和易性就会变差。而且可以得出，当粉煤灰掺量增大到一定程度时，粉煤灰的减水作用会非常明显。从表3.1中数据4和5可知，文献[7]用450kg的水泥和80kg的粉煤灰配出了强度为48Mpa的混凝土，粉煤灰掺量为15%,本实验中，胶凝材料总用量约为470kg，水泥仅用了约200kg，不到[7]的一半，粉煤灰掺量达到60%，而且，该实验中的水胶比是0.24，[7]的水胶比是0.32，

7、降低了0.08，由于总的胶凝材料少，这就意味着本实验的用水量更少，而且制配出的混凝土含气量达到了5%，与[7]相比，本实验的配合比似乎是朝着“坏”的方向变化，然而，依然配制出了28天强度达到近60Mpa，工作性符合要求的混凝土。笔者认为这主要有两个方面的原因，一方面：粉煤灰的活性比水泥要差，早期不参与水化，尽管用水量少，但水泥用量也很少，这些水满足了水泥的水化，而且，水泥水化的产物氢氧化钙能够使粉煤灰水化，在后期水泥会一定程度倒吸粉煤灰吸附的水分进行第二次水化，这样粉煤灰颗粒对试件就形成了内养护[8]，因此比普通混凝土具有更大的强度发展

8、潜力。但前面分析得出，8当粉煤灰掺量增大到一定程度时，和易性会降低。这时，我们采取了第二个措施（即第二个原因），当大掺量的加入粉煤灰之后，实验通过调节外加剂的掺量来降低水胶比，而水胶比是影响混凝土强度最主要