粉煤灰在碾压混凝土中的应用

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1、浅谈粉煤灰在碾压混凝土中的应用（安徽水利开发股份有限公司——吴斌）摘要：碾压混凝土与常态混凝土的最大区别是低水泥用量、中胶凝材料、高掺粉煤灰。本文通过对粉煤灰在碾压混凝土应用的研究，分析了粉煤灰在碾压混凝土中的品质、特性、掺量、应用等性能，以及碾压混凝土快速筑坝技术的优势和特点。关键词：碾压混凝土、掺和料、粉煤灰1、引言：1.1、碾压混凝土配合比掺合料应用；多年来，我国的碾压混凝土筑坝技术得到了长足的发展。碾压混凝土筑坝技术在设计、施工、运行等方面充分展示了中国自己的特色，大量工程实践证明，碾压混凝土筑坝技术质量可信、可靠。无论是粉煤灰高掺、石粉利用、外加剂研究、变态混凝土等

2、碾压混凝土施工，特别是碾压混凝土中掺用品种不同的掺和料，如粉煤灰、磷矿渣、凝灰岩、铁矿渣、辉绿岩、石灰石等微粉，形成了中国自己碾压混凝土筑坝的技术特点，使碾压混凝土筑坝技术日趋成熟。在碾压混凝土掺和料性能研究与应用方面，粉煤灰作为掺和料始终占主导地位。1.2、碾压混凝土筑坝技术在安徽省水电工程中的应用和发展；安徽省西南部中小水电发展很快，当前分别在金寨县、霍山县兴建流波水电站和白莲崖水库，拦河坝均采用碾压混凝土筑坝技术，流波水电站由安徽水利开发股份有限公司投资建设，采用碾压混凝土单曲拱坝，2004年开工，目前工程正在验收阶段。白莲崖拦河坝为碾压混凝土抛物线双曲变厚拱坝，最大坝

3、高104.6m，坝顶弧长421.86m，在2006年开工建设。2、粉煤灰的性能和特点：2.1、粉煤灰的物理性能；粉煤灰作为工业废料，物理性能主要为密度、堆积密度、细度、颗粒形貌、需水量、颗粒级配（粒经分布）等。影响粉煤灰物理性质的因素也比较多，认识与了解粉煤灰的物理性质对粉煤灰在碾压混凝土应用是非常重要的。2.1.1密度。我省平圩电厂生产的粉煤灰密度2.11g/cm3，粉煤灰的密度对粉煤灰质量评定和控制具有一定的意义，如果密度发生变化，在一定程度上表明其质量的波动。通常影响粉煤灰密度最主要的因素为CaO的含量，一般低钙粉煤灰（CaO的含量不大于10%）密度通常比较低，且变化范

4、围比较大，高钙粉煤灰（CaO的含量大于10%）的密度平均要比低钙粉煤灰的密度高19%左右。2.1.2细度。粉煤灰作为副产品所具有的利用价值，很大程度上是因为粉煤灰为很细的颗粒，具有很大的比表面积，因此细度是粉煤灰非常重要的性能指标。粉煤灰的颗粒粒径主要分布在0.5～300μm的范围内，其中玻璃微珠的粉煤灰范围0.5～100μm，但大部分在45μm以下。2.1.3颗粒形貌。观察粉煤灰的颗粒形貌必须借助显微镜和扫描电镜以及其他手段。平圩电厂生产的一级粉煤灰颗粒极细且多数颗粒为球形。2.1.4需水性。需水量对于粉煤灰的应用是非常重要的物理性能指标。粉煤灰的需水量可以定义为粉煤灰和水

5、的混合物达到某一流动度情况下所需的水量，粉煤灰的需水量越小，其工程利用价值越高。影响需水量的主要因素为粉煤灰的细度、颗粒形貌、颗粒级配，此外还与粉煤灰的密度、烧失量高低有很大关系。2.1.5抗压强度比。粉煤灰作为水泥混凝土掺和料主要是利用其火山灰活性，抗压强度比可以比较准确表示粉煤灰这种性质。2.2、粉煤灰的化学性能；2.2.1化学组成。粉煤灰的化学组成很大程度上取决于原煤的无机物组成和燃烧条件。粉煤灰中的元素可分为主要元素和微量元素，此外另一个重要的化学组成为未燃碳份，这些未燃碳份对粉煤灰的应用影响非常大。不同地区粉煤灰的化学组成差异非常大。2.2.2烧失量。大量试验显示，

6、粒径越大粉煤灰的含碳量越高，小于45μm的粉煤灰颗粒中含碳量非常低。因此提高粉煤灰的细度可以很大程度降低粉煤灰的含碳量，换句话说，粉煤灰越粗，含碳量必然升高。2.2.3火山灰性质。硅质或铝硅质材料本身不具有或只有很弱的胶凝性质，但在水存在的情况下与CaO化合将会形成水硬性固体，这种性质称为火山灰性质。由于硅酸盐水泥水化时产生Ca（OH）2，如果粉煤灰与硅酸盐水泥混合，粉煤灰将会与水泥水化产物Ca（OH）2进行二次水化反应，且这种反映速度比粉煤灰—石灰混合物要快。因此采用粉煤灰代替部分水泥用于配制混凝土或水泥砂浆，然后以抗压强度与基准混凝土或水泥砂浆的抗压强度的比值，就可以反映

7、粉煤灰的火山灰活性高低，比值越高，即表明粉煤灰火山灰活性越高。3、掺粉煤灰碾压混凝土应用2004年金寨流波水电站工程采用全断面三级配碾压混凝土筑坝技术，坝体采用碾压混凝土自身防渗，在坝体上下游分别采用80-150cm和50cm三级配变态混凝土坝体防渗层，与坝体同时铺筑。3.1、配合比设计；我国在90年代后期主要大坝三级配碾压混凝土掺用粉煤灰C9020MPa约在50%～60%范围，影响粉煤灰掺量的主要因素是碾压混凝土设计指标、龄期、粉煤灰等级等，如极限拉伸值、抗冻等级与设计标号不相匹配，设计龄期大多数采用