復(fù)合硅酸鹽水泥混凝土中粉煤灰最優(yōu)摻量的研究

1、2013年第9期(總第287期)Number9in2013(TotalNo287)混凝土Concrete實(shí)用技術(shù)PRACTICALTECOLOGYdoi：103969／jissn10023550201309043復(fù)合硅酸鹽水泥混凝土中粉煤灰最優(yōu)摻量的研究南峰’，金瑞靈’，伍勇華’，劉選韋(1西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院，陜西西安710055；2西安恒安建設(shè)工程監(jiān)理有限公司，陜西西安710100)摘要：在復(fù)合硅酸鹽水泥混凝土中摻人粉煤灰

2、，測(cè)試混凝土的施工性能、各齡期強(qiáng)度與抗?jié)B性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：粉煤灰摻量為15％時(shí)，復(fù)合硅酸鹽水泥混凝土的和易性最好，28d強(qiáng)度最高且抗?jié)B性能最好。關(guān)鍵詞：粉煤灰；復(fù)合硅酸鹽水泥；抗?jié)B性中圖分類號(hào)：TU52801文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—3550(2013)09—015102StudyofexperimentaltheoptimalamountofflyashincompositecementconcreteNANFeng~JIN

3、Ruiling，WUYonghua，LIUXuanwei(1Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，CollegeofMaterialsandMineralResource，Xi’an710055，China；2Xi’anHeng’anConstructionCompervisionCompanyLimited，Xian710100，China)Abstract：Flyashwasmixed

4、inthecompositeportlandcementconcrete，andtheworkabilityofconcrete，theagestrengthandimperme—abilityweretestedThetestresultsshowedthat，theamountofflyashwas15％，compositePortlandcementconcreteworkabilitywasbest，28dstrengthwas

5、highestandimpermeabilitywasbestKeywds：flyash；compositePortlandcement；impermeability0引言1試驗(yàn)原材及方法我國(guó)的水泥產(chǎn)量多年來(lái)居世界首位，占世界產(chǎn)量1／3以上。但在高產(chǎn)量的背后，帶來(lái)的卻是能源供應(yīng)緊張、原料價(jià)格上漲等問(wèn)題。因此，如何解決水泥需求日益增長(zhǎng)與節(jié)能減排的矛盾顯得尤為重要。粉煤灰是火力發(fā)電廠排出的廢渣，具有產(chǎn)量大、價(jià)格低廉、活性效果顯著、節(jié)約水泥以

6、及減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。此外，混凝土中摻人粉煤灰還可降低混凝土的水化熱、提高混凝土拌合物的和易性、增強(qiáng)后期強(qiáng)度，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于粉煤灰的作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)，多年來(lái)進(jìn)行了大量的研究工作，取得了不少進(jìn)展，這些進(jìn)展對(duì)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用起了一定的推動(dòng)作用[16]。如摻用的方法從等量替代水泥，發(fā)展到超摻法、代砂法以及與化學(xué)外加劑同時(shí)使用的雙摻法。凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料

7、，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥)。水泥中混合材料總摻加量按質(zhì)量百分比應(yīng)大于15％，不超過(guò)50％。復(fù)合水泥的缺點(diǎn)是凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，早期強(qiáng)度發(fā)展慢，對(duì)養(yǎng)護(hù)條件敏感以及色澤淺、影響外觀等。后期強(qiáng)度會(huì)逐漸增長(zhǎng)，粉煤灰是與水泥水化反應(yīng)生產(chǎn)物進(jìn)行“二次反應(yīng)”有關(guān)。本試驗(yàn)通過(guò)外摻法將粉煤灰摻入復(fù)合水泥配制的混凝土，找出粉煤灰在該混凝土中的最優(yōu)摻量，以提高粉煤灰的利用率。收稿日期：201303—1111試驗(yàn)原材料水泥：秦嶺PC325R級(jí)水泥(PC)，其

8、主要成分為15％粉煤灰、20％煤矸石粉與75％硅酸鹽水泥；細(xì)集料：西安灞河中砂，細(xì)度模數(shù)28，含水率15％；粗集料：西安灞河碎石，粒徑5~20mlTl連續(xù)級(jí)配，壓碎指標(biāo)77％；拌和水：自來(lái)水(W)；粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰(FA)；外加劑：NFBS泵送劑，摻量1％。12試驗(yàn)方法將水泥、粉煤灰、砂子、石子、水、外加劑按照一定質(zhì)量比例稱料后，倒入60L強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)中攪拌90S后倒出，用坍落筒測(cè)試其坍落度，并觀察黏聚JJ生和保水性。然后將拌合

9、物制作100mmxl00mmxlO0mm的立方試塊，靜置24h后編號(hào)、拆模并放在溫度為(202)℃、濕度為95％以上環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室。養(yǎng)護(hù)至齡期后，用TYA一2000型壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試塊強(qiáng)度。將混凝土試塊制用切割機(jī)制作成100mmxl00mmx50IrLrn的試件，通過(guò)自動(dòng)真空泵真空干燥3h、飽水21h后，放入電通量測(cè)試夾具中，用SDL型電通量試驗(yàn)機(jī)測(cè)試電通量。13配合比設(shè)計(jì)保持W／C不變，用粉煤灰超量取代水泥，取代系數(shù)為15，配制強(qiáng)度

10、等級(jí)為C30的泵送混凝土，混凝土配合比見表1。151學(xué)兔兔www.xuetutu.com表9不同攪拌工藝混凝土滲水高度從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，多步攪拌比一次攪拌的滲水高度均有所降低，其中水泥裹砂石法降低最多。24采用水泥裹砂石法經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較從上面的試驗(yàn)中可以看出，不論是強(qiáng)度還是滲透性，水泥裹砂石法改善混凝土性能最好?，F(xiàn)改變混凝土的配比，將水泥量分別降低5％、10％、15％，砂率為32％，水灰比為033，新配比如表10。表10新C50混凝土配

11、合比注：砂率32％，水灰比033。進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和抗?jié)B性試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)值如表11。試驗(yàn)結(jié)果表明，減少水泥15％的情況下，新配合比的混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性均低于原配合比。在減少水泥10％的情況下，新配合比混凝土比原配合比混凝土在強(qiáng)度和抗?jié)B性方面略有提高。在減少水泥5％的情況下，新配合比混凝土比原配合比混凝土在強(qiáng)度和抗?jié)B性方面提高較多。故采用多步攪拌的水泥裹砂石法在保證混凝土強(qiáng)度和耐久性的前提下，可節(jié)約水泥l(xiāng)0％左右。表11新配合比水泥裹砂石法攪拌

12、混凝土強(qiáng)度和滲水高度3結(jié)論(1)采用不同的多步攪拌工藝和一次攪拌進(jìn)行混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性試驗(yàn)，得出不論何種多步攪拌工藝均能提高混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。其中水泥裹砂石法改善混凝土性能最好。上接第152頁(yè)改善膠凝材料體系的顆粒級(jí)配，對(duì)水泥漿體有良好的微集料效應(yīng)，能夠填充其中的孔隙，使其更為致密。其摻量為15％時(shí)，復(fù)合硅酸鹽水泥混凝土拌合物的和易性最好，28d的強(qiáng)度與不摻粉煤灰時(shí)相當(dāng)，且28d抗?jié)B性能最好。參考文獻(xiàn)：【1]周萬(wàn)良粉煤灰、礦渣摻量對(duì)

13、膠砂強(qiáng)度的影響[J1粉煤灰綜合利用，2011(6)：32—35[2]管宗甫，余遠(yuǎn)明，王云浩，等鋼渣粉煤灰復(fù)摻對(duì)水泥性能的影響fJ1硅酸鹽通報(bào)，2012，30(6)：1362—1366『3]3王鵬，杜應(yīng)吉大摻量粉煤灰混凝土抗?jié)B抗凍耐久性研究[J]混凝土，2o11(12)：76—78160(2)分別減少水泥用量的5％、10％、15％進(jìn)行混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性試驗(yàn)，得出在減少水泥10％左右的情況下，新配合比混凝土比原配合比混凝土在強(qiáng)度和抗?jié)B性方面

14、相當(dāng)。就C50混凝土而言，每立方混凝土可節(jié)約水泥53kg。參考文獻(xiàn)：【1】文梓蕓，等混凝土工程與技術(shù)【M】武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004[2】2馮忠緒混凝土攪拌理論與設(shè)備【M]北京：人民交通出版社，2001[3】混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南【MJ]E京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004[4]孫增智，申愛(ài)琴二次投料攪拌工藝對(duì)混凝土性能的影響【JJ_公路，2009(4)：222—225【5】FERRARISCFConcretemixing

15、methodsandconcretemixers：state0ftheart[J]JoumalofResearchoftheNationalInstituteofStandardsandTechnology，2001，106(2)：391—399[6】王衛(wèi)中混凝土多步攪拌的機(jī)理分析【J】長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005【7】徐寶維混凝土抗?jié)B性能及檢驗(yàn)方法研究fD】蘭州：蘭州理工大學(xué)，2007(5)：36作者簡(jiǎn)介：聯(lián)系地址：聯(lián)系電話：付

16、向紅(1966一)，女，碩士，副教授，主要從事混凝土耐久性研究。河南安陽(yáng)工學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院(455000)13837274680【4】孫海燕，何真，龔愛(ài)民，等粉煤灰對(duì)水泥水化漿體微結(jié)構(gòu)的影響lJ1混凝土，2011(12)：79—82【51陳冬梅，張日華，張戰(zhàn)營(yíng)大摻量粉煤灰特性水泥的研究[J]硅酸鹽通報(bào)，2006，25(5)：190—194[6]楊華全，董維佳，林育強(qiáng)粉煤灰與礦渣粉對(duì)水泥水化熱及膠砂強(qiáng)度影響Ⅲ人民長(zhǎng)江，2007，38