綠色自密實粉煤灰混凝土特性實驗研究

陳 松 張圣菊

(江蘇科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212003)

0 引言

自密實混凝土是一種在低水膠比下具有很高的流動性卻不離析、不泌水、不需要振搗，僅通過自重即能充滿配筋密集的模板，并且保持良好勻質(zhì)性的新型混凝土。而粉煤灰是燃煤電廠排放的廢棄物，不僅可等量替代混凝土中部分水泥用量，改善混凝土的工作性能，有助于低碳環(huán)保，而且延緩水泥水化速度，防止混凝土的溫度裂縫，因此，用粉煤灰配制自密實混凝土可獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本文通過粉煤灰摻量為10%，20%，30%，40%，50%的實驗研究，分析了不同粉煤灰摻量下，自密實混凝土的工作性、力學(xué)性能的差異。

1 設(shè)計實驗方案

1.1 原材料的選擇

1)水泥:選用鎮(zhèn)江鶴林水泥廠普通硅酸鹽水泥(P.O42.5)，經(jīng)試驗測得其3d和28 d的抗壓強度分別為25.8 MPa和47.6 MPa，抗折強度分別為4.7 MPa和7.6 MPa。2)粉煤灰:選用鎮(zhèn)江諫壁電廠產(chǎn)的Ⅱ粉煤灰。3)減水劑:江蘇特密斯混凝土外加劑公司聚羧酸鹽高效減水劑PC-1型。4)細骨料:級配合格的天然中砂，細度模數(shù)為3.0，符合國家標準JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準［1］。5)粗骨料采用公稱粒徑為5 mm～20 mm連續(xù)粒級碎石，符合國家標準GB/T 14685-2001建筑用碎石、卵石［2］對碎石顆粒級配的要求。

1.2 配合比選取

根據(jù)JGJ/T 283-2012自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［3］中自密實混凝土的配比和CECS 203∶2006自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［4］中自密實混凝土配合比的計算方法，選用初步配合比，對粉煤灰摻量分別為10%，20%，30%，40%和50%的自密實混凝土進行試配試驗，經(jīng)過試配后最終采用的自密實混凝土的配合比見表1。

表1 實驗配合比

2 試驗方法

根據(jù)GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準［5］測定混凝土強度和JGJ/T 283-2012自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［3］測定混凝土和易性。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 工作性能

測得的新拌自密實混凝土坍落擴展度、T500及離析率見表2。

表2 坍落擴展度、T500及離析率

T500時間是自密實混凝土的抗離析性和粘聚性綜合指標。實驗結(jié)果表明，隨著粉煤灰產(chǎn)量的增加，坍落擴展度呈上升趨勢，且增大較明顯，T500時間和離析率呈下降趨勢，且較為平緩，但大摻量下T500時間和離析率有加大上升趨勢?？梢娮悦軐嵒炷凉ぷ餍阅芰己茫哂泻芎玫牧鲃有?，但摻量不宜過大，否則影響混凝土的工作性能。實驗數(shù)據(jù)表明，粉煤灰為30%摻量左右的混凝土的T500、抗離析性及坍落擴展度等工作性能良好。

3.2 力學(xué)性能

通過對自密實混凝土試件不同齡期(3d，7 d，28 d)下的抗壓破壞實驗，獲得了5批自密實混凝土不同齡期(3d，7 d，28 d)的力學(xué)性能指標見圖1。

圖1 抗壓強度變化圖

從圖1中可以看出，不同摻量的粉煤灰混凝土的抗壓強度總體呈上升趨勢，且3d～7 d齡期的抗壓強度增長速度大于7 d～28 d的增長速度;3d～7 d齡期顯示，50%摻量的粉煤灰混凝土抗壓強度增長速率大于其他摻量的增長速率;由此表明，粉煤灰對混凝土早期強度的增長影響較大。7 d～28 d齡期顯示，30%摻量的粉煤灰混凝土抗壓強度增長速率大于其他摻量的增長速率，且50%摻量的增長速率最低，可見粉煤灰摻量過多嚴重影響混凝土抗壓強度。此實驗表明，粉煤灰最佳摻量在30%左右。

3.3 抗彎強度

按照GB/T 50081-2002普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準［5］中對抗拉強度試驗的規(guī)定，測試試件尺寸為150 mm×150 mm×600 mm，并按下式計算抗彎強度。

其中，fc為混凝土抗彎強度，MPa;F為破壞荷載，N;L為支座距離，mm;b為試件寬度，mm;h為試件高度，mm。

通過計算得到混凝土抗彎強度見表3。

表3 抗彎強度 MPa

由表3中數(shù)據(jù)可以看出，隨著粉煤灰摻量的變化，其摻量30%的混凝土抗彎強度高于其他摻量的抗彎強度。C40普通混凝土的抗彎強度為4.0 MPa，可見C40自密實混凝土與普通混凝土相比，其抗彎強度稍低。

4 結(jié)語

1)當粉煤灰摻量較低時，其坍落度和抗壓強度隨著粉煤灰摻量的增加而增長，合理摻量的粉煤灰應(yīng)用到自密實混凝土中可以增大新拌混凝土的流動性，改善泌水離析，從而提高自密實混凝土的耐久性能。2)粉煤灰的摻入可提高強度儲備，但是對早期強度有影響，故粉煤灰摻量不宜過大，本次試驗結(jié)果表明，粉煤灰的合理摻量為30%。結(jié)果表明，當粉煤灰摻量較低時，其抗壓強度和抗彎強度隨著粉煤灰摻量的增加而增長，但大摻量下(本次試驗為40%和50%)，自密實混凝土的抗壓強度和抗彎強度有所下降。

［1］ JGJ 52-2006，普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準［S］.

［2］ GB/T 14685-2001，建筑用碎石、卵石［S］.

［3］ JGJ/T 283-2012，自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］ CECS 203∶2006，自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.

［5］ GB/T 50081-2002，普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準［S］.