淺談粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響

劉 俊 安永亮

（貴州省港創(chuàng)建業(yè)建材有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

當(dāng)今的混凝土行業(yè)，隨著社會(huì)的進(jìn)步也在不斷進(jìn)步，因此現(xiàn)在的混凝土不單單是水泥來(lái)作為膠凝材料0，礦物摻和量的大量使用給混凝土行業(yè)提出了更高的要求。礦物摻和料在混凝土中的廣泛應(yīng)用表明，其不僅能改善混凝土的相關(guān)性能，而且還能帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，為了改善機(jī)制砂混凝土的和易性0，同時(shí)降低成本，需要摻加適量的活性礦物摻和料。但是粉煤灰的使用一直在混凝土行業(yè)是個(gè)難題，怎么合理運(yùn)用煤灰，將混凝土的性能發(fā)揮到最優(yōu)0，因此，本文通過(guò)對(duì)粉煤灰混凝土進(jìn)行相關(guān)力學(xué)試驗(yàn)和耐久性相關(guān)試驗(yàn)，研究了粉煤灰摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、和易性的影響以及進(jìn)廠檢驗(yàn)、養(yǎng)護(hù)條件等，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中提供技術(shù)指導(dǎo)00。

1 煤灰對(duì)混凝土的影響

1.1 原材料

1.膠凝材料水泥為龍里紅獅有限公司生產(chǎn)的P.O 42.5 水泥;粉煤灰為六枝電廠生產(chǎn)的F 類(lèi)二級(jí)粉煤灰。物理性能見(jiàn)下表。

表1 水泥的性能

表2 粉煤灰的性能

2.機(jī)制砂：細(xì)度模數(shù)2.5，MB:1.0。

3.石子：港創(chuàng)建材5～25mm 連續(xù)級(jí)配碎石，壓碎值8.2%，針片狀2.4%。

4.外加劑：科之杰生產(chǎn)聚羧酸性高性能減水劑，減水率26.1%。

5.拌和用水：自來(lái)水

6.混凝土配合比 根據(jù)JGJ55-2016《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》如表5所示，粉煤灰以0wt%-40wt%的比例取代水泥。

表3 混凝土配合比

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù) GB/T50080-2016,《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》以及GB/T50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范要求0。分別稱(chēng)取水泥、煤灰、骨料、外加劑來(lái)做各個(gè)配合比試驗(yàn)，觀察其和易性以及流動(dòng)性等性能，然后記錄。將各配合比混凝土做標(biāo)準(zhǔn)試塊。養(yǎng)護(hù)溫度20±2°，相對(duì)濕度95%，分別養(yǎng)護(hù)3d、7d、28d、60d。后用壓力機(jī)測(cè)其抗壓強(qiáng)度，并記錄極限破壞荷載F(n)。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論

此實(shí)驗(yàn)來(lái)自港創(chuàng)建材有限公司實(shí)驗(yàn)室提供。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，粉煤灰的摻量對(duì)于混凝土的和易性以及強(qiáng)度方面有較大的影響。在和易性方面，粉煤灰摻量在20%時(shí)，混凝土狀態(tài)最為良好，粉煤灰充分發(fā)揮其物理效應(yīng)，產(chǎn)生較好的和易性。在強(qiáng)度方面，隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土的前期強(qiáng)度有所降低，但是后期強(qiáng)度明顯上升，由于粉煤灰會(huì)抑制前期水泥的水化熱程度，在摻量為20%時(shí)，強(qiáng)度最為客觀。整體而言，粉煤灰作為一種廢物利用的材料，在混凝土中，可以發(fā)揮其物理、化學(xué)效應(yīng)，對(duì)混凝土產(chǎn)生良好的影響，同時(shí)也為環(huán)境的保護(hù)減輕壓力。

表4 混凝土強(qiáng)度報(bào)告

2 煤灰的檢測(cè)

各等級(jí)粉煤灰技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.1 煤灰的分類(lèi)以及生產(chǎn)中的檢測(cè)方法

1）“脫硫灰”

脫硫灰為煙塵中的細(xì)灰和氧化鈣發(fā)生生成的以石膏為主的產(chǎn)物。由于石膏在水泥中扮演緩凝角色，所以脫硫灰的使用可能會(huì)導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成嚴(yán)重的工程事故。鑒別脫硫灰方法如下：

脫硫灰加水?dāng)嚢枰院?，溶液呈堿性，遇酚酞變紅色。

2）“脫硝灰”

脫硝灰是由于粉煤灰在循環(huán)煅燒過(guò)程中，煙氣中的三氧化硫與脫硝過(guò)程中未反應(yīng)的氨反應(yīng)生成硫酸氫銨。其對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，強(qiáng)度影響較為嚴(yán)重。目前生產(chǎn)中檢測(cè)方法如下：脫硝灰加水?dāng)嚢韬螅瑔?wèn)氣味，如有刺鼻的氨氣味，可判斷為脫硝灰。

3）“浮黑灰”

目前產(chǎn)灰工藝中，有些廠家為了提高生產(chǎn)效率，會(huì)在燃煤過(guò)程中添加助燃劑，由于助燃劑多為油狀物，所以會(huì)在粉煤灰中存留油分。尤其是粉煤灰經(jīng)過(guò)分選后，收集的粉煤灰會(huì)含有更多的未燃盡的油分，在混凝土中，這些油分上浮，在混凝土中容易漂浮的黑色油狀物。此類(lèi)粉煤灰被稱(chēng)為“浮黑灰”。生產(chǎn)中的檢測(cè)方法為：將煤灰倒入水中攪拌，停滯一段時(shí)間后，觀看水面是否有黑灰且漂浮油狀物。

3 粉煤灰混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土摻加粉煤灰時(shí)，混凝土中的水泥用量減少，因此會(huì)降低第一次水化熱反應(yīng)，使混凝土凝結(jié)硬化進(jìn)程減緩，導(dǎo)致早期強(qiáng)度較低。但隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增長(zhǎng)，粉煤灰在催化劑的作用下進(jìn)行二次水化熱反應(yīng)，而且由于齡期的延長(zhǎng)，粉煤灰的活性發(fā)揮更快更充分，使其后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快。

眾所周知不同類(lèi)型的混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)環(huán)境、養(yǎng)護(hù)時(shí)間的敏感性也大不相同。在高溫養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土中粉煤灰水化熱反應(yīng)較快，因此導(dǎo)致早期強(qiáng)度增長(zhǎng)最快，而后期強(qiáng)度卻相對(duì)較低0；低溫養(yǎng)護(hù)條件下粉煤灰混凝土的水化反應(yīng)則受到了抑止，同期強(qiáng)度相比較而言較低；水中養(yǎng)護(hù)條件下，粉煤灰混凝土的水化反應(yīng)最為充分也很均勻，其強(qiáng)度最高。

4 試驗(yàn)結(jié)論

（1）混凝土中摻加適當(dāng)?shù)姆勖夯覔胶土峡筛纳苹炷恋暮鸵仔裕^(guò)一定比例后混凝土和易性效果降低。但粉煤灰改善混凝土和易性效果優(yōu)于普通混凝土。

（2）通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)可以看出摻加粉煤灰的混凝土早期強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度高，可以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。并且在經(jīng)過(guò)7d 以后摻加粉煤灰的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超于普通混凝土。

（3）通過(guò)對(duì)加載試驗(yàn)以及和易性試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，當(dāng)摻加粉煤灰的含量為20%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最佳，當(dāng)粉煤灰摻量為20%時(shí)混凝土的和易性達(dá)到最佳，當(dāng)粉煤灰摻量為20%時(shí)混凝土的總體性能最好。