粉煤灰混凝土应用技术研究

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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1前言粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，是工业“三废”之一，目前，我国年排放粉煤灰约11000万吨，利用率为42%，主要应用在建材、建工、筑路、回填方面。粉煤灰也是福建省数量最大，分布较广的工业废渣之一，随着工业的发展，粉煤灰排放量将逐年增加，合理地推广和应用粉煤灰不仅能节约土地和能源，而且能保护和治理环境。粉煤灰作为一种人工火山灰质材料，在混凝土中作为掺和料，可以改善性能，节约水泥，提高工程质量和降低成本，为了更好地应用粉煤灰混凝土，现将粉煤灰混凝土的性能及应用试验研究成果综述如下。2 粉煤灰在混凝土中作用机理粉煤灰是人工火山灰质材料，本身并无胶凝性能，在常温下，当有水存在时，能与石灰起化学反应，生成具有胶凝性能的水化产物，这些水化产物，一般能在空气中立即硬化，而后渐渐具有水硬性。粉煤灰掺入混凝土中，水泥水化析出的 Ca(OH)2形成的钙离子，吸附在微珠玻璃表面上，能够侵蚀玻璃的表面，而粉煤灰表层的玻璃与水作用也能析出碱。3 原材料3.1粉煤灰 采用邵武电厂、三明电厂和南平造纸厂的原状粉煤灰。3.1化学成份 试验用的原状粉煤灰的化学成份见表一表一粉煤灰的化学成份

名称	烧失量%	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	K2O	NaO
邵武电厂	7.18	55.3	22.9	3.18	1.46	1.22	0.27	2.73	0.72
三明电厂	5.27	56.5	27.1	4.41	1.69	1.76	0.11	2.15	0.59
南平造纸厂	6.41	48.10	29.2	4.89	2.35	0.84	0.31	1.17	0.86

3.1.2 物理性能试验用的原状粉煤灰的物理性能见表二表二 粉煤灰的物理性能

名称	细度		含水率	视比重	容量kg/m3	比表面积cm/g	标准稠度%	需水量比%
名称	80μm筛余(%)	45μm 筛余(%)	含水率	视比重	容量kg/m3	比表面积cm/g	标准稠度%	需水量比%
邵武电厂	1.00	3.96	0.6	2.12	643	3518	39.5	96
三明电厂	2.42	7.20	0.2	2.11	608	2370	57.5	106
南平造纸厂	8.00	17.30	0.2	2.01	493	3288	39.7	107

3.1.3微观分析通过X射线、扫描电镜对邵武、三明和南平粉煤灰的矿物组成及颗粒形态特征进行分析表明，上述电厂粉煤灰矿物组成基本相同，是由大量的硅铝成分为主的玻璃相和结晶相矿物组成。结晶相矿物主要是莫来石A3S2,石英α-SiO2，其次是少量的磷铁矿Fe3O4，赤铁矿Fe2O3和极少量的长石和未燃尽的碳粒。非晶体物质——玻璃体是由大小不均匀的玻璃球颗粒和无定形颗粒组成。 3.2粗骨料采用5-20mm碎石，物理性质见表三 3.3细骨料 采用闽江流域的中砂，物理性质见表三 3.4水泥 采用健福牌PO425普通水泥表三 粗、细骨料的物理性能

名称

品种规格

视比重

容量kg/m3

细度模数

颗粒级配（累计筛余%)

25mm

20mm

15mm

10mm

5mm

2.5mm

1.25mm

0.63mm

0.315mm

0.16mm

细骨料

中砂

2.56

1391

2.72

0.2

2.6

13.9

57.7

98.8

99.7

粗骨料

5-20 mm碎石

2.55

1486

2.47

14.58

32.25

57.89

90.16

99.95

4 粉煤灰超量系数(δc)和取代水泥百分率(Bc) 粉煤灰混凝土的配合比设计是以基准混凝土配合比为基准，按等稠度，等强度等级原则，用超量取代法进行调整，选定粉煤灰超量系数(δc)为1.2、1.3、1.4，取代水泥百分率(Bc)为 0.5%、10%、15%、20%、25%、30%配制C30和C20混凝土，根据混凝土强度情况，结合混凝土和易性，选取粉煤灰超量系数(δc)和取代水泥百分率(Bc)见表四 表四粉煤灰超量系数(δc)和取代水泥百分率(Bc)

水泥品种	混凝土等级	粉煤灰
水泥品种	混凝土等级	产地	δc	Bc
425＃普通水泥	C30	邵武	1.2	10
		三明	1.2	10
		南平	1.3	15
	C20	邵武	1.4	15
		三明	1.2	10
		南平	1.2	15

 确定了在不同标号的混凝土中掺入不同产地的粉煤灰的超量系数和取代水泥百分率后，进行了粉煤灰混凝土有关性能试验。 5 粉煤灰混凝土物理性能 5.1坍落度损失情况 粉煤灰混凝土比基准混凝土坍落度损失可明显减少，这样有利于热天施工，特别是商品混凝土输送及泵送凝土施工。 5.2凝结时间 粉煤灰混凝土比基准混凝土凝结时间慢，初终凝均比基准混凝土推迟约1-3小时，这是由于粉煤灰在形成的过程中，其表面吸附了一定量的Na2O及SO3，这些化合物延长了混凝土的凝结时间。 5.3水化热 水泥水化作用是放热作用，用粉煤灰取代水泥后，能使温升降低约20%左右，对混凝土温升起到缓解作用，很适用于大体积混凝土工程。 6 粉煤灰混凝土的基本力学性能(见表五) 6.1抗压强度 粉煤灰混凝土比基准混凝土早期强度低，但后期强度高于基准混凝土。 6.2粉煤灰混凝土的抗折、抗拉、轴压强度。 粉煤灰混凝土抗拉强度基本上与基准混凝土相近，但其抗折轴压强度比基准混凝土有所下降。 6.3弹性模量 粉煤灰混凝土比基准混凝土弹性模量在C30混凝土中有所下降，但在C20混凝土中弹性模量有所改善。

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