粉煤灰商品混凝土配合比試驗研究
2006-06-16 00:00
摘要： 充分利用當?shù)刭Y源。采用“雙摻”技術。以正交設計方法。配制并優(yōu)選出一批粉煤灰商品混凝土配合比，改善并提高了混凝土性能。推動了本地商品混凝土的應用與發(fā)展。
關鍵詞： 粉煤灰商品混凝土；配合比設計；基準混凝土
為滿足徐州地區(qū)建筑市場的需要，我們進行了粉煤灰商品混凝土配合比試驗研究工作。
1 原材料
水泥，采用符合國標要求的32．5級普硅水泥（徐州第二水泥廠）和42．5級普硅水泥（徐州淮海水泥廠）。
外加劑，JM一Ⅱ型混凝土高效增強劑和FNC—I型混凝土泵送劑。
粉煤灰，淮北電廠細磨粉煤灰和徐州電廠的袋裝、散裝的原狀粉煤灰，其物理性能和化學成分分別列于表1、表2。
細集料，采用中河砂，其表觀密度2．58×103kg／rn3，含泥量1．3 %，泥塊含量0．2% 。
粗集料，采用碎石：表觀密度2．70×103kg／m3，壓碎指標9．4 %，針片狀含量1．2% 。
2 粉煤灰混凝土配合比試驗
（1）粉煤灰優(yōu)選
根據(jù)對材料品質(zhì)的檢驗和國家有關標準規(guī)定，徐州電廠的粉煤灰只能評為Ⅲ級，按規(guī)定Ⅲ級灰主要用于無筋混凝土及砂漿；C20以上的配筋混凝土宜采用I級、Ⅱ級灰，C15以下的素混凝土可采用Ⅲ級灰。
為充分利用本地粉煤灰，提高商品混凝土的經(jīng)濟效益，本研究將淮北電廠I級灰同徐州電廠Ⅲ級灰（袋裝、散裝）作對比試驗，以探索徐州電廠Ⅲ 級灰用于混凝土的可行性。選取粉煤灰種類、粉煤灰取代率、粉煤灰超量系數(shù)三個因數(shù)，每個因素選取三個水平，采用L9（3 4）正交試驗表，分別考察粉煤灰混凝土7d、28d、60d、180d齡期強度、塌落度及塌落度損失值來比較此三種灰的性能。試驗結(jié)果見表3。
試驗結(jié)果表明，淮北電廠I級灰優(yōu)于徐州電廠Ⅲ級袋裝灰，而徐州電廠Ⅲ級袋裝粉煤灰又優(yōu)于Ⅲ級散裝粉煤灰。但從60d、180d齡期的試驗結(jié)果來看，徐州電廠Ⅲ級袋裝粉煤灰同淮北電廠I級灰已幾乎沒有差異。試驗結(jié)果表明，徐州電廠的Ⅲ級灰能夠配制出強度等級C30以上的混凝土。
（2） 粉煤灰取代率及超量系數(shù)的確定
采用與不摻粉煤灰的基準混凝土對比的方法，以尋求粉煤灰的合理摻量及超量系數(shù)。選取了粉煤灰取代率、超量系數(shù)兩個因素，每個因素取三個水平，用 L9 （34 ）正交試驗表進行試驗，分別考察了7d、28d、60d齡期的基準混凝土和粉煤灰混凝土的強度，以兩者間的強度對比來確定粉煤灰的合理取代率及超量系數(shù)。結(jié)果見表4。
試驗結(jié)果表明：粉煤灰的取代率及超量系數(shù)這兩個因素對混凝土28d齡期強度的影響并不十分顯著；使用徐州電廠Ⅲ 級粉煤灰，取代率在10%～20%之內(nèi)，超量系數(shù)在1．0～2．0之間，完全可以配制出C10～ C40強度等級的大流動性粉煤灰混凝土。
（3）粉煤灰混凝土與基準混凝土性能的比較
粉煤灰混凝土與基準混凝土塌落度比較結(jié)果見表5。
粉煤灰混凝土與基準混凝土泌水性比較結(jié)果見表6.
粉煤灰混凝土與基準混凝土抗壓強度比較結(jié)果見表7。試驗結(jié)果表明：同基準混凝土相比，粉煤灰混凝土坍落度損失較小，半小時內(nèi)基本上沒有損失，而lh后損失率僅在15 %～20% 左右，保水性、粘聚性較好，且不易離析、泌水。在粉煤灰摻量為10 %～20% 時，粉煤灰摻量每增加5 %，則泌水率比隨之降低5% 左右，其流動度和可泵性遠遠優(yōu)于基準混凝土。在抗壓強度方面，粉煤灰混凝土7d齡期強度稍低于基準混凝土，28d齡期強度已接近或稍高于基準混凝土，但到60d、180d齡期時，強度已明顯高于基準混凝土。
3 粉煤灰混凝土配合比的優(yōu)選
在本次摻粉煤灰商品混凝土配合比研究中，通過大量的試配試驗，有些并通過工程驗證，按不同的要求，優(yōu)選出表8所示粉煤灰混凝土配合比，供商品混凝土攪拌站或施工現(xiàn)場參考選用。
4 粉煤灰商品混凝土配合比工程驗證
徐州鐵路l號綜合樓地下室底板混凝土是目前我市地下室混凝土工程中厚度最大的底板，決定采用徐州淮海水泥廠的普硅42．5級和“雙摻”技術，并使用兩種外加劑：JM 一1I混凝土高效增強劑及UEA 膨脹劑。粉煤灰為淮北電廠I級灰。使用材料狀況與試驗研究過程中采用的原材料基本相同。
在使用過程中，混凝土拌合物不離析，不泌水，泵送順利，流暢，連續(xù)澆灌72小時無一次堵管現(xiàn)象。試驗室試配強度、商品混凝土攪拌站試塊強度及工地現(xiàn)場試塊強度對比見表9。
現(xiàn)場混凝土28d后無結(jié)構裂縫，混凝土配合比滿足施工要求。
5 結(jié)語
（1） 使用徐州電廠Ⅲ級粉煤灰，采取“雙摻”技術可配制出C40級大流動度混凝土，完全可滿足商品混凝土的需要。從本次試驗中，使用淮北I級（磨細）粉煤灰配制出C50強度等級的大流動性混凝土來看，對徐州地區(qū)的Ⅲ級粉煤灰在今后的應用中應采取優(yōu)選、磨細等技術措施，以改善粉煤灰的功能，使之能配制出高強商品混凝土。
（2） 摻粉煤灰的混凝土和易性好、泌水率小，有利于運輸及泵送。粉煤灰混凝土的早期強度隨著粉煤灰取代率和超量系數(shù)的增加，同基準混凝土相比，有所降低，但至60d齡期時，其強度增長率隨粉煤灰取代率的增加而增加，后期強度已明顯高于基準混凝土。
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