C60高强高性能粉煤灰混凝土的应用

贾 文 斌

(山西省公路工程质量检测中心，山西 太原 030006)

C60高强高性能粉煤灰混凝土的应用

贾 文 斌

(山西省公路工程质量检测中心，山西 太原 030006)

通过调整粉煤灰掺量及品质试配C60高强高性能粉煤灰混凝土，分析了新拌混凝土性能及后期强度，提出了最优配合比，并将其应用于工程施工中，验证了配合比的可行性。

粉煤灰，混凝土，最佳掺量，和易性，强度

0 引言

据有关资料显示，目前我国粉煤灰堆积存量已达到20亿t，预计到2020年总堆积量将达到30亿t。堆积粉煤灰一方面污染环境，另一方面给国家的土地利用带来严重负担。目前国家正在推行节能减排、低碳环保、治理雾霾，因此有效利用具有潜在活性的粉煤灰替代部分水泥不仅比一般方法配制C60水泥混凝土性能高、成本低而且是实现节能减排，环境保护，解决废渣占用土地等问题的一条有效途径。

1 原材料

1)胶凝材料。

水泥：中材安徽水泥有限公司；P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥。

初凝时间：145 min，终凝时间：390 min，安定性：合格。

比表面积：340 m2/kg,3 d:抗折强度：6.3 MPa，抗压强度：34.2 MPa。28 d：抗折强度：8.6 MPa，抗压强度：57.8 MPa。

粉煤灰：巢湖市祥云商贸商品粉煤灰。

Ⅰ级：细度：9.5%，需水量比：90%，烧失量：4.75%，含水量：0.95%。

三氧化硫：2.57%。

Ⅱ级：细度：15.0%，需水量比：100%，烧失量：5.2%，含水量：0.95%。

三氧化硫：2.52%。

2)细骨料。

河沙，庐江大学，Mx:2.6，含泥量：0.8%，级配良好。

3)粗骨料。

石灰岩碎石，霍山，5 mm～25 mm连续级配，压碎值：15.3%，针片状含量：4.2%，含泥量：0.3%，泥块含量：0%。

4)外加剂。

TS-SGJ高性能减水剂，江西同晟实业有限公司。

含固量：17%，密度：1.078 g/mL，pH值：6.8。

净浆流动度:278 mm。

建议掺量1.1%～1.4%。

2 主要仪器及试验方法

1)采用50 L强制式搅拌机，成型采用150 mm立方体标准试模。按规范要求标准条件养护，标准试验方法测试试件各龄期抗压强度。

2)常规法测混凝土拌合物出机坍落度、扩张度、1 h后坍落度损失、利用倒坍落度筒法测混凝土拌合物的流下时间，以此来反映拌合物可泵性。

3)选用调整粉煤灰掺量和品质两个因素进行对比试验，从中选择强度及工作性最优的配比。

3 混凝土配合比

根据设计要求，试配混凝土配合比(见表1)。

表1 试配混凝土配合比 kg/m3

4 试验结果

对应试验结果见表2。

表2 试验结果

5 各组混凝土配合比试验结果分析

1)从第一组不掺粉煤灰的数据看到坍落度损失大，由于没有球形粉煤灰颗粒在水泥浆中产生“滚珠效应”，从而使拌合物粘性大，和易性差，可泵性差。混凝土需水量大，在高温施工中收缩大；2)通过分析后6组数据，掺入大量优质Ⅰ级粉煤灰拌制的混凝土需水量小，1 h坍落度损失很小甚至没有，而且粘性小、和易性良好、易于泵送，混凝土后期强度高。掺入Ⅱ级粉煤灰的混凝土需水量大，1 h坍损较大，后期强度比Ⅰ级灰略低；3)粉煤灰掺量为15%时，28 d抗压强度较未掺粉煤灰混凝土强度有所下降，但60 d抗压强度可以达到空白混凝土水平。随着粉煤灰掺量的增加，当超过15%时28 d,60 d强度均有所下降。试验结果表明粉煤灰掺量为15%是最佳的。

6 确定最优混凝土配合比及应用

1)通过试配数据的分析确定配合比(见表3)。

表3 最优混凝土配合比

2)在材料满足相关规范要求的条件下，最优混凝土配合比在工程中得到了应用，并在工程中测得流下时间为8 s～35 s，可泵性良好。混凝土强度满足验收评定标准，新拌混凝土出机坍落度达到了195 mm～210 mm,1 h坍落度损失很小或无损失。证明了C60高强高性能粉煤灰混凝土的设计路线是可行的，成功解决了C60高强高性能混凝土的坍损快、泵送难、收缩大、成本高等问题。

7 综合分析

由于C60高强混凝土中掺用了粉煤灰，粉煤灰在拌合物中能起到滚珠作用使水泥颗粒有效分散，释放出更多的浆体来润滑骨料。减少了用水量和细骨料的用量，使混凝土的水灰比降低。减少了泌水和离析现象，具有良好的保水性。虽然28 d强度有所下降但是60 d强度却有明显的提高。这与粉煤灰在混凝土中的二次水化反应速度有关。粉煤灰的活性是靠水泥水化产物Ca(OH)2的碱激发和石膏的硫酸盐激发完成的。但由于粉煤灰颗粒表面致密，早期反应速度慢，这时强度较低但随着玻璃体致密表层的削蚀，粉煤灰的增强作用才逐渐表现出来，所以60 d强度就有明显的提高。C60高强高性能粉煤灰混凝土改善了混凝土的工作性，使混凝土商品化，解决了以往高强混凝土配制难，水泥用量大，水化热高，坍损严重、造价高等诸多问题。同时采用粉煤灰作为主要成分的混凝土掺合料可节约水泥、节约资金、利用工业废渣节约能源，有利于保护生态环境，减少大气污染。对国家基础建设及城市快速化发展有重大贡献。

[1] JGJ 55—2011，普通混凝土配合比设计规程[S].

[2] GB/T 1596—2005，用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S].

[3] JGJ/T 281—2012，高强混凝土应用技术规程[S].

On application of C60 high strength and high performance fly ash concrete

Jia Wenbin

(ShanxiRoadEngineeringQualityInspectionCenter,Taiyuan030006,China)

By adjusting the mixture of fly ash and its quality, the paper has the trial of C60 high strength and high performance fly ash concrete, analyzes the newly mixed concrete’ performance and its strength in later period, points out its optimal proportion ratio by adopting it in engineering construction, and proves the feasibility of the proportional ratio.

fly ash, concrete, optimal mixing volume, peaceability, strength

1009-6825(2015)02-0098-02

2014-11-05

贾文斌(1986- )，男，助理工程师

TU528

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