浅议粉煤灰混凝土在火力发电厂烟囱、冷却塔工程中的应用.doc

1、浅议粉煤灰混凝土在火力发电厂烟囱、冷却塔工程中的应用摘 要：长期以来，在发电厂烟囱、冷却塔施工中混凝土强度成为配合比设计以及生产和应用的首要性能指标。冷却塔工程钢筋混凝土设计上均为具有抗冻、抗渗性的水工混凝土，而且北方地区施工的多为高抗冻融性混凝土（F300） ，故同强度水工混凝土水泥掺入量较之基准混凝土增大很多，尤其是在泵送混凝土时坍落度要求较大，使得混凝土用水量增大，而在设计上水灰比有限定的条件下一般只能通过使用外加剂和增加水泥用量的办法来调节，导致混凝土中水泥掺量进一步加大、混凝土施工成本增加。由于水泥产业属于高能耗高污染行业，同时对人民赖以存在的生存环境形成巨大的挑战，其行业发展也一直

2、受到各种限制，而粉煤灰作为附属产品，若能充分利用定能起到事半功倍的效果。本文分析了如何使烟囱、冷却塔混凝土在满足设计要求的前提下，减少水泥用量，降低混凝土成本、提高社会经济及改善环境质量。粉煤灰作为一种人工火山灰质材料，通过适量掺加粉煤灰，可以明显提高混凝土的各项性能，提高混凝土的经济性，同时降低混凝土的生产成本，而粉煤灰作为一种掺合料取代部分水泥使用的实例和成功经验较少，需要通过工程实践增加对粉煤灰混凝土的研究与总结。 关键词：混凝土；粉煤灰经济 粉煤灰是从电厂煤灰炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，根据其物理化学性能，按用于水泥和混凝土的粉煤灰GB1596-2005 分为级、级、级。级粉煤灰

3、适用于钢筋混凝土和跨度小于 6M 的预应力钢筋混凝土；级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无钢筋混凝土；级粉煤灰主要用于无筋混凝土，对于强度要求大于等于 C30 的无筋混凝土粉煤灰混凝土，宜采用以一、二粉煤灰。粉煤灰的比重在 1.952.36 之间，松干密度在 450kg/m3700kg/m3 范围内，比表面积在 220kg/m3588kg/m3之间。由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性，在松散状态下具有良好的渗透性，其渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍。粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性，同比粘性土其压缩变形要小的多。 粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体，主要由氧化硅玻璃球组成，根据颗粒形状可分为

4、球形颗粒与不规则颗粒。球形颗粒又可分为低铁质玻璃微珠与高铁质玻璃微珠，若据其在水中沉降性能的差异，则可分出飘珠、轻珠和沉珠；不规则颗粒包括多孔状玻璃体、多孔碳粒以及其他碎屑和复合颗粒。 1 掺加粉煤灰的混凝土相关性能 1.1 关于坍落度。粉煤灰混凝土比普通混凝土坍落度在坍落度损失方面有明显优势，非常有利于热期施工，通过改善混凝土坍落度损失，使其在运输与浇筑环节具有明显的时间优势。 1.2 凝结时间。粉煤灰混凝土比普通混凝土凝结时间稍慢，初终凝均比基准混凝土推迟约 13 小时，有利于大体积混凝土的浇筑与养护。 1.3 水化热。水化热是混凝土的浇筑与养护方案需要重点考虑的方面，限制大体积混凝土早期

5、强度，充分发挥其中后期强度是建筑工程领域一直遵循的重要法则之一，而粉煤灰混凝土在水化热方面具有无可比拟的优势。 1.4 钢筋粘结力。粉煤灰混凝土比普通钢筋混凝土粘结力有很大的提高。因为在粉煤灰混凝土中，其中的混凝土胶结料显著增加，匀质性有很大改善，所以其粘结强度较普通混凝土有很大程度的提高。 2 粉煤灰混凝土的抗冻、抗渗性能 2.1 抗冻性能：粉煤灰混凝土比基准混凝土 28 天龄期的抗冻性能有所降低。 2.2 抗渗性能：粉煤灰混凝土比普通混凝土抗渗性能有较大提高，这是因为其性能不稳定的氢氧化钙转为结构上致密，性能上稳定的胶凝物质，使其提高了混凝土的抗渗性。 3 使用粉煤灰混凝土，具体实施操作上

6、主要注意以下几个方面 3.1 材料试验和检验：粉煤灰的试验和检验根据粉煤灰混凝土应用技术规范GBJBJ146-90，应按连续供应的 200t 相同等级的粉煤灰为一批，不足 200t 按一批计取样，取样频率比散装水泥要小。 3.2 工程应用：在配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土时，均宜掺用粉煤灰。根据冷却塔水工混凝土抗渗、抗冻要求，粉煤灰应与各类外加剂同时使用，如引气剂（必须） 、减水剂等。在低温条件下施工时，宜掺入对粉煤灰混凝土无害的早强剂或防冻剂，并应采取适当的保温措施。 3.3 施工操作：粉煤灰主要采用干掺法为宜，单独计量，与水泥、砂、石、水等材料按规定次序加入搅拌机进行搅拌，以

7、重量计称量误差不得超过2%，拌合物必须搅拌均匀，其搅拌时间应比基准混凝土延长1030 秒。 振捣时要掌握好尺度，既不能漏振，更不能过振，振捣后混凝土表面不出现浮浆、不再有沉落为止。应加强养护，时间不得少于 14 天，干燥或炎热气候条件的不得少于 21 天。上述过程与基准混凝土基本相同。 3.4 粉煤灰混凝土的检验：主要以坍落度、抗压强度进行检验，由于掺入引气型外加剂应同时增测含气量，每班应至少测定 2 次含气量。总体来看，粉煤灰混凝土操作起来难易程度与基准混凝土差不多，并未增加过多的内容，操作容易。 3.5 粉煤灰混凝土与普通混凝土相比，其和易性、均匀性、泌水性及可泵性，混凝土试块强度均达到要

8、求强度，经统计多数达到 115%以上，混凝土抗渗、抗冻性能试验均达到抗渗、抗冻性能要求。尤其在环基等大体积混凝土施工时延长新拌混凝土的凝结时间，延缓了高温时间的出现和混凝土放热速率，避免了大体积混凝土表面出现温度裂缝的常见质量问题。 4 结语 我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。近年来，我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为 7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995 年粉煤灰排放量达 1.25 亿吨，2000 年约为 1.5 亿吨，到 2010 年将达到 3 亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另

9、一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。经过开发，粉煤灰在建工、建材、水利等各部门得到广泛的应用。 由于粉煤灰的加入既代替了部分水泥，又改善了搅拌混凝土的和易性、均匀性、泌水性、可泵性，这样可减少用水量，并延长新拌混凝土的凝结时间，对提高后期强度、抑制碱骨料反应都有好处，尤其对降低水化热、延缓放热速率使大体积混凝土浇筑后不开裂甚为有利。粉煤灰是电厂燃煤的主要副产品，在施工具有抗渗、抗冻性能要求的冷却塔水工混凝土施工中，大量掺入粉煤灰，在扩建、改建电厂工程上具有取、用方便的优势，可以大大节约混凝土成本，提高施工单位经济效益。本文通过对烟囱、冷却塔施工使用的混凝土掺入粉煤灰的实践，积累了许多对电源建设市场土建混凝土施工的经验，以期能对推动粉煤灰的应用提供参考。 参考文献 1 牛福生，刘兴德，倪文.粉煤灰在建筑材料中的资源化利用现状J.再生资源研究，2005（2）. 2 牛季收，王保君.粉煤灰在混凝土中的效应钢筋的锈蚀情况，试验结果及应用J.铁道建筑，2004（3）.