1、粉煤灰在水泥混凝土中应用性能研究摘 要：本文对级、级粉煤灰按不同掺量替代水泥进行了胶砂强度试验，及混凝土工作性能试验。结果表明，在掺灰量为 15%25%范围内，相同掺量下掺粉煤灰水泥各龄期胶砂强度均高于掺级灰水泥；相对纯水泥混凝土，掺量为 20%的两种粉煤灰混凝土初始坍落度均会增大，坍落度保持能力也有所提高，且掺活化湿排灰的混凝土工作性保持能力更优；在混凝土力学性能方面，掺级粉煤灰的混凝土各龄期强度均大于掺级灰的混凝土各龄期强度，其中 3 天和 7 天分别超出 33.6%和25.5%。 关键词：粉煤灰 胶砂强度 掺灰量 一、前言 随着各类工程建筑行业的蓬勃发展，建筑所用原材料也不断的更新换代，
2、如工程建筑中最常用的掺和料粉煤灰，目前已广泛应用于各类建筑工程中。经大量的试验研究表明，掺部分优质粉煤灰的水泥胶砂强度较高，不影响水泥标稠用水量，对水泥安定性无影响，可以促进水泥初凝和终凝。本文将工程中最常见的级、级粉煤灰进行应用性能对比，考察级、粉煤灰对水泥胶砂强度以及混凝土工作性能和力学性能的影响。 二、试验部分 1.原材料 粉煤灰：四川涛峰，化学成分见表 1 水泥：四川皓宇水泥厂“峨塔”P.O42.5 水泥，化学成分见表 1。 砂：ISO 标准砂 表 1 粉煤灰和水泥化学组成 % 减水剂：聚羧酸减水剂，由长安育才有限公司提供，性能满足GB8076-2008. 2.试验方法 水泥胶砂强度依
3、照水泥胶砂强度检验方法（ISO 法） GB/T17671-1999 进行，粉煤灰和湿排灰用量则按不同比例替代水泥用量； 3.混凝土配合比 目前工程中使用的混凝土一般采用泵送工艺，泵送工艺是通过混凝土输送泵、专用管道一次完成水平和垂直运输的一种高效能输送技术，除了满足强度要求外，还必须具有好的工作性能即初始大坍落度（一般为 100mm180mm） 、和易性好、流动性优良，而且要求工作性保持能力强（表现为坍落度损失小） 。本试验确定配制的基准混凝土为 C30 级泵送混凝土，水胶比确定为 0.45，坍落度控制在 180cm 左右，具体配合比及坍落度见表 2。 表 2 试验用混凝土配合比 注：C-水泥
4、；F-粉煤灰；W-水； G-石；S- 砂；B-胶凝材料= C+ F；聚羧酸减水剂 三、试验结果 1.不同种粉煤灰对水泥胶砂强度的影响 将活级粉煤灰和级粉煤灰两种粉煤灰内掺水泥测试胶砂强度，得到结果如表 3。 表 3 三种粉煤灰水泥胶砂强度 注：掺灰量是指粉煤灰相对整体胶凝材料用量的比值。 a.掺灰量为 15% b.掺灰量为 20% c.掺灰量为 25% 图 1 不同混合材对胶砂强度的影响 从表 3 和图 1 中分析可得： 1.1 在掺灰量为 15%25%范围内，在相同掺量下掺级粉煤灰水泥各龄期胶砂抗折和抗压强度均高于掺级粉煤灰水泥，说明级粉煤灰活性高于粉煤级灰。 1.2 随着掺灰量的增加，掺级
5、粉煤灰水泥胶砂抗折和抗压强度也随之降低。在掺灰量为 15%时，其各龄期强度与基准件相差不大；在掺量大于 20%后强度较不掺混合材的基准件有明显的降低，其中最为明显的是 3天抗压强度。在 25%掺量下 3 天抗压强度较掺级粉煤灰水泥胶砂强度分别提高了 25.7%，较基准件也仅下降了 2.3%。 1.3 在 15%掺量下掺活化湿排灰水泥胶砂 3 天抗折和抗压强度均高于不掺混合材的基准件，可见预处理工艺不仅激发了级粉煤灰的活性，而且级粉煤灰在早期就参与了水泥的水化。 因此，级粉煤灰效果随着掺灰量的增加在早期明显的显示出来，从而得知级粉煤灰在 C30 混凝土中效果比级粉煤灰强很多。 2.粉煤灰对混凝土
6、工作性能的影响 比较级粉煤灰与工程中普遍使用的级粉煤灰对混凝土强度、工作性能以及耐久性能的影响。 将两种粉煤灰均以 20%的替代量内掺到水泥中，得到结果如表 4。 表 4 不同时间混凝土坍落度及坍落度损失 从表 4 可以看出在水灰比相同的条件下，掺两种粉煤灰的混凝土与不掺粉煤灰的基准混凝土相比坍落度增大 3540mm，其中掺级粉煤灰的混凝土坍落度略大于同掺量下掺级灰的混凝土，但相差不大；90 分钟后基准混凝土与级粉煤灰的混凝土坍落度分别只有 90mm 和 115mm，而掺级灰混凝土坍落度则为 150mm。这表明掺两种粉煤灰的混凝土的经时损失率都小于不掺粉煤灰的基准混凝土，其中级粉煤灰更好的减少
7、了新拌混凝土的坍落度损失， 3.粉煤灰对混凝土力学性能的影响 纯水泥的基准混凝土与掺合料掺量为 20%下的两种粉煤灰混凝土各龄期强度见表 5。 表 5 基准混凝土与粉煤灰混凝土强度 从表 5 中可以得出：掺级粉煤灰的混凝土各龄期强度均大于掺级粉煤灰的混凝土各龄期强度，其中 3 天和 7 天分别超出 33.6%和25.5%。基准混凝土与掺级粉煤灰的混凝土早期强度增长较快，而掺级粉煤灰的混凝土 28 天后强度增长较快，三种混凝土在 90 天强度相差不大。这说明与级粉煤灰不同，级粉煤灰到后期才能逐渐发挥活性效应。掺级粉煤灰的混凝土强度较基准混凝土相比 3 天强度高，28 天强度低，90 天强度略高，
8、可能是由于掺级粉煤级灰后胶结材水化过程决定的。在早期由于级粉煤灰中晶种的作用超过了基准混凝土，中期则为水泥水化起主导作用，到了后期由于水泥中的 C3S、C3A 等矿物水化基本结束，粉煤灰二次反应起主导作用。 四、结论 将采用优质的级粉煤灰与工程中常用的级粉煤灰进行对比试验，可以发现，在水泥胶砂中，在相同掺量下掺级粉煤灰水泥各龄期胶砂抗折和抗压强度均高于掺级粉煤灰水泥，说明级粉煤灰活性高于级粉煤灰，且在掺灰量为 15%时，级粉煤灰在 3d 龄期时即表现出了活性，可以促进水泥早期水化强度的增长。 在水灰比不变的条件下，级粉煤灰相对级粉煤灰而言，可更有效的减少新拌混凝土坍落度损失。掺灰量为 20%时，3d 龄期时，级粉煤灰表现为更为优势的强度增长能力，90d 强度与级粉煤灰混凝土效果相当。
