大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与性能研究

研究

摘要:随着国民经济发展水平不断的提高,建筑行业也迎来了新的发展机遇,越来越多的新建筑材料、新施工技术被不断引入到现代建筑施工中,粉煤灰材料作为目前钢筋混凝土建筑施工中最为常见的一种矿物掺合料,对混凝土的使用性能有着显著的促进作用。本文主要对大掺量粉煤灰混凝土配合比设计与性能进行了分析研究。

关键词:大掺量;粉煤灰;混凝土配比;性能研究； 前言

高性能预拌混凝土以其独特的拌合性能,越来越多地得到人们重视,在准备进行低温高性能预拌混凝土的材料拌合时,需要对各种配合比材料进行严格的标准把握,将如何解决在高温低水灰比拌合条件下,如何使新性能拌合的混凝土材料获得高度的流动性与具有高抗离析性问题作为技术研究的一个重点,保证高温低性能预拌混凝土的材料科学合理配制和安全使用,以此获得更大的社会效益和经济效益。

1简析粉煤灰在混凝土施工中的作用

在钢筋混凝土工程施工中使用的固体粉煤灰材料是指用于燃煤电厂从烟道中的气体中收集的细灰粒,其原料是一种比较典型的硅铝质固体火山灰施工材料,目前已经广泛应用于混凝土的生产施工中,通过掺入粉煤灰使其代替一部分水泥,起到了很好的保护环境、降低成本的效果,除此之外,粉煤灰还能够与水泥之间互相弥补优缺点,改善了混凝土的很多力学性能,因此,粉煤灰的使用能够产生很客观的经济效益和社会效益,现对粉煤灰的作用进行简要概括。

首先,通过向混凝土材料中直接加入适量的优质材料粉煤灰,就可以为后期工程单位节约大量的材料水泥,起到了很好的降低施工材料成本的重要作用;其次,优质的粉煤灰材料还可以减少施工单位材料混凝土的自由基和水的使用量,这就能够很好的有效改善单位混凝土的后期施工润滑性能,这主要原因是由于优质粉煤灰颗粒是由大小不等的白色玻璃体颗粒组成,表面光滑,正是由于这点,在向新材料拌入的混凝土中,直接掺入适量粉煤灰后就会使得优质水泥颗粒气体能够非常容易的分散,成为水泥混凝土,使得更多的优质水泥和浆性气体被迅速释放出来,起到到了润滑水泥混凝土的重要作用,这就在很大程度上改善了混凝土的施工性能。在向混凝土中掺入粉煤灰后,其能够填充在混凝土之间并将它们包裹起来形成一个润滑的表层,这主要是由于粉煤灰的表观密度只约为水泥的三分之二,其外形较为规则,因此能够有效提高混凝土的抗渗能力以及自身密实性。最后,粉煤灰在混凝土生产中还可以起到很好的缓凝作用,这就能够有效减少水泥水化反应中水化热的产生,防止由此产生的温度裂缝。

2大掺量粉煤灰混凝土特点及研究理论 2.1大掺量粉煤灰混凝土特点

大掺量粉煤灰混凝土具有的使用特点较多:它能够有效降低混凝土水热化;有效减少混凝土材料的成本;完成配比后能够提高混凝土抗渗的能力,有效抵御氯离子等渗漏腐蚀化学性质材料和碱性材料;能够有效减少水泥用量并处理电厂废弃物,达到节能节约资源的目的,同时还能够改善温室效应。但是使用大掺量粉煤灰混凝土,它在配比完成后,早期的强度相对要低,而且它抗盐抗冻的性能差。

这一先进技术在各种大型的体积钢筋混凝土框架结构中,运用范围较多,如用于建设大型高层结构建筑物的铺地板、桥梁的支承台、水库泄洪大坝等,1994年后广东即可修建深-汕等宽度接近100km的大型高速公路,在目前修建的高速路面钢筋混凝土结构中,都分别掺用了约20%-40%的改性粉煤灰,以此应用来有效提高高速路面的斜坡平整度,减低路面开裂的概率。目前这种混凝土的配比设计没有较为明确的配比标准和方式,所以许多研究人员都自行进行实验探索。但是在实验中,用的较多的方法就是使用平行试验法,这种试验过程相当繁杂,这在一定程度上对大掺量粉煤灰混凝土的发展,造成了一定的制约。

3大掺量粉煤灰混凝土研究理论

前文有提到,目前粉煤灰混凝土配比多是采用的超量代法进行计算,但是在实际操作中通常都是煤灰掺入量不高,但是在粉煤灰掺入高水胶比和水灰比后的机理,与掺入低水胶比和水灰比后所表现出来的机理并不相同。在颗粒掺入了较高水胶水灰比和较低水灰比后,颗粒间的水化空隙大,而钢筋混凝土早期的颗粒结构性和强度,也主要是由它的水化物对生成物所决定的,此时的水胶比和水灰比一般都不小于0.6。如果钢筋混凝土中所搅拌的淤泥水胶粘重比和搅拌水灰比较低,那么与水泥砂浆颗粒之间的淤泥空隙,就可能会随之变得很好,需要同时填充在水泥颗粒间的淤泥水化物和生成物,也许就会随之大大减少,这时候的水胶比和水灰比一般都是在0.3左右。少量的水化产物能够使混凝土结构紧密,如果在搅拌时掺入粉煤灰,粉煤灰所吸附的水分能够对水泥起到养护作用。大掺量的粉煤灰不仅可以使强度增加,还会增强混凝土的耐久性以及混凝土结构密实性。如今在粉煤灰混凝土中还可以加入一定的外加剂,能够使得混凝土在低水胶比状况下,进行搅拌具有良好的和易性。在实际解决大掺量粉煤灰混凝土应用的问题,还需要对混凝土结构进行设计。

4大掺量粉煤灰混凝土配比方针

基本配比顺序为:硅酸盐水泥→粉煤灰→高效减水剂,最常用的方式就是混凝土搅拌和成型。

(1)首先选用高标号的硅酸盐水泥以及普通水泥,这两种水泥中基本都是以熟料为主,选用这两类水泥最主要的原因就是它的性能较为稳定,其中掺入的混合材料除了石膏外,其它材料较少或者是没有,避免了在配比中可能由水泥引起的混凝土性能波动等问题。目前在广东市场上一些混凝土掺入粉煤灰的量都偏高,有些甚至已经达到30%以上,所以在对这些水泥企业进行材料选择时,一定是需要特别注意尽量选择一些高标号的优质水泥。

(2)配置高强度的混凝土,则需要选择低水胶比,水胶比在大掺量粉煤灰混凝土中对强度非常敏感,想要达到混凝土的高防渗性和高耐久性,选择的水胶比通常都是小于0.4。

(3)混凝土想要保证自身的耐久性,在制作的时候需有充足的浆体溶度和数量,在胶体材料达到一定数量时,降低水胶比的实质就是将混凝土的用水量减少了。

5结论

总之,粉煤灰钢筋混凝土的实际应用发展潜力巨大,要从理论根本的基础上,研究解决粉煤灰钢筋混凝土的实际应用和施工材料配合比计算问题,必须对其进行系统的理论研究探索、试验研究分析、经验研究积累、探索技术改进,进而努力寻找一种适合实际建筑施工现场情况的粉煤灰钢筋混凝土的简单快速的配合比计算方法。

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