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大掺量粉煤灰在混凝土中的应用

技术交流

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大掺量粉煤灰在混凝土中的应用

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技术交流
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2008/07/24
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  一、 大掺量粉煤灰混凝土定义:

  将粉煤灰看着一个独立组分,而不是水泥的替代品,以工程设计与施工及环境的要求为基准,而不是以不掺粉煤灰的混凝土为基准,进行混凝土设计、生产、浇筑和养护。

  二、 粉煤灰在混凝土中的适用环境和作用

  1、 水胶比:当采用适合的材料与良好的*作,以水泥用量为300-350kg/m3,水灰比0.45-0.55范围,可以制备出28天抗压强度为35-40MP(即目前最常用的C30级),在大多数环境条件下呈现足够低的渗透性和良好耐久性的混凝土。如果胶凝材料再少、W/C再大,则会出现孔隙率大、抗渗性不良等问题。

  2、 温度:掺有大量粉煤灰的混凝土,不仅温度收缩因温升降低可以明显减小,而且由于粉煤灰的初期水化缓慢,可以使低水胶比混凝土开始硬化时的实际水灰比增大,使水泥以及膨胀剂具有良好的水化环境。同时,与纯水泥混凝土一样,掺粉煤灰的混凝土由于水泥的水化随本体温度的升高而加快,因此强度发展也要加快,大掺量粉煤灰混凝土的强度发展在低水胶比的条件下,很快通过最初的缓慢凝结与硬化期,强度的发展迅速加快。试验表明:与实际结构物浇筑的硅酸盐水泥混凝土相比,掺30%粉煤灰后,不仅温升可以降低近10度,使温度收缩和开裂的危险减小,同时由于温升的作用,其抗压强度在3天前早已超过了硅酸盐水泥混凝土。

  3、 湿度:与普通水泥混凝土不同,掺粉煤灰混凝土,尤其是大掺量粉煤灰混凝土的水灰比足够大,即混凝土体内有充足的水分供水泥与粉煤灰水化,所以对这种混凝土的养护,需要有别于普通混凝土:不要湿养护,尤其不要早期浇水或浸水,否则会使表层混凝土的水灰比增大,对强度和抗渗透、耐磨耗等性能带来十分不利的影响。大掺量粉煤灰混凝土需要在浇捣后及时覆盖,避免其因水化较缓慢,向外界蒸发水分的时间较长、蒸发量也大,造成表面疏松、强度和抗渗透性下降。

  4、 稠度:粉煤灰混凝土,尤其是大掺量粉煤灰混凝土的外观十分粘稠,使其在运输和浇筑过程不易离析,对改善均匀性有明显好处。由于粉煤灰的滚珠效应,掺粉煤灰混凝土有较大的有效振捣半径,易于振捣密实。

  通过以上分析得出:较低的水胶比、较高的温度,以及及时地覆盖而不是湿养护,是粉煤灰在混凝土中的适用环境。要获得这样的环境,必须采用大掺量粉煤灰混凝土。大掺量粉煤灰混凝土的抗裂性能优异无可怀疑,但现行规范的掺量限制不利于发挥粉煤灰的作用。

  三、 现行规范掺量的限制

  一定范围里,是混凝土的水胶比,而不是粉煤灰的掺量决定使用效果。目前许多规范中规定的钢筋混凝土中粉煤灰掺量限制(例如25%以内),对配制中低强度的混凝土来说,恰恰是最不利于发挥粉煤灰作用的粉煤灰范围。因为粉煤灰水化缓慢,生成物少,粉煤灰混凝土适宜的水胶比在0.4以下;普通混凝土常用的0.5左右水灰比条件下掺10-20%粉煤灰,即使同时掺有高效减水剂,一般水胶比仍需维持在0.4以上。但是如果继续增大粉煤灰掺量,由于粉煤灰表观密度约只有水泥的2/3,拌合物浆体含量的增大就可以产生降低水胶比的作用。

  四、 大掺量粉煤灰混凝土的局限性

  1、煤灰-水泥-化学外加剂的相容性,表现为混凝土水胶比能否有效地降低,一般说来,当水胶比只能在0.4以上时,在中等强度混凝土中使用的效果就可能成问题;

  2、大掺量粉煤灰混凝土的水泥用量少,由于起激发作用的氢氧化钙含量减少,使粉煤灰的水化条件劣化,所以在不同条件下存在一最佳粉煤灰掺量,并非越大越好;

  3、掺粉煤灰混凝土比普通混凝土对温度更为敏感,在气温较低时制备的掺粉煤灰混凝土,强度发展较为缓慢。

  五、 使用大掺量粉煤灰混凝土注意问题

  1、配制混凝土的骨料级配良好,以减小空隙率,利于水胶比降低,保证使用效果;

  2、必须采用强制式搅拌机拌合大掺量粉煤灰混凝土;

  3、混凝土浇筑后,要及时喷洒养护剂或覆盖外露表面,但无需喷雾或浇水养护;

  5、 气温过低时,要采用保温养护措施,使混凝土硬化和强度发展满足施工要求。

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