统灰取代Ⅱ级粉煤灰和黄砂在混凝土中的应用

单亚兰，刘军

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

统灰取代Ⅱ级粉煤灰和黄砂在混凝土中的应用

单亚兰，刘军

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

本文探讨了统灰部分取代Ⅱ级粉煤灰、统灰少量取代黄砂后对混凝土性能的影响，试验发现：使用统灰部分取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学性能均有所下降，但下降的幅度较小；当统灰完全取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学均有明显下降。统灰少量取代黄砂可以适度降低混凝土的生产成本，还可以提升混凝土的性能。

统灰；混凝土；性能影响

0 前言

随着建筑市场的持续低迷和火力发电的产业调整，粉煤灰的价格持续走低，尤其是原灰经分选后剩余的统灰，出厂价格已经降至 10～20 元/t。其价格已低于砂和碎石，因此，是否大面积使用统灰近期已引起混凝土企业技术人员的极大关注。

统灰是电厂为了得到 I 级粉煤灰和 Ⅱ 级粉煤灰，对原灰进行分选，分选出 I 级粉煤灰和Ⅱ级粉煤灰（较细部分），剩余的部分就是统灰。和 I 级粉煤灰和Ⅱ级粉煤灰相比，统灰相对较粗，且含有相对较多的未燃尽的碳颗粒。

由于统灰中碳颗粒和表面形貌的影响，相较于I 级粉煤灰和Ⅱ级粉煤灰，其需水量比通常较高，活性指数通常较低，流动性能也略差。因此，其使用性能不如 I 级粉煤灰和 Ⅱ 级粉煤灰，以往通常作为水泥生产的混合材，磨细后使用[1-2]。

本文针对统灰价格较低的现状，研究统灰取代Ⅱ级粉煤灰和部分细骨料后混凝土的各项性能，进而进一步降低混凝土的生产成本。

1 原材料

水泥：金峰 P·O42.5水泥，28d 水泥强度为 48.3MPa；

矿粉：常州友邦矿粉，流动度比 102%，比表面积403m2/kg，28d 活性指数 105%；

Ⅱ 级粉煤灰：镇江谏壁，45μm 方孔筛筛余 13%；

统灰：镇江谏壁，45μm 方孔筛筛余 44%；

粗骨料：5～20mm 碎石，含泥量 0.5%；

细骨料：江砂，细度模数 2.6，含泥量 1.5%；

水：市政自来水；

减水剂：苏博特 JM-10，减水率 18%。

2 试验方法

测试方法参照 GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》和 GB/T 50081-2002《普通混凝土力学试验方法》的有关规定进行，测试的项目包括粉煤灰的粒径分布、烧失量、需水量比及活性指数，混凝土的坍落度及 7d、28d 抗压强度。试验采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作为基准配合比，具体配合比见表 1。

表1 C30 商品混凝土配合比 kg/m3

3 结果与讨论

3.1 Ⅱ 级粉煤灰和统灰的性能测试

参照 GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、测试粉煤灰的颗粒级配、烧失量、需水量比及活性指数，结果如表 2 所示。

表2 Ⅱ 级粉煤灰和统灰的粒径分布及性能指标 %

3.2 统灰取代 Ⅱ 级粉煤灰在混凝土中的应用

为了比较统灰与 Ⅱ 级粉煤灰在混凝土中的应用差异，采用统灰部分取代和完全取代 Ⅱ 级粉煤灰，考察混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力学性能。具体结果如表 3 所示。

当统灰部分取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学性能均有所下降，但下降的幅度较小。但当统灰完全取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学均有明显下降。这可能是因为部分取代时，一方面由于统灰较差的性能指标使得混凝土的性能下降，另一方面统灰的粒径分布对整个混凝土粉料及骨料的级配有一定的优化作用，因此性能下降的不是很明显，而当统灰完全取代Ⅱ级粉煤灰时，粉料体系的粒径分布因为细颗粒的缺乏而迅速劣化，加之统灰较差的性能指标，因此混凝土的性能下降较为明显。所以，当应用统灰取代Ⅱ级粉煤灰时，不可完全取代，只有部分取代才能保证混凝土的性能不至过分劣化。

表3 统灰取代 Ⅱ 级粉煤灰在混凝土中的应用

3.3 统灰取代部分细骨料在混凝土中的应用

由于统灰的市场价格已远低于黄砂的价格（市场价为50～60 元/t），可用统灰取代部分黄砂试图降低混凝土的生产成本。

表4 统灰取代部分细骨料在混凝土中的应用

用统灰取代部分黄砂后，混凝土的工作性能有明显改善，混凝土的粘聚性和流动性均明显优于取代前的混凝土，混凝土的力学性能由于胶凝材料的提升也有明显的提高，但外加剂的用量也随着胶凝材料的提升随之增加，尤其是当统灰的取代量超过一定限度后，外加剂用量大幅提升。因此，使用统灰是否降低混凝土的生产成本，需比较统灰取代砂带来的成本降低与外加剂增加带来的成本上升，依据目前的试验数据，统灰少量取代黄砂可以适度降低混凝土的生产成本，还可以提升混凝土的性能。

4 结论

（1）当统灰部分取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学性能均有所下降，但下降的幅度较小。但当统灰完全取代Ⅱ级粉煤灰时，混凝土的工作性能和力学均有明显下降。（2）统灰少量取代黄砂可以适度降低混凝土的生产成本，还可以提升混凝土的性能。当取代量超过一定限度后，由于外加剂用量的大幅度提升而不再有成本优势。

[1] 姚嵘，王栋民．粉煤灰烧失量对机敏水泥基材料压敏性影响[J]．太原理工大学学报，2009,40(6)：570-573．

[2] 黄兆龙，湛渊源．粉煤灰烧失量及材料配合比对砼工程性质的影响[J]．粉煤灰综合利用，2003 (1)：9-13.

［通讯地址］江苏省海安县经济开发区通榆中路209号（226600）

单亚兰（1980-）女，助理工程师，从事水泥基建筑材料的生产与研究。