粉煤灰细骨料混凝土力学性能综述

2018-02-15韩鹏飞王文娇

建材与装饰 2018年31期

韩鹏飞　王文娇

（宁夏大学土木与水利工程学院　宁夏银川　750021）

引言

我国工业固体废弃物粉煤灰的年排量很高。粉煤灰掺加到混凝土中所起到的积极作用，已从开始时的节约水泥、降低粉煤灰排放对环境和生态的负担，发展为很多混凝土结构中不可或缺的功能性材料。

目前，绝大多数粉煤灰均以替代部分胶凝材料的方法掺加到混凝土中，我国普遍采用粉煤灰等质量替代20%水泥的做法[1]。这种做法粉煤灰使用量较低、其本身的特性对混凝土力学性能的贡献未得到充分体现。为促进粉煤灰的广泛应用，本文对粉煤灰替代细骨料混凝土（以下简称“粉煤灰细骨料混凝土”）的力学性能进行综述研究。

1　新拌粉煤灰细骨料混凝土的流变性能

新拌混凝土的流变性能包含弹塑性变形和粘性流动等诸多内容。

毛明杰等[2]对粉煤灰等体积替代细骨料混凝土进行了坍落度和泌水性能测试。结果表明，粉煤灰替代量达到50%时，混凝土十分干硬，坍落度仅为3cm。考虑到实际工程，毛明杰等通过改善配合比，得到了粉煤灰替代率在0～45%的范围内时，混凝土的坍落度均在10cm以上，且绝大多数混凝土的坍落度在16cm以上。所以粉煤灰上限为45%。

在泌水性能研究中，主要测试了泌水量随泌水时间变化项目，结果表明粉煤灰替代率15%以内时，粉煤灰的掺加对泌水影响不大，但随着粉煤灰掺量增加，泌水呈减少趋势，说明粉煤灰的掺加对混凝土和易性有一定调节作用。

2　粉煤灰细骨料混凝土的抗压强度

毛明杰等通过试验表明，粉煤灰细骨料混凝土中粉煤灰取代量对抗压强度的影响较明显。掺量为25%是强度增长的分界点，强度增长幅度从此转变。本研究进而表明粉煤灰替代细骨料存在一个较合适的替代率即25%，此替代率下各个龄期强度高，且强度增长明显[3]。

刘迈等试验表明在取代率相同情况下，粉煤灰同时取代水泥和细骨料得到的强度增长介于只取代水泥和只取代细骨料得到的强度增长之间，随龄期的增长，水泥对于总取代的强度贡献不断减小，因而粉煤灰取代细骨料对混凝土强度的作用明显[4]。

温小非等试验表明粉煤灰替代率在0～40%范围，粉煤灰替代细骨料的混凝土抗压强度随着粉煤灰替代率的增长而增长，当替代率为40%时立方体抗压强度增长至最大，当替代率为50%时抗压强度开始有所下降，但相对于未替代的普通混凝土仍有较大增长[5]。

3　粉煤灰细骨料混凝土的抗折强度

毛明杰等人试验研究表明28d时各替代率下混凝土的抗折强度均已超过未替代普通混凝土，且15%以后28d粉煤灰细骨料混凝土满足材料抗折强度要求[6]。从而可以得出结论：粉煤灰能够一定程度上提高混凝土的抗折强度，且掺量为15%、20%时混凝土的抗折性能比较合理。在此基础上，同时研究了混凝土抗压强度与抗折强度之间的关系，抗压强度提高时，对应的抗折强度也高。

经过研究，得出以下关于混凝土的抗压强度值与抗折强度值的公式[3]：

ff=0.0852fcc+0.9394（R2=0.7137）

式中：ff——混凝土抗折强度，MPa；fcc混凝土抗压强度，MPa。

R2——决定系数，反应因变量的全部变异能通过回归关系被自变量解释的比例。

而普通混凝土抗折强度约为抗压强度值的1/10～1/5左右。

黄波等人试验研究表明混凝土强度分别为C40，C50，C60时，掺入粉煤灰后，抗折强度最大降幅达到了51%，33%，41%。而且粉煤灰的掺量越大，混凝土的抗折强度降幅越大[7]。