浅谈粉煤灰对混凝土性能的影响
2019-11-02安永亮
刘 俊 安永亮
(贵州省港创建业建材有限公司,贵州 贵阳 550000)
0 引言
当今的混凝土行业,随着社会的进步也在不断进步,因此现在的混凝土不单单是水泥来作为胶凝材料0,矿物掺和量的大量使用给混凝土行业提出了更高的要求。矿物掺和料在混凝土中的广泛应用表明,其不仅能改善混凝土的相关性能,而且还能带来显著的经济效益。因此,为了改善机制砂混凝土的和易性0,同时降低成本,需要掺加适量的活性矿物掺和料。但是粉煤灰的使用一直在混凝土行业是个难题,怎么合理运用煤灰,将混凝土的性能发挥到最优0,因此,本文通过对粉煤灰混凝土进行相关力学试验和耐久性相关试验,研究了粉煤灰掺量对混凝土抗压强度、和易性的影响以及进厂检验、养护条件等,在实际生产过程中提供技术指导00。
1 煤灰对混凝土的影响
1.1 原材料
1.胶凝材料水泥为龙里红狮有限公司生产的P.O 42.5 水泥;粉煤灰为六枝电厂生产的F 类二级粉煤灰。物理性能见下表。
表1 水泥的性能
表2 粉煤灰的性能
2.机制砂:细度模数2.5,MB:1.0。
3.石子:港创建材5~25mm 连续级配碎石,压碎值8.2%,针片状2.4%。
4.外加剂:科之杰生产聚羧酸性高性能减水剂,减水率26.1%。
5.拌和用水:自来水
6.混凝土配合比 根据JGJ55-2016《普通混凝土配合比设计规程》如表5所示,粉煤灰以0wt%-40wt%的比例取代水泥。
表3 混凝土配合比
1.2 试验方法
根据 GB/T50080-2016,《普通混凝土拌合物性能试验方法》以及GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》等规范要求0。分别称取水泥、煤灰、骨料、外加剂来做各个配合比试验,观察其和易性以及流动性等性能,然后记录。将各配合比混凝土做标准试块。养护温度20±2°,相对湿度95%,分别养护3d、7d、28d、60d。后用压力机测其抗压强度,并记录极限破坏荷载F(n)。
1.3 试验结果及结论
此实验来自港创建材有限公司实验室提供。
根据实验结果可以得出,粉煤灰的掺量对于混凝土的和易性以及强度方面有较大的影响。在和易性方面,粉煤灰掺量在20%时,混凝土状态最为良好,粉煤灰充分发挥其物理效应,产生较好的和易性。在强度方面,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的前期强度有所降低,但是后期强度明显上升,由于粉煤灰会抑制前期水泥的水化热程度,在掺量为20%时,强度最为客观。整体而言,粉煤灰作为一种废物利用的材料,在混凝土中,可以发挥其物理、化学效应,对混凝土产生良好的影响,同时也为环境的保护减轻压力。
表4 混凝土强度报告
2 煤灰的检测
各等级粉煤灰技术要求及检验方法应按现行国家标准GB/T-1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的相关规定执行。
2.1 煤灰的分类以及生产中的检测方法
1)“脱硫灰”
脱硫灰为烟尘中的细灰和氧化钙发生生成的以石膏为主的产物。由于石膏在水泥中扮演缓凝角色,所以脱硫灰的使用可能会导致混凝土凝结时间过长,造成严重的工程事故。鉴别脱硫灰方法如下:
脱硫灰加水搅拌以后,溶液呈碱性,遇酚酞变红色。
2)“脱硝灰”
脱硝灰是由于粉煤灰在循环煅烧过程中,烟气中的三氧化硫与脱硝过程中未反应的氨反应生成硫酸氢铵。其对混凝土的凝结时间,强度影响较为严重。目前生产中检测方法如下:脱硝灰加水搅拌后,问气味,如有刺鼻的氨气味,可判断为脱硝灰。
3)“浮黑灰”
目前产灰工艺中,有些厂家为了提高生产效率,会在燃煤过程中添加助燃剂,由于助燃剂多为油状物,所以会在粉煤灰中存留油分。尤其是粉煤灰经过分选后,收集的粉煤灰会含有更多的未燃尽的油分,在混凝土中,这些油分上浮,在混凝土中容易漂浮的黑色油状物。此类粉煤灰被称为“浮黑灰”。生产中的检测方法为:将煤灰倒入水中搅拌,停滞一段时间后,观看水面是否有黑灰且漂浮油状物。
3 粉煤灰混凝土的养护
混凝土掺加粉煤灰时,混凝土中的水泥用量减少,因此会降低第一次水化热反应,使混凝土凝结硬化进程减缓,导致早期强度较低。但随着养护时间的增长,粉煤灰在催化剂的作用下进行二次水化热反应,而且由于龄期的延长,粉煤灰的活性发挥更快更充分,使其后期强度增长较快。
众所周知不同类型的混凝土对养护环境、养护时间的敏感性也大不相同。在高温养护条件下,混凝土中粉煤灰水化热反应较快,因此导致早期强度增长最快,而后期强度却相对较低0;低温养护条件下粉煤灰混凝土的水化反应则受到了抑止,同期强度相比较而言较低;水中养护条件下,粉煤灰混凝土的水化反应最为充分也很均匀,其强度最高。
4 试验结论
(1)混凝土中掺加适当的粉煤灰掺和料可改善混凝土的和易性,超过一定比例后混凝土和易性效果降低。但粉煤灰改善混凝土和易性效果优于普通混凝土。
(2)通过对比试验可以看出掺加粉煤灰的混凝土早期强度较低,但后期强度高,可以达到设计强度要求。并且在经过7d 以后掺加粉煤灰的混凝土强度增长速度远超于普通混凝土。
(3)通过对加载试验以及和易性试验的结果进行分析,当掺加粉煤灰的含量为20%时,混凝土的抗压强度达到最佳,当粉煤灰掺量为20%时混凝土的和易性达到最佳,当粉煤灰掺量为20%时混凝土的总体性能最好。