Ⅱ級粉煤灰在C80 泵送大流動性混凝土中的試驗研究

鐘佳墻，李琛，尹文，何林

(1. 陜西盛泰混凝土工程有限責任公司，陜西 西安710100; 2.中國水電五局有限公司，四川 成都 610000;3.榆林恒耀工貿有限公司混凝土攪拌分公司，陜西 榆林 719000 )

1 概要

混凝土是現代土建工程中最廣泛使用的主要建筑材料。我國從70年代以來，由于高效減水劑和高性能摻合料的發展和應用，為制備高強高性能混凝土提供了更有利的條件。

高強混凝土對承受壓力的構件有顯著的技術經濟效益，它可以有效減輕構件自重，使構件截面減小，增加建筑使用面積，大大降低工程材料的用量。由于高強混凝土內部孔結構的改善與膠凝物質相組成的優化，使混凝土的耐久性得到較大的提高。

近幾年，高強混凝土的配制一般通過高效減水劑與超細摻合料“雙摻”技術來降低混凝土水膠比，改善混凝土的孔結構，提高混凝土耐久性和強度。但由于近幾年水泥細度向著“更細”的方向發展，超細摻合料與較細的水泥復合使用使得混凝土單方用水量增加，而導致水泥用量增加，水泥水化放熱速率加快，混凝土早期強度過高，加劇混凝土早期裂縫的發生，嚴重影響到混凝土結構的耐久性。本專題試驗，通過降低用水量，降低水膠比，充分利用陜西地區易得的Ⅱ級粉煤灰配制出了C80 級高強大流動性混凝土，旨在克服使用較細膠凝材料的弊端。

2 原材料

2.1 水泥

眾喜P·O42.5 水泥，各項物理性能指標測試見表1。

2.2 粗骨料

陜西云陽產5 ～25mm 連續級配碎石，試驗結果見表2。

2.3 細骨料

陜西灞河產中粗砂，試驗結果見表3。

2.4 外加劑

陜西盛泰混凝土工程有限責任公司生產的高效混凝土泵送劑，固體含量38.0%，減水率26%，混凝土坍落度2h 幾乎不損失。

2.5 粉煤灰

寶雞二電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，化學分析及性能見表4，采用GSL-101B 激光顆粒分布測量儀對該Ⅱ級粉煤灰顆粒分布測試結果見表5。

表1 眾喜P·O42.5 水泥物理性能指標

表2 陜西云陽產5 ～25mm 碎石性能指標

表3 陜西灞河Ⅱ區中粗砂性能指標

表4 Ⅱ級粉煤灰化學成分及性能

表5 Ⅱ級粉煤灰顆粒分布測試結果 面積平均粒徑：4.48μm

表5顯示該粉煤灰粒徑小于10μm 的顆粒累積為57.9%，小于20μm 的顆粒累積為85.2%，王述銀的研究認為，小于20μm 顆粒越多，粉煤灰需水量比越小。通過對該粉煤灰的宏觀分析（粉煤灰性能分析）和微觀分析（顆粒分布測試）表明，該粉煤灰中表面致密光滑的球形顆粒很多，也說明了該粉煤灰的顆粒形貌及級配良好，有利于改善新拌混凝土的工作性能及水泥顆粒的填充性，提高水泥石的密實度和強度。

2.6 水

潔凈飲用自來水。

3 配合比設計

進行高強混凝土配合比設計采用低水膠比是關鍵，在配合比設計時充分利用該粉煤灰需水量比較小的特點與高減水率的高性能混凝土泵送劑綜合使用的結果來降低用水量，提高水泥基材的密實度，改善并強化水泥石以及水泥石與骨料的過渡區。摻加足夠量礦物細摻料（如粉煤灰等）來改善顆粒級配，不僅對增加密實度及提高耐久性有顯著作用，而且能提高混凝土的流動性、可泵性和黏聚性[1]。通過采取上述措施，獲得了預期的混凝土各項性能指標，混凝土配合比見表6。

表6 C80 高性能大流動性混凝土配合比 kg/m3

4 混凝土拌合物性能及力學性能試驗

表7 混凝土拌合物性能及力學性能試驗結果

《高強混凝土結構技術規程》（CECS104：99）認為，用倒置坍落度筒測定筒內拌合物自由下落排空時間在5 ～25s 范圍內擴展度大于500（mm），則認為工作性能（可泵性）良好。表6中所測試的混凝土坍落度、擴展度兩小時基本不損失，拌合物倒置排空時間完全滿足《高強混凝土結構技術規程》（CECS104：99）的要求，同時也說明利用此種方法配制的高強混凝土保塑性能良好，拌合物具有良好的工作性能，便于泵送，力學性能滿足設計要求。混凝土拌合物性能及力學性能試驗結果見（表7）。

5 結論

（1）配制高強混凝土要著眼于調動水泥、活性摻合料及高性能外加劑的協同作用，優質的活性摻合料是C80 高強混凝土必要組分，它對于獲取混凝土拌合物優異的工作性能，降低水化熱，提高混凝土耐久性及力學性能發揮著重要作用。

（2）配制高強混凝土所選擇的粉煤灰需水量比要低，燒失量要小，且要注意改善膠凝材料之間的顆粒級配。

（3）利用內摻25%的Ⅱ級粉煤灰配制的高強混凝土長期強度可持續發展，60d 強度可比28d 強度增長12.0%，但60d以后增長緩慢。

（4）用28d 抗壓強度僅為50.5MPa 的水泥，配制出28 天抗壓強度為95.6MPa 的高強大流動性混凝土，其水泥的關鍵性能之一是標準稠度用水量要低。

（5）本配制方法技術途徑是可行的，所配制的C80 高性能混凝土水泥用量低，混凝土坍落度兩小時保持不損失，工作性能符合相關規范的要求，具有足夠的強度保證率。

[1] 吳中偉，廉慧珍著.高性能混凝土，中國鐵道出版社, 1999年9月第1 版.