關(guān)于大摻量粉煤灰混凝土配合比研究

王茂泉

東莞市力恒混凝土有限公司 523936

摘要：傳統(tǒng)的粉煤灰混凝土配比中要求完成配比后具有一定的強(qiáng)度和耐久性，但是這并不能完全發(fā)揮出粉煤灰混凝土的優(yōu)勢。本文根據(jù)目前國內(nèi)外粉煤灰混凝土發(fā)展情況，簡單討論大摻量粉煤灰混凝土配比。

關(guān)鍵詞：粉煤灰混凝土；配比；耐久性

一、引言

過去的粉煤灰混凝土配比由于對粉煤灰的特點(diǎn)沒有充分認(rèn)識，在配比設(shè)計(jì)時(shí)也主要是以空白混凝土為對照，這種設(shè)計(jì)方式在很大程度上埋沒了混凝土中更多潛在的其它優(yōu)點(diǎn)，對于粉煤灰以及水泥對混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)的差異也沒有充分考慮，所以在配比后得出的各項(xiàng)指標(biāo)都不理想。而最近幾年工業(yè)生產(chǎn)中的廢渣粉煤灰排放也是逐漸呈增加的趨勢，對粉煤灰的利用大大降低，最主要的因素就是配比不合理。由此可見，研究粉煤灰混凝土配比對工業(yè)生產(chǎn)有很大的用處。除此之外，提高粉煤灰混凝土的利用率，也能夠達(dá)到一定程度的環(huán)保節(jié)能。

在具體的配比中，由于粉煤灰摻入混凝土中，在配比時(shí)就會有一定的難度，最主要的實(shí)驗(yàn)手法還是通過試配和試拌來完成的。

二、傳統(tǒng)粉煤灰混凝土配比研究

我國使用傳統(tǒng)的粉煤灰混凝土配比技術(shù)在相關(guān)規(guī)定中有具體介紹，它是最早在我國發(fā)展出來的粉煤灰混凝土配比研究方式的起源，在《水泥混凝土中摻用混合材料的暫行技術(shù)規(guī)程》中對大體積混凝土提出，將粉煤灰等量來取代水泥，一般情況下將這種方法稱為“等量取代法”或者是“簡單取代法”，表1為粉煤灰混凝土簡易配比中的系數(shù)調(diào)整法（如表1）。但是在我國進(jìn)行粉煤灰混凝土配比的時(shí)候基本上都是采用的超量取代法，也就是先對基準(zhǔn)混凝土配比進(jìn)行設(shè)置，然后以等強(qiáng)度為依據(jù)，摻入超量的粉煤灰實(shí)現(xiàn)對水泥的取代。在我國傳統(tǒng)的粉煤灰混凝土配比研究中有個(gè)很明顯的缺陷，不能夠?qū)⒎勖夯易鳛榛炷羻为?dú)的組成成分而進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且在配比中存在一定的任意選擇性。除此之外，外加劑也逐漸成為混凝土中必不可少的組成部分，但是以目前市場上所有的配比技術(shù)來說，都沒有對外加劑摻入配比進(jìn)行綜合考慮，由此也可以看出，傳統(tǒng)的粉煤灰混凝土配比方式并不適合與大摻量粉煤灰混凝土配比研究。

表1 粉煤灰混凝土調(diào)整系數(shù)表

F/（C+F）（%） 用水量調(diào)整系數(shù) 膠凝材料用量調(diào)整系數(shù) 水泥用量調(diào)整系數(shù)

15 0.880 1.035 0.970

25 0.800 1.065 0.945

35 0.712 1.095 0.895

45 0.619 1.125 0.845

三、大摻量粉煤灰混凝土特點(diǎn)及研究理論

（一）大摻量粉煤灰混凝土特點(diǎn)

大摻量粉煤灰混凝土具有的使用特點(diǎn)較多：它能夠有效降低混凝土水熱化；有效減少混凝土材料的成本；完成配比后能夠提高混凝土抗?jié)B的能力，有效抵御氯離子等滲漏腐蝕化學(xué)性質(zhì)材料和堿性材料；能夠有效減少水泥用量并處理電廠廢棄物，達(dá)到節(jié)能節(jié)約資源的目的，同時(shí)還能夠改善溫室效應(yīng)。但是使用大摻量粉煤灰混凝土，它在配比完成后，早期的強(qiáng)度相對要低，而起它抗鹽抗凍的性能差。

這一技術(shù)在現(xiàn)代大體積混凝土結(jié)構(gòu)中運(yùn)用較多，如建設(shè)高層建筑物地板、橋梁承臺、水庫大壩等等，1994年后廣東修建深—汕等接近100km的高速公路，在修建的路面混凝土中都摻用了約20%-40%的粉煤灰，以此來提高路面的平整度，減低路面開裂的概率。目前這種混凝土的配比設(shè)計(jì)沒有較為明確的配比標(biāo)準(zhǔn)和方式，所以許多研究人員都自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。但是在實(shí)驗(yàn)中用的較多的方法就是使用平行試驗(yàn)法，這種試驗(yàn)過程相當(dāng)繁雜，這在一定程度上對大摻量粉煤灰混凝土的發(fā)展造成了一定的制約。

（二）大摻量粉煤灰混凝土研究理論

前文有提到，目前粉煤灰混凝土配比多是采用的超量取代法進(jìn)行計(jì)算，但是在實(shí)際操作中通常都是煤灰摻入量不高，但是在粉煤灰摻入高水膠比和水灰比后的機(jī)理與摻入低水膠比和水灰比后所表現(xiàn)出來的機(jī)理并不相同。在摻入高水膠比和水灰比后，顆粒間的空隙大，而混凝土早期的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也主要是由水化生成物而決定的，此時(shí)的水膠比和水灰比一般都不小于0.6。如果混凝土攪拌的水膠比和水灰比較低，那么水泥顆粒之間的空隙就會變得很好，需要填充在顆粒間的水化生成物也會隨之大大減少，這時(shí)候的水膠比和水灰比一般都是在0.3左右。少量的水化產(chǎn)物能夠使混凝土結(jié)構(gòu)緊密，如果在攪拌時(shí)摻入粉煤灰，粉煤灰所吸附的水分能夠?qū)λ嗥鸬金B(yǎng)護(hù)作用。大摻量的粉煤灰水泥土不僅可以使強(qiáng)度增加，還會增強(qiáng)混凝土的耐久性以及混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)性。如今在粉煤灰混凝土中還可以加入一定的外加劑，能夠使得混凝土在低水膠比狀況下進(jìn)行攪拌具有良好的和易性。在實(shí)際解決大摻量粉煤灰混凝土應(yīng)用的問題還需要對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（三）大摻量粉煤灰混凝土配比設(shè)計(jì)

想要粉煤灰在混凝土配置中發(fā)揮出它的高性能，最主要的就是要根據(jù)耐久性和強(qiáng)度來確定粉煤灰摻量和水膠比，粉煤灰與水膠比的強(qiáng)度作用關(guān)系比水泥與水膠比之間的強(qiáng)度作用更加敏感，在配比中為避免早期強(qiáng)度因大摻量粉煤灰混凝土帶來的不利因素，在將粉煤灰摻入到混凝土中間的時(shí)候應(yīng)該盡可能選擇較低的水膠比，也就是W/C+F。要保障粉煤灰混凝土具有良好的耐久性和強(qiáng)度必須采用低水膠比進(jìn)行混合，這樣不僅能夠確保粉煤灰在混凝土中發(fā)揮的作用，還能夠保障粉煤灰混凝土的質(zhì)量。一般在材料適用的情況下，水泥的用量在320kg/m?左右，水灰比在0.5左右，抗壓強(qiáng)度在C30級左右，這時(shí)候配比出來的粉煤灰混凝土在多數(shù)環(huán)境下都具有良好的防滲性和耐久性。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得出，粉煤灰摻量一般以低于15%為宜，在粉煤灰參入量超過25%后，能夠明顯改變混凝土的性能，達(dá)到高耐久的程度。

（四）大摻量粉煤灰混凝土配比方針

基本配比順序?yàn)椋汗杷猁}水泥→粉煤灰→高效減水劑，最常用的方式就是混凝土攪拌和成型。

1、首先選用高標(biāo)號的硅酸鹽水泥以及普通水泥，這兩種水泥中基本都是以熟料為主，選用這兩類水泥最主要的原因就是它的性能較為穩(wěn)定，它其中摻入的混合材料除了石膏外，其它材料較少或者是沒有，避免了在配比中可能由水泥引起的混凝土性能波動等問題。目前在廣東市場上一些混凝土摻入粉煤灰的量都偏高，有些甚至已經(jīng)達(dá)到30%以上，所以在對水泥進(jìn)行選擇時(shí)，一定要注意選擇高標(biāo)號的水泥。

2、配置高強(qiáng)度的混凝土則需要選擇低水膠比，水膠比在大摻量粉煤灰混凝土中對強(qiáng)度非常敏感，想要達(dá)到混凝土的高防滲性和高耐久性，選擇的水膠比通常都是小于0.4。

3、混凝土想要保證自身的耐久性，在制作的時(shí)候需有充足的漿體溶度和數(shù)量，在膠體材料達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，降低水膠比的實(shí)質(zhì)就是將混凝土的用水量減少了。

4、在采用粗集料的時(shí)候要注意選擇它的最大粒徑，一般情況下是選擇最大粒徑偏小的材料，以此來保障粗集料的空隙率，降低巖石破碎的可能性。

5、在選擇細(xì)集料時(shí)，盡可能選擇細(xì)度模數(shù)較大的材料。

6、由于粉煤灰是屬于火山灰活性混合材料，它本身的質(zhì)量和顆粒都不均勻而且它的實(shí)際活性比較低，所以在使用前一定要對粉煤灰進(jìn)行改性處理，保障粉煤灰的優(yōu)勢和性能充分發(fā)揮出來。通常為了激發(fā)粉煤灰的灰活性都是采用硫酸鹽激發(fā)劑。

結(jié)束語

大摻量粉煤灰混凝土實(shí)際上是一種由傳統(tǒng)粉煤灰混凝土發(fā)展而來的一種新技術(shù)，在使用中也具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但是配比設(shè)計(jì)過程都較為復(fù)雜，在具體施工中還需要多改進(jìn)。

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