磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異分析

朱孝華，吳堅(jiān)

（1. 無(wú)錫綠城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000；2. 無(wú)錫市湖濱建設(shè)工程監(jiān)測(cè)站，江蘇 無(wú)錫 214000）

磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異分析

朱孝華1，吳堅(jiān)2

（1. 無(wú)錫綠城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214000；2. 無(wú)錫市湖濱建設(shè)工程監(jiān)測(cè)站，江蘇 無(wú)錫 214000）

本文對(duì)比了分選粉煤灰與磨細(xì)粉煤灰應(yīng)用于混凝土中所產(chǎn)生的性能差異，試驗(yàn)結(jié)果表明：與分選粉煤灰相比，磨細(xì)粉煤灰的細(xì)度較細(xì)，活性指數(shù)較高，但燒失量、需水量比較高；在磨細(xì)粉煤灰混凝土中應(yīng)用時(shí)含氣量、坍落度和坍落度經(jīng)時(shí)損失等工作性能明顯弱于分選粉煤灰，但力學(xué)性能（7d、28d 抗壓強(qiáng)度）要優(yōu)于分選粉煤灰。

磨細(xì)粉煤灰；分選粉煤灰；混凝土

0　前言

隨著水泥混凝土應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)粉煤灰已成為水泥混凝土中必不可少的重要組分，而隨著建筑市場(chǎng)的日益繁榮，對(duì)優(yōu)質(zhì)粉煤灰的需求量不斷增加。近年來(lái)，隨著煤價(jià)的不斷下跌和環(huán)保部門對(duì)電廠的管理不斷加強(qiáng)，電廠的粉煤灰排放量已有逐漸減少的趨勢(shì)[1-3]。為了緩解這一矛盾，以前很少有人問津的濕排灰和等外灰又重新走向了水泥混凝土的應(yīng)用前臺(tái)。許多粉煤灰生產(chǎn)企業(yè)將多年前排放的粉煤灰烘干、粉磨后售給混凝土生產(chǎn)企業(yè)。

這種磨細(xì)的粉煤灰和通過選粉機(jī)分選的粉煤灰在性能上存在諸多差異。許多混凝土從業(yè)人員感覺如今的粉煤灰質(zhì)量大不如前，本文選取一種磨細(xì)的粉煤灰和一種經(jīng)選粉機(jī)分選的粉煤灰做性能的檢測(cè)，來(lái)區(qū)分兩者之間的性能差異。

1　試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)原料

水泥：江蘇臺(tái)泥 P·O 4 2.5 水泥，2 8 d 強(qiáng)度47.8MPa。礦粉：常州友邦礦粉廠，S95 級(jí)，比表面積407m2/kg。分選粉煤灰：江蘇諫壁電廠 Ⅱ 級(jí)灰，45μm 篩余17%。磨細(xì)粉煤灰：金鑫礦粉廠提供，45μm 篩余 14%。細(xì)集料：河砂，細(xì)度模數(shù) 2.7，含泥量 1.7%。粗集料：碎石，5～25mm 連續(xù)粒級(jí)，含泥量 0.5%。外加劑：蘇博特 PCA-1減水劑，減水率 28%。水：市政自來(lái)水。

1.2試驗(yàn)方法

測(cè)試方法參照 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試驗(yàn)方法》、GB /T 50081－2002《普通混凝土力學(xué)試驗(yàn)方法》和有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，測(cè)試的項(xiàng)目包括粉煤灰的細(xì)度、燒失量、需水量比及活性指數(shù)，混凝土的坍落度、含氣量及 7d、28d抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作為基準(zhǔn)配合比，具體配合比見表 1。

表1　C30 商品混凝土配合比 kg/m3

2　試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰的基本性能差異

參照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》測(cè)試磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰的的細(xì)度、燒失量、需水量比及活性指數(shù)，結(jié)果如表 2 所示。

表2　混凝土摻合料的活性指數(shù)及流動(dòng)度比 %

從檢測(cè)結(jié)果可知，與分選粉煤灰相比，磨細(xì)粉煤灰的細(xì)度較細(xì)，活性指數(shù)較高，但燒失量較高，需水量比較高。這可能與粉煤灰的顆粒形貌有關(guān)，分別對(duì)磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰進(jìn)行 SEM 檢測(cè)，結(jié)果如圖 1 所示。

圖1　粉煤灰的 SEM 照片

由 SEM 圖片可以看出，分選粉煤灰中有許多球狀顆粒，顆粒表面比較圓潤(rùn)，磨細(xì)粉煤灰中球狀顆粒很少，顆粒表面棱角較多。這是因?yàn)樵诜勰サ倪^程中球狀顆粒碎裂而致。

2.2磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異

在 C30 商品混凝土中分別摻入磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰，測(cè)試混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力學(xué)性能，考察磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰的性能差別。具體結(jié)果如表 3 所示。

表3　混凝土摻合料在混凝土中的應(yīng)用

由表 3 試驗(yàn)結(jié)果可知，磨細(xì)粉煤灰在混凝土中應(yīng)用時(shí)工作性能明顯弱于分選粉煤灰。首先，使用磨細(xì)粉煤灰時(shí)，混凝土中的含氣量較低，混凝土的流動(dòng)性不佳，這可能與磨細(xì)粉煤灰中含有較高含量的活性炭相關(guān)。相關(guān)研究證明，活性炭顆粒對(duì)引氣組分具有較強(qiáng)的吸附作用，碳含量較高的膠凝材料提高含氣量較為困難；其次，在混凝土初始坍落度和坍落度經(jīng)時(shí)損失的性能指標(biāo)上，磨細(xì)粉煤灰也明顯低于分選粉煤灰。這是因?yàn)楫?dāng)粉煤灰磨細(xì)后，原有的球狀顆粒遭到破壞，粉煤灰應(yīng)有的滾珠效應(yīng)消失，顆粒表面的棱角較多，同等粒徑的顆粒表面積增加，混凝土的工作性能明顯降低。

但磨細(xì)粉煤灰的力學(xué)性能要優(yōu)于分選粉煤灰，原因在于，粉煤灰在粉磨的過程中，原有的球狀顆粒破壞后，顆粒表面產(chǎn)生了很多斷鍵，這些斷鍵易于吸附漿體中的極性分子和離子，使火山灰反應(yīng)更易于發(fā)生。

基于磨細(xì)粉煤灰和分選粉煤灰存在以上性能差異，在使用時(shí)要加以區(qū)分，如果想通過粉煤灰來(lái)提升混凝土的工作性能，磨細(xì)粉煤灰可能很難達(dá)到理想的效果，如果想降低混凝土的配料成本，充分利用火山灰反應(yīng)，那么選用磨細(xì)粉煤灰是不錯(cuò)的選擇。使用磨細(xì)粉煤灰還可以償還濕排灰以及等外灰造成環(huán)境負(fù)荷的歷史舊債，具有良好的環(huán)境效應(yīng)。

3　結(jié)論

（1）與分選粉煤灰相比，磨細(xì)粉煤灰的細(xì)度較細(xì)，活性指數(shù)較高，但燒失量、需水量會(huì)比較高。SEM 檢測(cè)結(jié)果表明：分選粉煤灰中有許多球狀顆粒，顆粒表面比較圓潤(rùn)，磨細(xì)粉煤灰中球狀顆粒很少，顆粒表面棱角較多。

（2）磨細(xì)粉煤灰在混凝土中應(yīng)用時(shí)含氣量、坍落度和坍落度經(jīng)時(shí)損失等工作性能明顯弱于分選粉煤灰，但磨細(xì)粉煤灰的力學(xué)性能（7d、28d 抗壓強(qiáng)度）要優(yōu)于分選粉煤灰。

[1] 黃兆龍，湛淵源．粉煤灰燒失量及材料配合比對(duì)砼工程性質(zhì)的影響[J]．粉煤灰綜合利用，2003 (1)：9-13．

[2] 薛永杰，侯浩波，查進(jìn)．高燒失量粉煤灰對(duì)水泥漿體的力學(xué)和耐久性能的影響研究[J]．粉煤灰，2007 (4)：24-26．

[3] 王立久，艾紅梅．粉煤灰膠凝系數(shù)研究[J]．大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,42 (6)：724-727.

［單位地址］江蘇省無(wú)錫市綠城玉蘭花園 71-502（214000）

朱孝華（1981－）男，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產(chǎn)與研究。