統灰取代Ⅱ級粉煤灰和黃砂在混凝土中的應用

單亞蘭，劉軍

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

統灰取代Ⅱ級粉煤灰和黃砂在混凝土中的應用

單亞蘭，劉軍

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

本文探討了統灰部分取代Ⅱ級粉煤灰、統灰少量取代黃砂后對混凝土性能的影響，試驗發現：使用統灰部分取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學性能均有所下降，但下降的幅度較小；當統灰完全取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學均有明顯下降。統灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產成本，還可以提升混凝土的性能。

統灰；混凝土；性能影響

0 前言

隨著建筑市場的持續低迷和火力發電的產業調整，粉煤灰的價格持續走低，尤其是原灰經分選后剩余的統灰，出廠價格已經降至 10～20 元/t。其價格已低于砂和碎石，因此，是否大面積使用統灰近期已引起混凝土企業技術人員的極大關注。

統灰是電廠為了得到 I 級粉煤灰和 Ⅱ 級粉煤灰，對原灰進行分選，分選出 I 級粉煤灰和Ⅱ級粉煤灰（較細部分），剩余的部分就是統灰。和 I 級粉煤灰和Ⅱ級粉煤灰相比，統灰相對較粗，且含有相對較多的未燃盡的碳顆粒。

由于統灰中碳顆粒和表面形貌的影響，相較于I 級粉煤灰和Ⅱ級粉煤灰，其需水量比通常較高，活性指數通常較低，流動性能也略差。因此，其使用性能不如 I 級粉煤灰和 Ⅱ 級粉煤灰，以往通常作為水泥生產的混合材，磨細后使用[1-2]。

本文針對統灰價格較低的現狀，研究統灰取代Ⅱ級粉煤灰和部分細骨料后混凝土的各項性能，進而進一步降低混凝土的生產成本。

1 原材料

水泥：金峰 P·O42.5水泥，28d 水泥強度為 48.3MPa；

礦粉：常州友邦礦粉，流動度比 102%，比表面積403m2/kg，28d 活性指數 105%；

Ⅱ 級粉煤灰：鎮江諫壁，45μm 方孔篩篩余 13%；

統灰：鎮江諫壁，45μm 方孔篩篩余 44%；

粗骨料：5～20mm 碎石，含泥量 0.5%；

細骨料：江砂，細度模數 2.6，含泥量 1.5%；

水：市政自來水；

減水劑：蘇博特 JM-10，減水率 18%。

2 試驗方法

測試方法參照 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方法》和 GB/T 50081-2002《普通混凝土力學試驗方法》的有關規定進行，測試的項目包括粉煤灰的粒徑分布、燒失量、需水量比及活性指數，混凝土的坍落度及 7d、28d 抗壓強度。試驗采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作為基準配合比，具體配合比見表 1。

表1 C30 商品混凝土配合比 kg/m3

3 結果與討論

3.1 Ⅱ 級粉煤灰和統灰的性能測試

參照 GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、測試粉煤灰的顆粒級配、燒失量、需水量比及活性指數，結果如表 2 所示。

表2 Ⅱ 級粉煤灰和統灰的粒徑分布及性能指標 %

3.2 統灰取代 Ⅱ 級粉煤灰在混凝土中的應用

為了比較統灰與 Ⅱ 級粉煤灰在混凝土中的應用差異，采用統灰部分取代和完全取代 Ⅱ 級粉煤灰，考察混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力學性能。具體結果如表 3 所示。

當統灰部分取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學性能均有所下降，但下降的幅度較小。但當統灰完全取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學均有明顯下降。這可能是因為部分取代時，一方面由于統灰較差的性能指標使得混凝土的性能下降，另一方面統灰的粒徑分布對整個混凝土粉料及骨料的級配有一定的優化作用，因此性能下降的不是很明顯，而當統灰完全取代Ⅱ級粉煤灰時，粉料體系的粒徑分布因為細顆粒的缺乏而迅速劣化，加之統灰較差的性能指標，因此混凝土的性能下降較為明顯。所以，當應用統灰取代Ⅱ級粉煤灰時，不可完全取代，只有部分取代才能保證混凝土的性能不至過分劣化。

表3 統灰取代 Ⅱ 級粉煤灰在混凝土中的應用

3.3 統灰取代部分細骨料在混凝土中的應用

由于統灰的市場價格已遠低于黃砂的價格（市場價為50～60 元/t），可用統灰取代部分黃砂試圖降低混凝土的生產成本。

表4 統灰取代部分細骨料在混凝土中的應用

用統灰取代部分黃砂后，混凝土的工作性能有明顯改善，混凝土的粘聚性和流動性均明顯優于取代前的混凝土，混凝土的力學性能由于膠凝材料的提升也有明顯的提高，但外加劑的用量也隨著膠凝材料的提升隨之增加，尤其是當統灰的取代量超過一定限度后，外加劑用量大幅提升。因此，使用統灰是否降低混凝土的生產成本，需比較統灰取代砂帶來的成本降低與外加劑增加帶來的成本上升，依據目前的試驗數據，統灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產成本，還可以提升混凝土的性能。

4 結論

（1）當統灰部分取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學性能均有所下降，但下降的幅度較小。但當統灰完全取代Ⅱ級粉煤灰時，混凝土的工作性能和力學均有明顯下降。（2）統灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產成本，還可以提升混凝土的性能。當取代量超過一定限度后，由于外加劑用量的大幅度提升而不再有成本優勢。

[1] 姚嶸，王棟民．粉煤灰燒失量對機敏水泥基材料壓敏性影響[J]．太原理工大學學報，2009,40(6)：570-573．

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

［通訊地址］江蘇省海安縣經濟開發區通榆中路209號（226600）

單亞蘭（1980-）女，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產與研究。