水泥–粉煤灰–煤渣–吹填粉細砂混合料強度試驗研究

喬楠夫

（南陽師范學院，河南 南陽 473061）

0 引言

細砂混合料的配置過程，所有的材料從認知上來看都不可過量添加，同時只有采用的配置方法以及混合模式都得到了科學跟蹤時，才可以說這類細砂混合料的處理工作方法以及施工要求中，都必須要能夠通過混合料的強度試驗工作，之后讓所獲得的結果符合工程項目的具體構造要求，并全面防范可能存在的各類施工質量問題。

1 水泥-粉煤灰-煤渣-吹填粉細砂混合料特征

在混合料的配置過程中，針對混合料的配置要點，需要采用多個參數對所獲得的混合料進行操作，防范造成嚴重的影響，并對吹填砂進行處理。從外觀上來看，通常會呈現出灰色，而粒徑為0.5～0.25mm 區間時，吹填粉細砂質量分數為0.35%；粒徑處于0.25～0.075mm 區間時，質量分數為93.6%。而在粒徑小于0.075mm 的情況下，質量分數約占6%。對于所有的吹填砂，顆粒粒徑整體上的分布較為均勻，為級配過程中的不良砂，其中含泥量為6.4%，內摩擦角為28.8°，粘聚力為7.5kPa。根據《建筑地基基礎設計規范》中對這類材料的分類，這類吹填砂屬于細砂材料，通常不能將其作為混凝土的骨料，所以如果要能夠把材料硬度體現在粘土的配置過程，必須要能夠在其中加入其他類型的材料。

2 水泥-粉煤灰-煤渣-吹填粉細砂混合料強度試驗

2.1 原材料選擇工作

在原材料的選擇過程中，針對骨料通常會選取施工現場附近的地表吹填砂，對于膠凝劑取32.5 號的普通硅酸鹽水泥，另外在施工過程中，加入了專用的粉煤灰和煤渣，從而充分利用材料中的火山灰進行深度的反應[1]。該過程一方面可以實現各類固體廢棄物的二次加工利用，另一方面也可以充分節約建筑材料的制作成本，另外在混合料的強度方面也可以得到保障。對于粉煤灰的顏色，通常會呈現出灰色和灰黑色狀態，總體上呈現出粉末狀顆粒的粒徑較為細小，粒徑通常在小于0.075mm 的狀態下，占比量為15%，煤渣的顏色從整體上表現為灰色，需要通過2mm 的篩子進行處理。

2.2 試驗方案設定工作

在試驗方案的設定過程中，需要直接按照水泥、粉煤灰、煤渣的含量進行試驗，要按照這類因素對于所有的材料處理方法，要進行科學的分析。在本文的研究過程中，將水泥的摻入量配置為8%、12%、16%和20%，粉煤灰的加入比例分別為5%、10%、15%和20%，對于煤渣的加入量分別配置為5%、10%、15%和20%。在后續的各類參數的調整過程中，這類參數的處理中要進行處理，同時另外兩組參數保持不變，以此為指標進行選擇，并取得設計表，各類因素的水平正交試驗設計表如下：

表一 三個因素的政教試驗設計表

2.3 試驗設備選用工作

在試驗過程中，必須要能夠對施工設備進行科學的選擇，根據正交試驗表，把不同的材料按照不同的比例進行配合，并最終制作成混合料，同時針對混合料，要按照處理方法處理，制作出的成品為40×40×40mm 的水泥立方體，對取得的樣本進行振搗處理且成型，同時養護環境的溫度為20±1℃，濕度要大于95%，放在標準養護箱內處理[2]。在養護時間24h 之后，出在標準的養護箱內進一步處理，一直到指定的處理工作時間為7 天、14 天和28天時，進行無側限抗壓強度試驗。

2.4 試驗參數記錄工作

在試驗參數的記錄過程中，一方面是針對所有材料配制過程中的相關參數記錄，另一方面是在檢測過程中，讓取得的參數精準記錄，并對該方案進行調整。在配置過程中，其中所加入的所有原材料的總量以及類型，以及材料的比例參數進行整理。對后項工作中，主要是在專業的無側限試驗中，在處理過程中了解所有材料，分析完全凝固之后的強度參數，尤其是對第7 天、14 天和28 天所獲得的數據結果，必須要能夠由專業的人員進行檢查和分析，防范由于針對這類參數的管理精度不足，從而出現參數記錄方面的問題。

2.5 相關參數調整工作

在相關參數的調整過程中，必須就能夠全面按照該設施的處理工作含義和處理工作要求，實現對所有的參數進行專業化的協調和整合，之后根據所有的信息處理工作預案和處理工作方法，對所有的參數做出進一步的協調和整理。此外針對所有參數的后續調整過程，無論是對所有參數的使用工作標準還是所有參數的精準化的記錄，都必須根據所有參數的使用方法、使用原則和配置工作質量進行整理，之后所有的參數都必須要能夠得到科學精準的分析，唯有如此才可讓當前所獲得的各類管理工作參數，從運行能力上、運行性能上和運行標準上來看，具有良好的實用價值。

3 水泥-粉煤灰-煤渣-吹填粉細砂混合料強度分析

3.1 結果分析

在專業化材料的配置過程中，必須要能夠在標準養護箱內經過養護，在到達規定的工作時間段之后，對其進行無側限抗壓強度試驗，同時在處理過程中，整體上分成了不同的配置參數，因此最終可以得到16 組的實驗。從中可以發現，無論是對于水泥的加入還是在其他材料的投入中，其中兩個參數不變而只有一個參數發生變化時，那么最終所取得的結果中，各類材料的抗壓參數都會發生一定情況下的變化，并且從整體上來看，水泥的增量提高時，最終所獲得的參數在抗壓強度上都會進行提升，在水泥的投入量不變以及煤渣的加入量不變時，粉煤灰的加入量在本文研究的比例范圍內提升時，則該材料的抗壓強度也會提升。在水泥含量和粉煤灰的含量未發生變化時，而同時煤渣的含量提升，那么所有獲得的材料也會表現在抗壓強度的提升[3]。因此可以說，如果對其他兩項參數進行了控制，且某一個參數的進行逐漸性的提升時，那么最終所獲得的相關材料抗壓強度都會發生變化，具體表現為該參數逐漸提高。

3.2 試驗分析

在試驗分析過程中，要針對試驗的正交處理結果進行極差分析，對取得的實驗結果進行探討與分析，通過該方法可以全面消除在材料配置中，從直觀層面以及數據層面上展現出的一些過于直觀性的信息，同時針對各類材料的加入總量以及具體處理方案做出進一步的協調和整理。在具體的處理過程中，針對各類材料的試驗結果影響參數，可以分配為4 個等級，第一個等級為顯著影響，第二個等級為顯著影響，第三個等級為一定影響，第四個等級為微小影響，可以分別分析在第7 天、14 天和28 天時，水泥的水化作用使得混合材料的強度、穩定性得到的提高。從實際取得的結果上來看，該過程中水化反應會讓混合料的強度發生提升，同時水泥材料對混合料的強度影響為高度顯著影響；粉煤灰材料在第7 天時，混合料的強度影響極小，14 天時產生了一定影響，28 天時產生了顯著影響；對于煤渣材料，在第7 天和第14 天時只造成了微小影響，但是在第28 天時，對混合料的強度產生了一定程度上的提升，但是具體的影響指標較小，可以說對于材料的強度值具有一定程度上的影響。

3.3 固化機制

在固化機制中，需要全面分析混合料的配置步驟和相關材料，并研究該過程中所產生的實際固定參數，之后對材料參數進行進一步地協調，主要的分析項目如下：

3.3.1 水泥固化機制

水泥固化機制的發生過程中，首先會發生水化反應，之后的各類熟料礦物，主要具有硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣以及其他的各類物質，在放置過程中會發生化學反應，新生成的產物會溶于水，并且把更多的生成物所反應生成的水泥顆粒，直接滲透到整個反應體系之內，從而形成水泥漿體。而隨著時間推移，水泥漿體會逐漸失去可塑性，該過程稱為混合料的凝結過程，之后材料的強度隨著反應的提升而逐漸提高，水泥漿體進入到了硬化周期。水泥的凝結硬化通常會作為凝結與硬化的工作基礎，而硬化后的處理中，這兩項工作同期落實，就構成了水泥的凝結硬化周期。此外在專門性的反應過程中，生成的水泥漿體會直接被包裹在吹填砂的顆粒表面結構，同時填充在砂顆粒的空隙之內，在水泥的凝結和固化過程中，該材料也可以進一步凝結，形成高強度的結構。

3.3.2 粉煤灰和煤渣固化機制

粉煤灰和煤渣的反應高度相似，主要成分都為二氧化硅和三氧化二鋁，其主要的固化機制為粉煤灰和火山灰進行反應，以促進水化反應，同時水泥的水化生成物質為氫氧化鈣，能夠和粉煤灰和煤渣中的各類物質進行反應，其中煤渣中的各類化學鍵可以被氫氧根離子打斷，之后與之反應[4-5]。

該過程中，可以在整個混合料的固化過程中發揮主要作用，另外在粉煤灰和煤渣的初期處理過程中，這類材料活性較弱，導致其性質幾乎無法體現，同時粉煤灰的顆粒細小，在參加水化反應的作用下，粉煤灰可以生成新的物質，并且填充在吹填砂顆粒的周邊空隙，讓參與反應的粉煤灰也可以直接填充，并且緊密核和材料的設施進行設定。此外這類材料處于緩慢激發狀態，從取得的反應結果上來看，這類材料的配置過程中，可以在一定程度上提高相關材料的投入量和混合參數。此外所有材料的加入量不可過分增加，以防范在后續的相關制作過程和體系構造過程中，由于材料配置的不合理出現問題。

4 結論

綜上所述，水泥-粉煤灰-煤渣-吹填粉細砂混合料的配置過程中，必須要能夠實現對各類材料加入量的合理控制與處理，之后針對這類材料的本身處理工作原則和處理工作方法進行專門的協調，且針對最終取得的結果方面，要取得專業化的結果。此外在材料處理過程和處理工作方案設定中并對其進行整理，從而使得所獲得的結果質量提高。