水利工程論文-粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)研究.doc

水利工程論文-粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)研究摘要：本文研究了不同產(chǎn)地的粉煤灰物理性能、化學(xué)性能、微觀分析和作用機(jī)理，粉煤灰混凝土的超量系數(shù)(c)和取代水泥百分率(Bc)的選擇。粉煤灰混凝和基準(zhǔn)混凝土對(duì)比的物理性能、力學(xué)性能、長(zhǎng)期性能及應(yīng)用情況等方面的試驗(yàn)成果。關(guān)鍵詞：粉煤灰粉煤灰混凝土基準(zhǔn)混凝土1前言粉煤灰是從煤粉爐排出的煙氣中收集到的細(xì)顆粒粉末，是工業(yè)“三廢”之一，目前，我國(guó)年排放粉煤灰約11000萬(wàn)噸，利用率為42%，主要應(yīng)用在建材、建工、筑路、回填方面。粉煤灰也是福建省數(shù)量最大，分布較廣的工業(yè)廢渣之一，隨著工業(yè)的發(fā)展，粉煤灰排放量將逐年增加，合理地推廣和應(yīng)用粉煤灰不僅能節(jié)約土地和能源，而且能保護(hù)和治理環(huán)境。粉煤灰作為一種人工火山灰質(zhì)材料，在混凝土中作為摻和料，可以改善性能，節(jié)約水泥，提高工程質(zhì)量和降低成本，為了更好地應(yīng)用粉煤灰混凝土，現(xiàn)將粉煤灰混凝土的性能及應(yīng)用試2粉煤灰是人工火山灰質(zhì)材料，本身并無(wú)膠凝性能，在常溫下，當(dāng)有水存在時(shí)，能與石灰起化學(xué)反應(yīng)，生成具有膠凝性能的水化產(chǎn)物，這些水化產(chǎn)物，一般能在空氣中立即硬化，而后漸漸具有水硬性。粉煤灰摻入混凝土中，水泥水化析出的Ca(OH)2形成的鈣離子，吸附在微珠玻璃表面上，能夠侵蝕玻璃的表面，而粉煤灰表層的玻璃與水作用也能析出堿。3原材料3.1采用邵武電廠、三明電廠和南平造紙廠的原狀粉煤灰。3.1試驗(yàn)用的原狀粉煤灰的化學(xué)成份見(jiàn)表一表一粉煤灰的化學(xué)成份名稱燒失量%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONaO邵武電廠7.1855.322.93.181.461.220.272.730.72三明電廠5.2756.527.14.411.691.760.112.150.59南平造紙廠6.4148.1029.24.892.350.840.311.170.863.1.2粉煤灰的物理性能名稱細(xì)度含水視比容量比表面積標(biāo)準(zhǔn)稠需水量80m篩余(%)45m篩余(%)率重kg/m3cm/g度%比%邵武電廠1.003.960.62.12643351839.596三明電廠2.427.200.22.11608237057.5106南平造紙廠8.0017.300.22.01493328839.71073.1.3X射線、掃描電鏡對(duì)邵武、三明和南平粉煤灰的礦物組成及顆粒形態(tài)特征進(jìn)行分析表明，上述電廠粉煤灰礦物組成基本相同，是由大量的硅鋁成分為主的玻璃相和結(jié)晶相礦物組成。結(jié)晶相礦物主要是莫來(lái)石A3S2,石英-SiO2，其次是少量的磷鐵礦Fe3O4，赤鐵礦Fe2O3和極少量的長(zhǎng)石和未燃盡的碳粒。非晶體物質(zhì)玻璃體是由大小不均勻的玻璃球顆粒和無(wú)定形顆粒組成。3.2粗骨料采用5-20mm碎石，物理性質(zhì)見(jiàn)表三3.3細(xì)骨料采用閩江流域的中砂，物理性質(zhì)見(jiàn)表三3.4水泥采用健福牌PO425普通水泥粗、細(xì)骨料的物理性能名稱品種規(guī)格視比重容量kg/m3細(xì)度模數(shù)顆粒級(jí)配（累計(jì)篩余%)25mm20mm15mm10mm5mm2.5mm1.25mm0.63mm0.315mm0.16mm細(xì)骨料中砂2.5613912.72/0.22.613.957.798.899.7粗骨料5-20mm碎石2.551486/2.4714.5832.2557.8990.1699.95/4粉煤灰超量系數(shù)(c)和取代水泥百分率(Bc)粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計(jì)是以基準(zhǔn)混凝土配合比為基準(zhǔn)，按等稠度，等強(qiáng)度等級(jí)原則，用超量取代法進(jìn)行調(diào)整，選定粉煤灰超量系數(shù)(c)為1.2、1.3、1.4，取代水泥百分率(Bc)為0.5%、10%、15%、20%、25%、30%配制C30和C20混凝土，根據(jù)混凝土強(qiáng)度情況，結(jié)合混凝土和易性，選取粉煤灰超量系數(shù)(c)和取代水泥百分率(Bc)表四粉煤灰超量系數(shù)(c)和取代水泥百分率(Bc)水泥品種混凝土等級(jí)粉煤灰產(chǎn)地cBc425泥C30邵武1.210三明1.210南平1.315C20邵武1.415三明1.210南平1.215確定了在不同標(biāo)號(hào)的混凝土中摻入不同產(chǎn)地的粉煤灰的超量系數(shù)和取代水泥百分率后，進(jìn)行了粉煤灰混凝土有關(guān)性能試驗(yàn)。5粉煤灰混凝土物理性能5.1粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土坍落度損失可明顯減少，這樣有利于熱天施工，特別是商品混凝土輸送及泵送凝土施工。5.2粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土凝結(jié)時(shí)間慢，初終凝均比基準(zhǔn)混凝土推遲約1-3小時(shí)，這是由于粉煤灰在形成的過(guò)程中，其表面吸附了一定量的Na2O及SO3，這些化合物延長(zhǎng)了混凝土的凝結(jié)時(shí)間。5.3水泥水化作用是放熱作用，用粉煤灰取代水泥后，能使溫升降低約20%左右，對(duì)混凝土溫升起到緩解作用，很適用于大體積混凝土工程。6粉煤灰混凝土的基本力學(xué)性能(見(jiàn)表五)6.1抗粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度高于基準(zhǔn)混凝土。6.2粉煤灰混凝土抗拉強(qiáng)度基本上與基準(zhǔn)混凝土相近，但其抗折軸壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土有所下降。6.3粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土彈性模量在C30混凝土中有所下降，但在C20混凝土中彈性模量有所改善。粉煤灰混凝土的基本力學(xué)性能表五混凝土等級(jí)粉煤灰產(chǎn)地抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度MPa軸壓強(qiáng)度MPa彈性模量104MPa3天7天28天60天90天180天360天C30基準(zhǔn)12.423.035.536.939.643.654.63.881.9531.62.36邵武11.622.736.040.143.246.759.53.451.9127.72.57三明11.421.235.237.743.545.355.13.612.0029.92.46南平10.321.035.037.241.046.157.83.261.9124.32.58C20基準(zhǔn)10.815.721.924.829.032.634.93.611.3524.52.31邵武10.113.623.225.429.836.938.33.541.3323.32.48三明9.612.723.828.232.134.438.53.481.3422.02.54南平10.013.623.225.129.033.037.13.571.3120.42.537粉煤灰混凝土的長(zhǎng)期性能和耐久性能7.1粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土，28天齡期的抗凍性能有所降低。7.2粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土，抗?jié)B性能有所提高，這在于火山灰反應(yīng)，使普通混凝土內(nèi)性能不穩(wěn)定的氫氧化鈣轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)上致密，性能上穩(wěn)定的膠凝物質(zhì)，使其提高了混凝土的抗?jié)B性。7.37.4粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土鋼筋粘結(jié)力有所提高。這是由于粉煤灰混凝土比基準(zhǔn)混凝土膠結(jié)料明顯增多，均勻性較好，因而增強(qiáng)了其粘結(jié)強(qiáng)度。7.5粉煤灰混凝土的碳化深度比基準(zhǔn)混凝土大，但粉煤灰混凝土在50年碳化深度一般均小于鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度。8為了進(jìn)一步了解在混凝土中摻入粉煤灰后，對(duì)混凝土強(qiáng)度情況及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可行性，我們?cè)诟Ｖ萦嘘P(guān)工程上進(jìn)行了應(yīng)用，混凝土工程量約為1000m3混凝土強(qiáng)度為C30和C20，共節(jié)約水泥47T，每立方可降低成本約8%，現(xiàn)場(chǎng)施工人員普通反映，粉煤灰混凝土和易性好，99.1不同產(chǎn)地的粉煤灰配制的粉煤灰混凝土，經(jīng)試驗(yàn)所選取的粉煤灰超量系數(shù)(c)和取代水泥百分率(Bc)是可行的。其28天強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土基本相近，但不同品種的粉煤灰配制的混凝土，其(c)和(Bc)值