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1、大摻量粉煤灰混凝土試驗(yàn)探究 摘要：本實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)配合比，進(jìn)行了粉煤灰摻量從30%～60%的抗凍混凝土的配制。從粉煤灰摻量、砂率、外加劑等角度分析了混凝土組分對其工作性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在滿足工作性的前提下，砂率存在最佳取值，并且砂率過小比過大對工作性的影響更加明顯；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)引氣劑的摻量增加到一定程度時(shí)，其作用效果才會明顯提高，即引氣劑摻量存在飽和點(diǎn)。關(guān)鍵詞：大摻量粉煤灰；低水泥用量；配合比參數(shù)；工作性中圖分類號：TU502文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1引言8混凝土是最大宗的人造材料，由于混凝土的組分很多，而這些組分不是單一對
2、混凝土進(jìn)行影響，而是相互作用，因此，混凝土的配制是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)綜合性的工作,研究者對此也做了大量的研究工作，嘗試著用各種方法對配合比進(jìn)行優(yōu)化。然而，對抗凍融的大摻量粉煤灰混凝土配制的研究相對較少，文獻(xiàn)[1～2]介紹了大摻量粉煤灰混凝土中粉煤灰、減水劑等對其工作性和強(qiáng)度的影響，但沒有摻入引氣劑，文獻(xiàn)[3～4]介紹了引氣混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗碳化性、耐磨性等性能，但沒有介紹混凝土的組分對工作性的影響。另外，在混凝土的基本組成材料中，水泥的價(jià)格最貴，早前我國著名混凝土專家吳中偉先生預(yù)期規(guī)劃2010年我國的水泥產(chǎn)量是8億噸
3、，然而實(shí)際情況則是16億噸，是當(dāng)時(shí)規(guī)劃的2倍，過多的使用水泥會產(chǎn)生大量的水化熱，容易產(chǎn)生裂縫，影響建筑物的耐久性，增加建造和維修成本，而且生產(chǎn)1t硅酸鹽水泥會釋放約1t的二氧化碳，加劇了溫室效應(yīng)，此外，由于粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低，現(xiàn)今規(guī)范中粉煤灰的用量只在30%以內(nèi)，使粉煤灰的應(yīng)用受到了一定的限制。但粉煤灰能夠改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，對提高抗?jié)B性、耐久性都是十分有利的,如果我們對其加以利用，而且大摻量的使用粉煤灰，不僅可以改善環(huán)境還可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)也符合可持續(xù)發(fā)展觀的要求[5～6]。本文通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，總結(jié)了抗凍混凝土中
4、各組分對其工作性的影響，為今后抗凍混凝土的配制提供經(jīng)驗(yàn)，為規(guī)范對粉煤灰用量的修訂提供實(shí)驗(yàn)參考。2實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)過程2-1材料8水泥：硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級為42.5MPa，表觀密度：3000kg/m3粉煤灰：II級粉煤灰，密度:2200kg/m3其他指標(biāo)見表2.1；砂：沂源河砂；石：碎石，粒徑為10～20mm，不是連續(xù)級配（由于我國粗骨料的生產(chǎn)相對落后，粒形不好，針狀、片狀顆粒較多），砂石分析見表2.2；外加劑：巴斯夫聚羧酸系高效減水劑；巴斯夫引氣劑。表2.1表2.22-2實(shí)驗(yàn)過程根據(jù)對實(shí)驗(yàn)材料的分析結(jié)果，參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》
5、JGJ55-2011，制作了100×100×100mm的試塊,在整個(gè)配制過程中對骨料的含水率進(jìn)行了實(shí)時(shí)檢測。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度是以邊長為150mm的立方體試件的試驗(yàn)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)在此基礎(chǔ)上乘以0.95的系數(shù)，以下數(shù)據(jù)已進(jìn)行修正。3結(jié)果與分析3-1粉煤灰對工作性的影響表3.18由表3.1中數(shù)據(jù)1、2、3得圖3.1可知，當(dāng)粉煤灰摻量從30%增加到40%時(shí)，坍落度由11.5cm增加到14cm，增加了20%，這主要取決于粉煤灰的球狀顆粒具有形態(tài)效應(yīng)，能夠改善混凝土的顆粒級配，減少了集料界面的摩擦，從而改善混凝土的和易性。當(dāng)粉煤灰摻量從
6、40%增加到50%時(shí)，坍落度從14cm降到6.5cm，減少了50%多，由于粉煤灰的細(xì)度很小，比表面積很大，這時(shí)粉煤灰的減水負(fù)效應(yīng)代替了填充效應(yīng)而占主要因素，混凝土的和易性就會變差。而且可以得出，當(dāng)粉煤灰摻量增大到一定程度時(shí)，粉煤灰的減水作用會非常明顯。從表3.1中數(shù)據(jù)4和5可知，文獻(xiàn)[7]用450kg的水泥和80kg的粉煤灰配出了強(qiáng)度為48Mpa的混凝土，粉煤灰摻量為15%,本實(shí)驗(yàn)中，膠凝材料總用量約為470kg，水泥僅用了約200kg，不到[7]的一半，粉煤灰摻量達(dá)到60%，而且，該實(shí)驗(yàn)中的水膠比是0.24，[7]的水膠比是0.32，
7、降低了0.08，由于總的膠凝材料少，這就意味著本實(shí)驗(yàn)的用水量更少，而且制配出的混凝土含氣量達(dá)到了5%，與[7]相比，本實(shí)驗(yàn)的配合比似乎是朝著“壞”的方向變化，然而，依然配制出了28天強(qiáng)度達(dá)到近60Mpa，工作性符合要求的混凝土。筆者認(rèn)為這主要有兩個(gè)方面的原因，一方面：粉煤灰的活性比水泥要差，早期不參與水化，盡管用水量少，但水泥用量也很少，這些水滿足了水泥的水化，而且，水泥水化的產(chǎn)物氫氧化鈣能夠使粉煤灰水化，在后期水泥會一定程度倒吸粉煤灰吸附的水分進(jìn)行第二次水化，這樣粉煤灰顆粒對試件就形成了內(nèi)養(yǎng)護(hù)[8]，因此比普通混凝土具有更大的強(qiáng)度發(fā)展
8、潛力。但前面分析得出，8當(dāng)粉煤灰摻量增大到一定程度時(shí)，和易性會降低。這時(shí)，我們采取了第二個(gè)措施（即第二個(gè)原因），當(dāng)大摻量的加入粉煤灰之后，實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)外加劑的摻量來降低水膠比，而水膠比是影響混凝土強(qiáng)度最主要
