大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究.doc

大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究陈瑜周士琼龙广成袁庆莲(长沙铁道学院土木建筑学院)〔提要〕多年来人们在粉煤灰的掺量问题上一直持比较保守的态度。混凝土能否长期作为最主要的建筑材料关键在于能否成为绿色材科使之纳入可持续发展的轨道。针对我国国情本文探讨了中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土的社会经济意义、工作性、力学性能及耐久性。在大量试验的基础上对不同掺量粉煤灰高性能混凝土的坍落度损失、抗压强度、干缩以及耐久性等性能进行了全面的分析。研究表明大掺量粉煤灰高性能混凝土在道路工程、大体积工程以及房建工程等方面有着广阔的应用前景。〔关键词〕粉煤灰混凝上粉煤灰复合超细粉后期强度坍落度损失长期以来高强度一直被认为是优秀混凝土的特征强度成为配合比设计以及生产和应用的首要性能指标。随着混凝土技术的发展高性能化越来越受到重视。例如很难想象工作性极差的新拌混凝土硬化后内部结构均匀密实；对强度要求不高的工程结构物耐久性问题是混凝土与周围环境相协调的一个最重要方面。因此在普通混凝土中掺入火山灰材料和外加剂制备的高性能混凝土被誉为“二十一世纪混凝土”应用范围不断扩大。然而我们不能走用高成本换取高性能的发展道路。近几年来国内外许多学者纷纷提出生态环保型混凝土是混凝土材料今后的发展方向之一发展绿色高性能混凝土(GreenHighPerformanceConcrete)迫在眉睫。本文着重探讨大掺量粉煤灰高性能混凝土的社会经济意义、技术性能以及应用前景。1推广应用大掺量粉煤灰高性能混凝土的社会经济意义众所周知在混凝土中掺入一定量的粉煤灰会对混凝土的许多性能有显著的改善。然而多年来人们在粉煤灰的掺量问题上一直持比较保守的态度。混凝土能否长期作为最主要的建筑材料关键在于能否成为绿色材料能否节约能源处理工业废渣减少环境污染。建筑业与建筑工业是我国的支柱产业要得以可持续发展必须调整结构、节能节地以及减少污染。然而建筑工业每生产1吨硅酸盐水泥熟科排放1吨CO2气体耗煤0.2吨。各国政府己纷纷提出对温室气体排放量的限制计划硅酸盐水泥和常规混凝土生产必将受到越来越严格的限制。另一方面我国发电以火电为主目前电厂粉煤灰年排放量达9000多万吨占地30多万亩已成为社会一大公害。据国家有关部门预测我国粉煤灰年排放量2000年将达到1.6亿吨而2000年的计划综合利用量为6000万吨即是说2000年将有1亿吨粉煤灰贮存起来如果把十多年前尚在贮存的粉煤灰加起来2000年将有5～6亿吨粉煤灰贮存量。然而目前我国混凝土中掺入的粉煤灰量一般都在取代水泥的20％左右很少达到30％如此小规模地利用粉煤灰制备混凝土无法抑制日益大量排放、堆积如山的粉煤灰再这样下去后果将不堪设想。大掺量粉煤灰高性能混凝土着眼于更充分地利用粉煤灰潜在活性减少水泥用量降低混凝土生产成本；变废为宝化害为利节约堆放粉煤灰的大量宝贵土地；更大发挥高性能优势改善混凝土工作性、耐久性；鉴于我国当前大量应用中等级混凝土若大量掺加粉煤灰等混合材料将高性能混凝土下限从C50～C60降至C30左右扩大绿色高性能混凝土的应用范围可取得更大的环境与技术经济效益。2试验方法及材料2.1试验方法混凝土力学性能按《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81-85砂浆干缩性能按《水泥胶砂干缩试验方法》JC/T603-1995细度按《水泥比表面积测定方法(勃式法)》GB8074-87试验。粉煤灰按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-91进行试验。2.2试验材料水泥：韶峰牌525#普通水泥：R3=32.1MPaR28=55.3MPa砂：湘江河砂级配符合Ⅱ区要求细度模数为2.39。石：5～20mm碎卵石(湘江河卵石经轧碎而成)。外加剂：潭建牌高效减水剂或以FDN为主的复合高效减水剂。超细粉：将Ⅱ级粉煤灰磨细并掺入少量无机矿物改性复合而成粉煤灰复合超细粉(简写为PFAC)其比表面积为5640cm2/g28天强度比为96.8％原状粉煤灰(FA)的化学成份及性能见表1。表1粉煤灰的化学成份及性能(%)细度需水量比烧失量含水量SO3SiO3Fe2O3Al2O3CaOMgOK2ONa2O201061.730.30.1454.06.1127.72.571.231.500.373粉煤灰高性能混凝土的性能3.1工作性对粉煤灰掺量不同的新拌高性能混凝土进行坍落度试验。为使试验结果具有可比性保持混凝土配合比不变只改变粉煤灰的用量粉煤灰等量取代水泥的比例分别为0％、20％、25％、30%、40%、55％以及70％。以基准混凝土的坍落度为1不同掺量粉煤灰高性能混凝土的相对坍落度可以用