大摻量粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用

      一、 大摻量粉煤灰混凝土定義

　  將粉煤灰看著一個(gè)獨(dú)立組分，而不是水泥的替代品，以工程設(shè)計(jì)與施工及環(huán)境的要求為基準(zhǔn)，而不是以不摻粉煤灰的混凝土為基準(zhǔn)，進(jìn)行混凝土設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、澆筑和養(yǎng)護(hù)。

      二、 粉煤灰在混凝土中的適用環(huán)境和作用

　　1、水膠比：當(dāng)采用合適的材料與良好的水膠比時(shí)。以水泥用量為300-350kg/m3，水灰比0.45-0.55范圍，可以制備出28天抗壓強(qiáng)度為35-40MPa ( 即目前最常用的C30級(jí))，在大多數(shù)環(huán)境條件下呈現(xiàn)足夠低的滲透性和良好耐久性的混凝土。如果膠凝材料再少、W/C再大，則會(huì)出現(xiàn)孔隙率大、抗?jié)B性不良等問題。

      2、溫度：摻有大量粉煤灰的混凝土，不僅溫度收縮因溫度升降可以明顯減小，而且粉煤灰的初期水化緩慢，可以使低水膠比混凝土開始硬化時(shí)的實(shí)際水灰比增大，使水泥以及膨脹劑具有良好的水化環(huán)境。同時(shí)，與純水泥混凝土一樣，摻粉煤灰的混凝土由于水泥的水化隨本體溫度的升高而加快，因此強(qiáng)度發(fā)展也要加快。大摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展在低水膠比的條件下，很快通過最初的緩慢凝結(jié)與硬化期，強(qiáng)度的發(fā)展迅速加快。試驗(yàn)表明：與實(shí)際結(jié)構(gòu)物澆筑的硅酸鹽水泥混凝土相比，摻30%粉煤灰后，不僅溫升可以降低近10度，使溫度收縮和開裂的危險(xiǎn)減小，同時(shí)由于溫升的作用，其抗壓強(qiáng)度在3天前早已超過了硅酸鹽水泥混凝土。

      3、濕度：與普通水泥混凝土不同，摻粉煤灰混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土的水灰比足夠大，即混凝土體內(nèi)有充足的水分供水泥與粉煤灰水化，所以對(duì)這種混凝土的養(yǎng)護(hù)，需要有別于普通混凝土：不要濕養(yǎng)護(hù)，尤其不要早期澆水或浸水，否則會(huì)使表層混凝土的水灰比增大，對(duì)強(qiáng)度和抗?jié)B透、耐磨耗等性能帶來十分不利的影響。大摻量粉煤灰混凝土需要在澆搗后及時(shí)覆蓋，避免其因水化較緩慢，向外界蒸發(fā)水分的時(shí)間較長(zhǎng)、蒸發(fā)量也大，造成表面疏松、強(qiáng)度和抗?jié)B透性下降。 

     4、 稠度：粉煤灰混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土的外觀十分粘稠，使其在運(yùn)輸和澆筑過程不易離析，對(duì)改善均勻性有明顯好處。由于粉煤灰的滾珠效應(yīng)，摻粉煤灰混凝土有較大的有效振搗半徑，易于振搗密實(shí)。
      通過以上分析得出：較低的水膠比、較高的溫度，以及及時(shí)地覆蓋而不是濕養(yǎng)護(hù)，是粉煤灰在混凝土中的適用環(huán)境。要獲得這樣的環(huán)境，必須采用大摻量粉煤灰混凝土。大摻量粉煤灰混凝土的抗裂性能優(yōu)異無可懷疑，但現(xiàn)行規(guī)范的摻量限制不利于發(fā)揮粉煤灰的作用。

      三、 現(xiàn)行規(guī)范摻量的限制

       一定范圍里，是混凝土的水膠比，而不是粉煤灰的摻量決定使用效果。目前許多規(guī)范中規(guī)定的鋼筋混凝土中粉煤灰摻量限制(例如25%以內(nèi))，對(duì)配制中低強(qiáng)度的混凝土來說，恰恰是最不利于發(fā)揮粉煤灰作用的粉煤灰范圍。因?yàn)榉勖夯宜徛?，生成物少，粉煤灰混凝土適宜的水膠比在0.4以下；普通混凝土常用的0.5左右水灰比條件下?lián)?0-20%粉煤灰，即使同時(shí)摻有高效減水劑，一般水膠比仍需維持在0.4以上。但是如果繼續(xù)增大粉煤灰摻量，由于粉煤灰表觀密度約只有水泥的2/3，拌合物漿體含量的增大就可以產(chǎn)生降低水膠比的作用。

      四、 大摻量粉煤灰混凝土的局限性

      1、煤灰-水泥-化學(xué)外加劑的相容性，表現(xiàn)為混凝土水膠比能否有效地降低，一般說來，當(dāng)水膠比只能在0.4以上時(shí)，在中等強(qiáng)度混凝土中使用的效果就可能成問題；
　　2、大摻量粉煤灰混凝土的水泥用量少，由于起激發(fā)作用的氫氧化鈣含量減少，使粉煤灰的水化條件劣化，所以在不同條件下存在一最佳粉煤灰摻量，并非越大越好；
　　3、摻粉煤灰混凝土比普通混凝土對(duì)溫度更為敏感，在氣溫較低時(shí)制備的摻粉煤灰混凝土，強(qiáng)度發(fā)展較為緩慢。

      五、 使用大摻量粉煤灰混凝土注意問題

      1、配制混凝土的骨料級(jí)配良好，以減小空隙率，利于水膠比降低，保證使用效果；
　　2、必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合大摻量粉煤灰混凝土；
　　3、混凝土澆筑后，要及時(shí)噴灑養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋外露表面，但無需噴霧或澆水養(yǎng)護(hù)；
　　5、氣溫過低時(shí)，要采用保溫養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土硬化和強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足施工要求。                               

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