掺加粉煤灰提高混凝土质量降低工程成本.doc

高寒松花江漫滩地区
掺加粉煤灰提高混凝土质量、降低工程成本
第二工程有限公司梁领彬
一、前言
混凝土材料是当今世界使用量最大,最为广泛的建筑材料,发明至今的200余年来已普通用于高层、超高层建筑、大跨度桥梁、水工大坝、海洋资源开发等所有土木建筑工程中。目前,全国建筑业迅速发展,技术不断进步,混凝土生产行业随之快速发展。近年来,工业废渣矿物质粉料直接在混凝土中应用的技术有了新的进展,尤其是粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等具有良好的活性,对节约水泥、节省能源、改善混凝土性能、扩大混凝土品种等方面具有显著的技术经济效果和社会效益。调查表明在商品混凝土中,除C80以上特高强混凝土外,几乎其它所有混凝土中都掺加粉煤灰。粉煤灰由以前的工业垃圾迅速变成供不应求的商品。
虽然在建筑业中粉煤灰已经得到了广泛应用,但我毕业至今参与的秦沈线、唐山西外环、奎山隧道、洛湛铁路等工程施工过程中均没有使用粉煤灰。本工程桥梁钻孔桩和承台属于地下大体积混凝土,并有抗渗性要求,为了满足施工要要,决定在混凝土砼施工中掺加粉煤灰以改善混凝土性能、降低工程成本。现主体工程已结束,下面结合本工程的实际经验,浅谈一掺加粉煤灰提高混凝土质量和降低工程成本。
二、主要工程数量
本标段(六标)为王万线松花江特大桥北侧部分引桥工程,起止里程为DK17+-DK20+,主要工程内容::,(;钻孔灌注桩圬工19482立方米;桩径为φ ,钻孔桩合计20500米),;()。
三、粉煤灰简介
粉煤灰是热电厂烧煤粉的锅炉烟气中收集到的粒状灰粉,也叫飞灰。未经磨细的称原状灰,磨细到一定程度称为磨细粉煤灰。粉煤灰是一种火山灰质混合材料,其颗粒多数呈球形,表面光滑,色灰。粉煤灰的密度为(-)kg/m3,干灰堆积密度为(550-800)kg/m3,它是一种铝硅质材料,其成分与高铝粘土相接近,主要以玻璃体存在。主要成份为氧化铝,氧化硅、氧化钙和氧化铁,粉煤灰中含有大量的球状玻璃体和海绵体;本身并不具有胶凝能力,只有在水热条件下或碱性环境中才表现出胶凝性。在碱性环境中,碱能激发粉煤灰的活性使之具有胶凝能力。混凝土中的水泥水化后产生大量的氢氧化钙,它是一种很有效的激发剂,能与粉煤灰中的活性组份反应生成水化铝硅酸盐,从而具有胶凝能力。
依据细度、烧失量和需水量比将粉煤灰分为三级,即I级灰、II级灰和III级灰,具体指标见下表。
粉煤灰等级
I
II
III
细度(45微米筛筛余率)% ≤
12
20
45
烧失量% ≤
5
8
15
含水量% ≤
1
1
不规定
三氧化硫% ≤
3
3
3
需水量比% ≤
95
105
115
主要用途
结构砼
普通砼
砂浆
目前粉煤灰的利用主要有如下几个方面:
水泥原料:生产粉煤灰水泥、混合水泥等;
混凝土原料:生产粉煤灰混凝土,砂浆和灌浆材料;
粉煤灰砖:替代烧粘土砖;
骨料和填充材料:生产粉煤灰陶粒和烧结料等。
由上述可见,利用粉煤灰可产生巨大的社会效益:解决了热电厂的粉煤灰垃圾问题,节省了天然资源如粘土和砂石料等,节省了水泥生产中的能源,减少了污染气体CO2的排放等。
四、粉煤灰混凝土的性能理论分析
1、新拌粉煤灰混凝土的性能
粉煤灰中含有大量的球形玻璃体和海绵体,它们在新拌混凝土中像“微轴承”一样起到很好的润滑和减水作用,粉煤灰的加入又增加了胶凝材料的总体积,使混凝土的保水性也有所提高,同时减少了水泥用量起到一定的相对缓凝作用。因此,在新拌混凝土中,粉煤灰可大幅度提高混凝土的工作性,粉煤灰取代部分水泥后,混凝土的单位用水量可以减少,而达到相同的流动性。单位用水量的减少程度取决于粉煤灰的粒形和细度、水泥的置换率、混凝土的配合比,集料的粒度等。
具体性能为:增加流动性(坍落度和坍落扩展度),提高填充性;增加保水性,改善泌水离析性能;改善抹面性能;减小坍落度经时损失。
2、硬化中的粉煤灰混凝土的性能
在混凝土的硬化过程中,粉煤灰所起的作用主要是降低温升,减少开裂。在纯水泥混凝土中,混凝土内部最高温度可达75℃以上,而外部温度则较低,这样混凝土由内向外产生了温度递度,进而产生拉应力,若混凝土抗拉强度还不足以抵抗温度应力,混凝土就会开裂。加入粉煤灰后,混凝土中水泥用量降低,而粉煤灰的水化主要在7天以后,所以混凝土的早期温度会有明显降低,一般可降低15-35%,这样混凝土由于温升导致开裂的概率就会大大降低。这种性能对于大体积混凝土尤其有