粉煤灰在友新高架桥工程中的应用.doc

粉煤灰在友新高架桥工程中的应用江苏恒基路桥总公司 陆平粉煤灰,是燃烧粉煤收集到的灰粒,亦称飞灰。将其掺入混凝土后,不仅可以取代部分水泥,而且能改善混凝土一系列性能,起到减水、释水、增塑、密实、抑热、抑胀等一系列复合功能,具有明显的经济效益。苏州友新高架桥YXA3标全长2.13公里,其中1.8公里为高架桥。由于此工程为城市高架快速干道,对混凝土使用性能及成型构件要求较高,于是我们尝试在立柱、护栏混凝土中掺入粉煤灰以达到效果,以下就对此进行具体论述。一、 粉煤灰选用作为路桥工程混凝土组成材料，粉煤灰主要从四个技术指标来选用：1、细度 以45um方孔筛的筛余量来表示，细度越细则活性越大。2、需水量比 即在相同流动度下，粉煤灰需水量与硅酸盐水泥需水量之比。该比值越小，则掺入后的混凝土流动度越大，和易越好，强度越高。3、烧失量 粉煤灰在高温灼烧下损失的质量。烧失部分主要为未烧尽的固态碳，这些碳成分的增加，则有效活性成分减少，同时导致粉煤灰需水量增加。4、so3含量 该含量超过一定限量，可使混凝土后期生成钙矾石，导致危害。我们选取离工地最近的望亭电厂所产的粉煤灰。经上海同济建设工程质量检测站检测，其实测技术指标如下表：检测项目技术指标检测结果级级级细度(%)12204512需水量(%)9510511594烧失量(%)58157三氧化硫(%)3330.41由上表我们可以判出该粉煤灰符合级标准。根据GB14690可适合参加在C30立柱及护栏混凝土中。二、 配比设计验证取原基准配比mc：mw：ms：mg =488：210：636：1037（坍落度T=160 28d强度41.5Mpa）根据GB146-90，采用超量取代法设计原则，取用粉煤灰取代水泥量12%，超量系数1.5，以绝对体积法计算，得mcf：mwf：msf：mgf =429：210：579：1037：89经试拌后,混凝土显得干稠,?落度不能符合要求。继续增加2.5%水泥浆，调整配比得mcf：mwf：msf：mgf=440：215：579：1037：89 重新拌合后坍落度符合要求，工作性能良好。以水胶比上下变化进行强调验证，试验结果如下：水胶比水泥：水：砂：石：粉煤灰坍落度7天强度28天强度w/（c+f）=0.39461：215：569：1024：10013524.837.2w/（c+f）=0.41440：215：579：1037：8914522.235.5w/（c+f）=0.43420：215：587：1048：8615520.132.5上述结果表明，单掺粉煤灰致使砼早期（28天以下）强度降低，达不到原配比同期28天强度（有关资料显示，单掺粉煤灰砼强度在90天以后才会显著上升）。要在砼中使用粉煤灰还需用与外加料双掺配合。三、采用双掺技术的配合比设计验证采用双掺，首先得到合适的外加剂，避免外加剂与水泥、粉煤灰相互排斥。在这我们考虑了南通金陵四号缓凝高效减水剂，并送上上海同济建设质量检测站进行了检测。在得到合格的外加剂合格报告后，我们先进行单掺外加剂配合试验验证工作，结果如下表：水胶比水泥：水：砂：石：粉煤灰坍落度7天强度28天强度w/c=0.41439：180：718：1076：1.7614031.344.3w/c=0.43419：180：725：1087：1.6815029.442.9W/c=0.45400：180：731：1097：1.6016027.541.9之后,我们在w/c=0.43的基准配合比基础上,继续以超量取法原则,保留粉煤灰取代水泥量12%，超量系数1.5，用绝对体积法计算出双掺后的初步配合比mcf：mwf：msf：mgf：mf：mad=369：180：678：1087：75：1.48再次试拌,拌合料仍变得干稠。增加4%的水泥浆，则初步配合比为mcf：mwf：msf：mgf：mf：mad=384：187：678：1087：75：1.54调整后的砼配合比拌合物塌落度符合要求，工作性能良好。水胶比上下变化以验证强度，试验结果如下表：水胶比水泥：水：砂：石：粉煤灰：外加剂坍落度7天强度28天强度w/（c+f）=0.39401：187：667：1076：80：1.614030.941.4w/（c+f）=0.41384：187：677：1087：75：1.5414528.137.2w/（c+f）=0.43366：187：686：1097：72：1.4616025.034.2依据以上试验结果，我们确定水胶比w/（c+f）=0.39为最终的试验室配比。四、施工现场新拌粉煤灰砼的性能及原理分析根据两个桥梁施工队现场浇筑情况，新拌粉煤灰砼的特性有：1）和易性优良。由于采用超量取代法设计原则。基砼中胶凝物-水泥、粉煤灰的数量增加，且粉煤灰比重较轻。而同质量的粉煤灰体积大于水泥体积，即粉煤灰砼中胶凝物材料数量比纯水泥砼中的多，以致于砼有良好的塑性和粘性，而粉煤灰球形颗粒将有利于砼的流动性能。2）泌水减少。粉煤灰砼胶凝材料增加，微细颗粒也多，有助于截断砼内泌水通道，从而消除硬化后砼构件表面的水印。3）凝结时间延后。由于粉煤灰能在碱环境中溶解，并与氢氧化钙反应，形成“二次水化”效应，进而推迟混凝土凝结时间。这对于克服目前工地施工时的高温困难有利。4） 泵送性能好。这是因粉煤灰球形颗粒与光滑的表面及粉煤灰在混凝土中的缓慢水化反应所共同作用形成。由于混凝土和易性好，泌水少，粘聚性强，抗离析能力强，故而新拌混凝土稳定性好。另外也因坍落度失小，凝结时间延长，实际施工时施工队将坍落度调得较小，从而保证了混凝土的强度。在苏州市高指与苏州市质监站多次对现场立柱回弹的检测结果中，强度评定植均在3642Mpa。5）浇筑构件表面气泡生成少。用单掺外加剂或纯水泥配制的大坍落度混凝土往往在构件表面生成教多气泡。而双掺后的混凝土内部结构致密，泌水少；另外粉煤灰中的碳粒会吸附一部分外加剂，而外加剂正是气泡生成的诱因之一。6）终饰抹面要适当延长。因粉煤灰混凝土凝结时间延长，过早抹面会造成疏松软弱表面，且凝结时间的延长增加了产生塑性收缩裂缝的趋向。特别是由于泵送施工，混凝土流动性大，将会有相当大数量很轻的未燃碳粒和空心微珠上浮聚集表面，致使表面软弱。这在立柱施工中尚不重要，而护栏的浇筑中可能要注意这点。五、结论1） 从经济效益上来考虑，采用双掺技术后的混凝土不仅可比原纯水泥配比每立方省87公斤水泥，且工作性能也比混凝土优秀，也有利于泵送机械减少磨损，延缓泵送机械寿命，具有良好的经济效益。2） 从配比设计验证过程上考虑，掺入级粉煤灰后会使混凝土增大用水量，工作性能下降。若掺用级优质粉煤灰，可显著改善混凝土性能，甚至可以减少用水量。3） 从混凝土强度考虑，单掺粉煤灰混凝土早期强度降低，28天前不如纯水泥混凝土强度高，但掺入后可改善混凝土工作性能，若要提高28天以前混凝土强度可提高水泥用量。但总如用双掺技术，则即提高强度（使得早期强度与不掺粉煤灰前一样），又可明显改善混凝土性能，具有单掺与不掺无可比拟的明显优势。4） 从外观效果来考虑，浇制构件表面色泽光亮且均匀一致，无麻面、砂线，气泡生成少，具有良好的成型质量。5） 从目前施工队使用情况考虑，采用双掺后在混凝土组成材料中多了外加剂和掺合