粉煤灰及矿粉双掺技术在混凝土中的应用.doc

粉煤灰及矿粉双掺技术在混凝土中的应用郭朝林 王徉懿 王攀 段利摘要 随着磨细矿渣粉在商品混凝土中日益得到广泛应用，本文已成都地区建筑工地常用C30泵送混凝土为例，介绍了粉煤灰及矿粉双掺技术在混凝土中的应用。关键词 磨细矿渣粉 粉煤灰 混凝土应用一、 前言已成都地区建筑工地常用C30泵送混凝土为例，要求入泵坍落度170190mm。工程要求混凝土在满足28天强度的前提下具有良好的工作性能，能够满足连续泵送浇筑要求，同时要求有效防止温度裂缝和收缩裂缝的产生，提高混凝土耐久性。二、 技术特点混凝土由于结构厚大，水泥水化放热不容易很快散失，蓄热于内部，导致混凝土内部温升较大，内外部形成一定的温度梯度，外部混凝土受到内部混凝土的约束而产生拉应力，当其超过混凝土抗拉强度时，会引起温度裂缝的产生。由于粉煤灰在混凝土中所起的活性效应、形态效应和微集料效应，能够填充混凝土中的毛细孔及其它孔隙，提高混凝土保水性能，改善混凝土内部孔结构，提高混凝土密实性。从矿渣粉的制备过程看，由于矿渣的生产在高温时进行，其自身呈熔融体，经过急冷后大部分熔融玻璃态被保留下来，从而保证了矿渣本身具有较高的活性。长期以来，矿渣一直被水泥厂作为一种具有潜在活性的胶凝材料在水泥生产中广泛使用，但传统的工艺是把矿渣与水泥熟料一起粉磨，由于矿渣与水泥熟料的硬度及易磨性差异较大，导致混磨的水泥中矿渣组份平均粒度较大，除较细的颗粒活性得到发挥外，大量较粗的矿渣颗粒活性没有得到充分发挥，仅起到微集料作用。近代的磨细矿渣概念是将细度很高的矿渣粉作为混凝土的掺合料直接使用或掺入水泥中作为复合水泥的混合材。磨细矿渣粉（以下简称矿粉）因其细度高、比表面积大，其活性在碱性条件下得到充分激发，使混凝土和水泥的多项性能得到了极大的提高和改善。在混凝土中掺入一定量的矿粉，由于矿粉本身的细度小于水泥，在混凝土拌合物中可以填充在水泥颗粒之间替代原来的填充水，在硬化混凝土中填充毛细孔及其它孔隙，改善混凝土内部孔结构，提高混凝土密实性。由于矿粉和粉煤灰的早期物理填充作用和后期活性填充作用等特性，一方面混凝土的后期强度可以满足强度要求，另一方面混凝土的耐久性将得到提高。在利用粉煤灰和矿粉取代水泥的同时，在混凝土中适量掺加高效减水剂，降低了水胶比，减少了水泥用量，从而大大降低了混凝土水化热，延缓了水化热峰值出现的时间，对控制混凝土的温度裂缝和收缩裂缝极为有利。三、 混凝土配合比设计1、 原材料选择（1）水泥。选用四川亚东水泥有限公司生产的洋房牌PO42.5等级水泥，技术指标见表1。表1 水泥技术指标细度（%）初凝时间终凝时间抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）3d28d3d28d2.82 h 17 min4 h 28 min5.89.231.451.9（2）细骨料。选用彭州一点通产中砂，技术指标见表2。表2 细骨料技术指标种类细度模数颗粒级配表观密度（Kg/m3）泥块含量（%）含泥量（%）河砂2.8区26300.32.1（3）粗骨料。选用彭州一点通产碎石，技术指标见表3。表3 粗骨料技术指标公称粒径（mm）颗粒级配表观密度（Kg/m3）压碎指标（%）针片状含量（%）含泥量（%）525连续27105.53.10.2（4）粉煤灰。选用成都搏磊产级粉煤灰，技术指标见表4。表4 粉煤灰技术指标细度（%）需水量比（%）烧失量（%）三氧化硫（%）含水量（%）16.2982.140.810.1（5）矿粉。选用广汉瑞如星产S75矿粉，技术指标见表5。表5 矿粉技术指标密度（g/m3）比表面积（m2/Kg）活性指数（%）流动度比（%）三氧化硫（%）含水量（%）A7A282.7842062821032.560.1（6）减水剂。选用四川吉龙lons-300泵送剂。2、 配合比设计及试验在水胶比一定（0.45）的前提下确定因素与水平，采用正交法设计试验方案，因素与水平见表6，试验方案及结果见表7。表6 因素与水平用水量（Kg）矿渣粉掺量（%）粉煤灰掺量（%）减水剂掺量（%）16310101.817320202.018330302.2表7 混凝土配合比试验方案及结果试验号配合比材料用量（Kg/m3）试验结果坍落度抗压强度（MPa）水水泥煤灰矿粉砂石减水剂mm3天7天28天11632171093678510836.8814520.930.238.42173308383877110656.9215530.942.152.73183285814175610458.9521524.431.342.54163254723678510836.5212526.135.848.351731921157777110648.4620518.128.737.66183285418175710458.1322025.631.943.271632173610978410827.9716525.933.549.881731927711577110657.6819024.732.949.1918316312212275710466.5117516.325.836.63、试验数据分析九组试验中，8#配合比既能满足设计要求的坍落度和强度，又比较经济，因此，我们对8#配合比进行了进一步复核，详见表8。表8 配合比复核情况坍落度（mm）1h坍落度损失（mm）凝结时间抗压强度（MPa）初凝终凝3d7d28d1854013 h 51 min19 h 32 min24.433.250.84、生产配合比的确定与公司相关领导一起对配合比进行了复核试验和微调，配合比材料用量及复核试验结果见表9。表9 复核配合比材料用量及试验结果配合比材料用量（kg/m3）试验结果坍落度（mm）抗压强度(MPa)水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂3天7天28天1731957511577010647.7018525.138.751.2四、 实际生产应用情况由于混凝土所用材料组份多，水泥含量相对较少，为保证混凝土质量，我们在生产过程中采取了以下技术措施：1、 严格控制原材料质量2、 过程质量控制（1） 混凝土搅拌时的投料采用水泥裹砂、石二次投料法，矿粉、粉煤灰计量后与水泥同时直接投入搅拌机内；（2） 搅拌时间延长1020秒，保证搅拌均匀，使矿粉、粉煤灰在混凝土中充分分散；（3） 试验室技术人员对生产过程进行监控，确保混凝土和易性和坍落度满足施工要求。3、 混凝土养护为确保工程质量，在混凝土刚浇注完毕后立即采用塑料薄膜覆盖，待混凝土硬化后采用蓄水养护15天。五、 结束语通过采用粉煤灰和矿粉双掺技术，产生了较好的经济效益，提高了混凝土质量。1、 降低了混凝土成本。已C30泵送混凝土为例，粉煤灰和矿粉双掺与同等级混凝土单掺粉煤灰时进行成本比较，可降低材料成本5.0元/m3以上，经济效益显著；2、 利用粉煤灰和矿粉的潜在活性，大大减少了水泥用量，降低了水泥水化热，有效抑制了混凝土温差裂缝的形成；3、 粉煤灰和矿粉双掺，能明显改善混凝土和易性，减少坍落度经时损失，大大改善混凝