超细粉煤灰与粉煤灰混凝土力学性能对比试验研究.pdf
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1、2 0 1 5年第 1 2期 1 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 5 N o 1 2 De c e mb e r 超细粉煤灰与粉煤灰混凝土力学性能 对 比试验研究 姚 韦靖 , 庞建 勇 ( 安徽 理 工大 学土 木建 筑学 院 , 淮 南 2 3 2 0 0 1 ) 摘 要 : 通 过 if - 交试 验 的 方 法 , 对 比研 究 了超 细 粉 煤 灰 和 粉 煤 灰 对 于混 凝 土 强 度 的影 响 , 结 果 显 示 和 粉 煤 灰 相 比, 超 细粉煤灰优 势明显, 在合理掺 量下 , 既可
2、以满足混凝 土的强度要 求, 又能有效提 高3 - 作性 , 节约水 泥。 关 键 词 : 绿 色混 凝 土 ; 正 交试 验 ; 超 细 粉 煤 灰 ; 粉 煤 灰 Ab s t r a c t : B y me a n s o f o r t h o g o n a l e x p e ri me n t , t h e c o n t r a s t r e s e a r c h o f u l t r a fin e f l y a s h a n d fl y a s h f o r t h e i n fl u e n c e o f t h e s t r e n g t h
3、o f c o nc r e t e i s c a r r i e d o u t r he r e s ul t s s ho w t ha t c o mp a r e d wi t h fly a s h ul t r a -f i n e fl y a s h ha s t he o bv i o u s a d v a n t a g e s , u n d e r t h e r e a s o n a b l e d o s a g e , i t c a n s a t i s f y t h e r e q u i r e me n t o f t h e c o n c
4、r e t e s t r e n g t h , a n d i mp r o v e t h e w o r k a b i l i t y ,e f f e c t i ve l y s a v e c e me nt Ke y wo r d s : Gr e e n c o n c r e t e ;O r t h o g o n a l e x p e rime n t ; Ul t r a f i n e fl y a s h ; F l y a s h 中图分 类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献 标识 码 : A 文章 编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2
5、 0 1 5 ) 1 2 1 0 0 4 0前言 当今 , 作为土木工程用量最大的材料混凝 土 。 其 中水泥作为其最主要 的组成部分 , 用量之大 不言而喻。 随着社会的发展 ,自然资源开发 日益加剧 , 更 加要求 土木行业 能够节约 、 合理利用资源 , 研究开 发新 的产品来替代建筑材料 。国内 , 由吴 中伟 院士 首 次提 出“ 环保 型胶凝材料 ” 和“ 绿色高 性能混凝 土” 的概念 , 即在保证混凝土性能的前提下 , 大量利 用工业废渣来代替水泥的建议 , 为“ 变废为宝 ” 指明 了方向。 粉煤灰作为燃煤电厂主要废弃物 , 用其代替部 分水泥 已在 实际生产 中得 到广泛应
6、用 与推广l l - 2 。 而本 文 使用 的超 细粉 煤 灰 , 是一 种 具 有更 细 粒 度 的 特殊粉煤灰 , 通过试验 , 对 比了两种 粉煤灰 混凝土 的综合性能 , 超细粉煤灰 比粉煤灰混凝 土具有更大 的优势 , 更能有效 降低水泥用量 , 满足 当前 提 出的 绿色、 环保 、 节约要求。 1 材料 与增 强机 理概 述 1 1 粉煤灰与超细粉煤灰 粉煤灰 : 煤燃烧后烟气中收集的细灰 , 是燃煤 电厂排 出的工业 废 料f3 J 。 基 金 项 目 : 安 徽 省 教 育 厅 自 然 科 学 重 大 项 目资 助 ( K J 2 0 1 5 Z D 2 0 ) 。 一 l
7、 0 一 超 细粉 煤 灰 : 是 由粉 煤 灰经 过 分 级 、 筛 选 而来 , 其细度介于普通硅酸盐水泥和硅灰之间 4 1 , 本文使 用的超细粉煤灰直径小于 3 2 1x m。 1 2 超细粉煤灰增强机理 超细粉煤灰作为优质的外加剂 。 理论上可以等 量取代水泥 , 由于其 直径较水泥小 , 形成更好 的颗 粒级配 , 其增强机理如下 : ( 1 )填料效应 : 超细颗粒有效填充于混凝土 的 空隙之 中。 孔隙率降低 , 密实度增加l4 , 提高混凝 土 强度 。 ( 2 )活化效应 : 粉煤灰 中活性成分 S i O 。 和 A 1 : 0 , 与水化过程 中产生的 C a ( O
8、H) 反应 , 生成水化硅 酸 钙凝胶和水化铝酸钙晶体。 ( 3 )减水 效 应 : 可 以证 明 , 胶 凝 材 料 颗 粒 越 细 , 混凝土的初始流动速度越 大 , 流 动度相 同时 , 水灰 比可降低 7 9 。 具体作用过程为 : 首先 , 粉煤灰中的活性 S i O : 、 A I 0 与水泥水化过程 中产生的 C a ( O H) 反应。生 成 的水 化 铝酸 钙 胶凝 和 水 化铝 酸 钙 晶体 , 具有 胶 凝 性质 填充于骨料 间使混凝 土结 构更 加紧密 ; 反应 过程 中消耗了 C a ( O H) : , 使混凝土碱度降低 , 更有利 于 水 化 铝 酸盐 的 形 成
9、 , 形 成 火 山灰 效 应 , 即后 期 强 度增 长 明显 ,甚 至可 以超 过 同级 别混 凝 土 强 度 ; 同 时 , 产 生 微 骨 料效 应 , 超 细粉 煤 灰 的超 细颗 粒 一 方 面可以填充空隙裂缝 改善孔结构的同时亦提高了 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 姚韦靖 , 庞建勇 超细粉煤灰与粉煤灰混凝土力学性能对 比试验研究 密实度 。 另一方面 , 未参 与水化反应 的颗粒分散于 胶凝体 中也起 了骨架的作用 ; 最后 , 具有形态效应 , 由于粉煤灰中存在大量球状玻璃微珠 , 在水泥颗粒 间起到润滑的作用 混凝土的流动性 因此提高7 -
10、 -9 。 2试 验与试 件 制备 本 文采 用 正 交试 验 方 法 , 分 别 使用 超 细 粉 煤 灰 和 粉 煤灰 , 配制 了三 种 不 同强 度 的混 凝 土 , 即 C 2 5 、 C 3 0 、 C 3 5 , 测试其 2 8 d的抗压 、 抗拉强度 , 经对 比分 析 , 验证 了超 细粉煤 灰具有更大的优势 即在保证 混凝 土使用要求的前提下 , 不仅节约 了水泥 , 还改 善了混凝土的综合性能。 2 1 试 验 材料 水泥: 4 2 5级普通硅酸盐水泥。 粉煤灰 : 淮南某 电厂生产 的 I级粉煤 灰 , 其 化 学成 分见 表 l 。 表 1 粉 煤 灰 化 学 成分
11、超细粉煤灰 :淮南某公司生产的超细粉煤灰 , 其直径分布在 3 2 1 x m以下 , 其化学成分见表 2 。 表 2超细粉煤灰化学成分 S i O 2 A 1 2 0 3 F e 2 0 3 C a O M g O N a 2 0 S O 3 烧失量 5 8 4 8 2 7 6 9 4 4 8 2 9 9 0 7 7 3 8 3 1 0 0 7 6 砂 : 中砂 , 细度模数 2 8 , 含泥量低于 0 8 5 。 石子 : 碎石 , 粒 径为 5 1 8 m m。 减水剂 : 萘系高效减水剂 , 掺量是胶凝材料 的 0 7 5 。 2 2 试验配合 比设计 采用正交试验方法设计 在一般混凝
12、土配 比基 础上 考虑超细粉煤灰和粉煤灰掺量 2个 因素作为 试 验变量 ,具体 分别为代 替水 泥用 量 的 0 、 1 0 、 2 O 、 3 O ,设计混凝土强度 等级为 C 2 5 、 C 3 0 、 C 3 5 , 分 别 采 用 水 灰 比为 0 5 2 、 0 4 8 、 0 4 2 ,砂 率 为 4 2 、 4 l 、 4 0 , 分 2 4组试验 , 具体方案见表 3 。 2 3 试件制作与养护 先 将石 子 、 砂搅 拌 1 5 m i n , 再 加人 水泥 、 减水 剂 、 超细粉煤灰 ( 粉煤灰 ) 搅拌 l mi n , 待搅拌均匀 , 然 后 加 水 , 再 搅
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- 关 键 词:
- 粉煤 混凝土 力学性能 对比 试验 研究
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