浅析粉煤灰对混凝土补偿收缩性能的影响

来源:用户上传      作者:

　　摘要：本文阐述粉煤灰对普通混凝土的影响与对混凝土抗压强度的影响，并提出结论，供同行进行参考。
　　关键词：混凝土，粉煤灰
　　补偿收缩混凝土与普通混凝土的区别在于：①膨胀混凝土在限制条件下，在混凝土中建立一定的预应力，改善了混凝土的内部应力状态，从而提高了它们的抗裂能力。②在水泥硬化过程中，膨胀结晶体(如钙矾石)起到填充、切断毛细孔缝作用，使大孔变小孔，总孔隙率减少，从而改善了混凝土的孔结构，提高了它们的抗渗透性和力学性能。
　　补偿收缩混凝土目前广泛的应用于地下防水工程、地下建筑、水池、水塔、水厂、机场等工程，特别是接缝、底座、压力灌浆、混凝土后浇缝等部位尤为适用。黑龙江省大庆东城水厂工程中，在地下防水部分就大量的应用了补偿收缩混凝土，效果很好。
　　l 粉煤灰对普通混凝土的影响
　　根据中国建筑科学研究院的试验结果，混凝土极限拉应变约为2.0x10-4 ，只要它的变形小于该值，就不会产生裂缝，据此提出混凝土裂缝控制指标：28d的收缩值小于2 .0~3.0x 10-4，180d的收缩值小于3.0 ~4.0x10-4。对于普通混凝土，不掺膨胀剂时，粉煤灰能减少砂浆或混凝土的收缩，当粉煤灰掺量为15%时，90d的收缩值由基准H-1的-3.86x10-4 下降到H-2 的-3.30 x10-4，下降了14.5% ；粉煤灰的掺量为30% 时，H-3 下降到-2.90 x10-4，下降了24.8% ，这有利于提高混凝土抗裂性能，砂浆也表现出同样的规律。
　　由于混凝土的收缩主要是水泥混凝土中的水分损失引起，并受水泥混凝土的水灰比或用水量的影响，故在其他条件一致时，混凝土的水灰比越低，用水量越少，则它在干燥过程中所能失去的水分也就越少，因而收缩也就越低。另一方面，混土的收缩还与水在混凝土中的存在形式有关。如果混凝土中的水存在于较大的孔隙中，由于在混凝土硬化过程中水泥水化继续进行，水泥石的结构进一步致密化，这些大孔中的水分失去不会引起混凝土较大的体积收缩。如果混凝土中的水存在于较小的毛细孔中，这些水分的失去将产生较大的毛细管张力，引起较大的收缩。加入粉煤灰后，一方面由于所用粉煤灰需水量比小于100% ，减少了混凝土的用水量，抑制了混凝土的收缩，其收缩值随粉煤灰掺量增加而减少；另一方面，粉煤灰在水泥浆体中由于微集料效应及火山灰反应生成大量致密的C-S- H 凝胶，填充了孔隙，这些孔隙一般都较大，填充于这种孔中的水分失去，相应地补偿了部分干缩。主要反应如下：
　　
　　2.对混凝土抗压强度的影响
　　优质粉煤灰具有颗粒细，含有大量硅、铝活性成分，具有较好的“活性效应”、“界面效应”、“微粒效应”及“减水效应”等多种综合效应。掺入混凝土中在保持有关力学性能的前提下，能大量代替水泥，在此主要研究了粉煤灰对混凝土的抗压强度的影响。
　　采用超量取代法进行抗压强度试验。基准混凝土坍落度控制在40～60mm，掺粉煤灰及外加剂的混凝土坍落度控制在230―250mm左右，试验结果见表1、表2所示。从表中的试验结果可以看出掺加粉煤厌混凝土有以下基本规律：
　　(1)单掺粉煤灰的混凝土抗压强度均远低于基准混凝土的抗压强度，并随粉煤灰取代水泥率的增加而降低幅度增大。当粉煤灰取代水泥率达到50％时，其28d抗压强度降低幅度达到38％，强度降低显著。单掺粉煤灰的取代水泥率应控制在30％以内。这主要是因为粉煤灰活性效应低于水泥的原因造成的。
　　表1 单掺粉煤灰对混凝土性能的影响
　　 (2)掺加粉煤灰混凝土的后期强度增长幅度高于基准混凝土。单掺粉煤灰水泥取代率30％以内，后期强度较基准混凝土增长幅度大，提高幅度在10―20％。
　　(3)粉煤灰与LJB泵送剂复合使用，坍落度达到230―250mill的条件下，除早期强度(7d以内)有时略低于空白混凝土外，其它各龄期抗压强度均高于基准混凝土。粉煤灰取代水泥率为30％时，28d、60d、90d、180d抗压强度较空白混凝土提高49％、47％、49％、6l％，强度大幅度增长。原因是粉煤灰与UB泵送荆复合使用，减水率提高，水胶比降低，充分发挥粉煤厌的“微粒效应”，使混凝土的抗压强度明显提高。
　　(4)在混凝土中，粉煤灰与LJB泵送剂、kip膨胀剂复合使用效果更为显著。在粉煤灰与膨胀剂双取代水泥的条件下，双掺混凝土的各强度值均高于基准混凝土。28d抗压强度较空白可提高49％，180d抗压强度较空白可提高66％。提高强度的主要原圜，粉煤灰与泵送剂、膨胀剂复合混凝土减水效果好，水胶比低，“微粒效应”增强，外加剂对粉煤灰“活性效应”有激发作用，使抗压强度显著提高。
　　表2 粉煤灰与外加剂对混凝土性能的影响
　　结束语：
　　试验结果表明：(1)混凝土中掺入优质粉煤灰能显著提高混凝士拌和物的和易性，尤其是粉煤灰与泵送剂、膨胀剂复合使用时，粉煤灰与外加剂之问能够优势互补，充分发挥优质粉煤灰球形颗粒的润滑滚珠效果及外加剂的高效减水增强保塑功能，显著降低单方混凝士用水量，提高流动性，减少坍落度损失，减少泌水，防止混凝土离析，提高混凝七的可泵性。
　　(2)单掺粉煤灰的混凝土抗压强度均远低于基准混凝土的抗压强度，并随粉煤厌取代水泥率的增加而降低幅度增大。掺加粉煤灰混凝士的后期强度增长幅度高于基准混凝土。单掺粉煤灰水泥取代率30％以内，后期强度较基准混凝土增长幅度大，提高幅度在10―20％。
　　(3)粉煤灰与LIB泵送剂复合使用，坍落度达到230―250 mill的条件下，除早期强度(7d以内)有时略低于空白混凝土外，其它各龄期抗压强度均高于基准混凝土。(4)粉煤灰与LIB泵送剂、LJP膨胀剂复合使用效果更为显著。在粉煤灰与膨胀剂双取代水泥的条件下，双掺混凝土的各强度值均高于基准混凝土。28d抗压强度较空白混凝土可提高49％，180d抗压强度较空白混凝土可提高66％。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-569333.htm