粉煤灰與化學外加劑對商品混凝土性能的影響

關(guān)鍵詞：粉煤灰； 　化學外加劑； 　商品混凝土； 　坍落度

中圖分類號： 　TU 528. 52 文獻標識碼： 　A

    商品混凝土一般采用泵送工藝， 除了滿足強度要求外， 必須具有好的工作性能(坍落度和坍落擴展大)、而且保持好的工作性能力強(坍落度損失小)[1]。一般說來， 商品混凝土中摻加粉煤灰與化學外加劑， 不僅能節(jié)約水泥， 降低混凝土成本， 而且技術(shù)價值大[2]。商品混凝土需工作性好、坍落度損失小， 尤其在夏天高溫季節(jié)更重要。筆者主要研究粉煤灰、化學外加劑單摻和雙摻后， 在較高溫度條件下對商品混凝土工作性及強度的影響。

1　試驗用原材料

1) 水泥(C) 湖北華新水泥廠普通硅酸鹽525#水泥， 3d膠砂強度23.6MPa， 28d膠砂強度54.7MPa，其化學成分見表1。

2) 粉煤灰(FA) 其化學成分示于表1， 物理指標見表2。

3) 化學外加劑?、俑咝p水劑(FDN)。萘系水劑， 固含量33.4%， 減水率16.8% ， 其廠家推薦摻量為(0.5～2.0) L/100 kg水泥。②緩凝劑(RA)。葡萄糖酸鹽水劑， 固含量41.7% ， 其廠家推薦摻量為(0.1～ 0.15) L/ 00 kg 水泥。③緩凝減水劑(WRA )。改性木質(zhì)素磺酸鹽水劑， 固含量36.3%，其廠家推薦摻量為(0.2～0.8) L/100 kg水泥。

4) 砂　湖北潮河黃砂， 細度模數(shù)2.62， 含泥量1.2%。

5) 石　湖北烏龍泉碎石， 5～31.5 mm 連續(xù)級配， 含泥量0.2% ， 針片狀含量3.2%。

2　試驗方法

1) 混凝土坍落度和擴展度　根據(jù)文獻[3]進行坍落度測定。根據(jù)混凝土坍落試驗后， 混凝土的流淌面直徑測定擴展度。

2) 混凝土立方體試件抗壓強度　根據(jù)文獻[4]進行。

3　試驗結(jié)果

試驗所用的商品混凝土基準配合比示于表3， 其中W/C = 0.38， 粉煤灰取代水泥率15%， 超量系數(shù)取1.2。試驗分別在20℃和35℃條件下進行。其中高效減水劑(FDN ) 的摻量為1.8 L/100 kg水泥； 緩凝劑(RA)的摻量為0.125 L/100kg水泥；緩凝減水劑(WRA)的摻量為0.5 L/100 kg水泥。

1) 20℃下單摻、雙摻粉煤灰與化學外加劑后， 商品混凝土的工作性能隨時間變化情況(見圖1、圖2)。

2) 35℃下單摻、雙摻粉煤灰與化學外加劑后， 商品混凝土的工作性能隨時間的變化情況(見圖3、圖4)。

3) 20℃下單摻、雙摻粉煤灰與化學外加劑攪拌成型混凝土后， 在標準養(yǎng)護條件下商品混凝土的強度隨時間的變化情況(見圖5)。

4) 35℃下單摻、雙摻粉煤灰與化學外加劑攪拌成型混凝土后， 在標準養(yǎng)護條件下商品混凝土的強度隨時間的變化情況(見圖6)。

4　討　論

試驗結(jié)果顯示： 混凝土單位用水量一定時， 萘系高效減水劑具有顯著的增大混凝土流動性效果， 但混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失大； 葡萄糖酸鹽緩凝劑少量加入混凝土中， 具有明顯的降低坍落度和擴展度經(jīng)時損失效果； 緩凝型減水劑加入混凝土中， 具有減水增塑作用又有緩凝保塑作用； 粉煤灰作為活性礦物摻料， 超量取代水泥時， 盡管粉煤灰的減水效果不明顯， 但粉煤灰具有明顯的降低混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失作用； 高溫條件下， 混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失更大。

具有減水作用的表面活性物質(zhì)定向吸附在水泥顆粒表面， 使水泥粒子呈現(xiàn)電負性。隨著水泥的水化， 水泥粒子的電性被中和， Zeta電位降低， 顆粒間的靜電排斥作用減弱， 凝聚作用增強。這是混凝土坍落度損失的主要原因[5]。因而， 降低混凝土坍落度損失的方法主要有兩種： 一是不斷補充減水劑， 工程應用中可通過摻加緩釋型減水劑來實現(xiàn)； 二是通過摻入緩凝劑抑制水泥水化來實現(xiàn)， 但可能降低混凝土的早期強度。攪拌站配制商品混凝土常用這種方法保持混凝土的工作性。關(guān)于粉煤灰在混凝土中能起到降低坍落度和擴展度損失的作用， 文獻上研究的并不多。鑒于粉煤灰降低混凝土早期強度， 又具有保塑功能， 類似緩凝劑在混凝土中的影響。作者較詳細地測試了粉煤灰的化學成分。

其中， 硫、磷較多。作者認為， 粉煤灰含有硫酸鹽， 能不斷補充到溶液中去， 起到延緩水泥水化作用， 特別是對鋁酸鹽水泥礦物而言。磷酸鹽是硅酸鹽水泥的有效緩凝劑， 粉煤灰中的磷物質(zhì)慢慢釋放到混凝土拌和物中，起到了緩凝作用。試驗結(jié)果證實， 粉煤灰與高效減水劑、有機緩凝劑共同作用于混凝土， 在較高溫度下， 也能配制工作性好(大流動)、坍落度和擴展度經(jīng)時損失小的優(yōu)質(zhì)混凝土。

不同溫度下攪拌成型的混凝土， 在養(yǎng)護條件、配合比等相同條件下， 各齡期的強度相當， 說明早期混凝土成型的溫度條件， 明顯影響混凝土拌合物的塑性， 但對后期相同條件下混凝土的硬化性能影響并不大。

5　結(jié)　論

a. 萘系高效減水劑對混凝土具有增塑作用， 但商品混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失大。葡萄糖酸鹽緩凝劑降低混凝土早期強度， 但明顯減少商品混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失。緩凝型減水劑在混凝土中具有減水增塑作用又有緩凝保塑作用。

b. 粉煤灰中含有硫、磷， 在商品混凝土中緩慢釋放， 具有明顯降低混凝土坍落度和擴展度經(jīng)時損失作用。

c. 使用粉煤灰、高效減水劑與有機緩凝劑， 在較高溫度下， 能配制出工作性好、坍落度和擴展度經(jīng)時損失小的優(yōu)質(zhì)商品混凝土。