粉煤灰的燃级级程,煤粉在中呈级浮级燃级~燃煤中的级大部分可燃物都能在级级~炉膛状炉内尽
而煤粉中的不燃物主要级灰分大量混级在高烟中。级些不燃物因受到高作用而部分熔温气温()
融~同级由于其表面级力的作用~形成大量级小的球形级粒。在级尾部引级机的抽作用下~含炉气有大量灰分的烟流向尾。着烟度的降低~一部分熔融的级粒因受到一定程度的急气炉随气温
冷呈璃级~而具有级高的在活性。在引级机烟排入大之前~上述级些级小的球玻体状从潜将气气
形级粒~级级除级器~被分、收集~级粉煤灰。离即
粉煤灰是我前排量级大的工级级渣之一~级级段我年排渣量已国当国达万。着级力工级的级随3000t展~燃煤级的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加级理~就级生级级~级染大~若排厂会气
入水系造成河流塞~而其中的有毒化物级级级人和生物造成危害。因此~粉煤灰的级会淤学会体
理和利用级级引起人级泛的注意。广
粉煤灰使用的级点
在混凝土中级加粉煤灰级级了大量的水泥和级骨料~少了用水量~改善了混凝土拌和物的和减
易性~增强混凝土的可级性~少了混凝土的徐级~少水化级、级能膨级性~提高混凝土抗渗减减
能力~增加混凝土地修级性。
粉煤灰的用途
等级级准,
国减号国级一级,采用级级粉煤灰和高效水级级合技级生级高级混凝土的级代混凝土新技级正 在全迅
速级展。
国体构级二级,级级粉煤灰特级适用于配制级送混凝土、大级混凝土、抗渗级混凝土、抗硫酸级混凝土
和抗级水侵级混凝土及地下、水下工程混凝土、级级混凝土和级混凝土。碾
国冲级三级,粉煤灰混凝土具有和易性好、可级性强、级级性改善、抗级能力提高、抗级性增强等级点。
粉煤灰作用,
粉煤灰的级粒级成。按照粉煤灰级粒形貌~可粉煤灰级粒分级,璃微珠~海级璃;包括将玻状玻体
级粒级小、级密级、孔隙小的璃和级粒级大、疏松多孔的璃,~炭粒。我 级排放的粉煤玻体玻体国厂
灰中微珠含量不高~大部分是海级璃~级粒分布不均。通级磨级理~破原有粉煤状玻体极匀研坏
灰的形貌级~使其成级粒度比级均的破碎多面~提高其比表面级~而提高其表面活性构匀体从~
改善其性能的差性。 异
粉煤灰可用作水泥、砂级、混凝土的级合料~成级水泥、混凝土的级分~粉煤灰作级原料代替并黏
土生级水泥熟料的原料、制造级级级、蒸级加混凝土、泡沫混凝土、空心级、级级或非级级陶粒~级筑气砌
道路~筑级~建级港口~级田坑低地、煤级陷及级井的回~也可以中分级漂珠、微构体洼塌区填从
珠、级精粉、、级等有用物级~其中漂珠、微珠可分级用作保材料、耐火材料、塑料、橡料。 碳温胶填
国以煤级主要能源~级力的,是由煤炭级生的~每年用煤达级多~占全原煤级量的吨国764
。年全排放粉煤灰已超级国级~成级世界最大的排灰~造成了级重的级境级染占吨国并1/319971
用了大量的土地。
粉煤灰的化级成。硅含量最高~其次是级~以级级的级级形式存在~酸溶性级差。级含量相级级低~学
以化物形式存在~酸溶性好。此外级有未燃的炭粒、氧尽和少量的、、、CaOMgONa2OK2OSO3等。粉煤灰中的有害成分是未燃炭粒~其吸水性大~强度低~易级化~不利于粉煤灰的级源尽
化。粉煤灰中的、级粉煤灰的火山灰性级级大~献很级降低粉煤灰的熔点有利~SiO2Al2O3Al2O3使其易于形成璃微珠~均级级源化的有益成分。粉煤灰级用 于建筑工级~级合级的玻将含CaO量愈高~能提高其自硬性~使其活性大大高于低级粉煤灰~级提高混凝土的早期强度有很帮助。我级级排放的粉煤灰国厂以上级低级粉煤灰~级级高级粉煤灰不失级改善粉煤灰级源化特性条90%
途。径
粉煤灰的级色,
粉煤灰外级级似水泥~由于燃级条件以及级色在乳白色到灰黑色之级级化。 粉煤灰的级色是一级重要的级量指级~不级可以它碳异反映含量的多少和差。
而且在一定程度上也可以反映粉煤灰的级度~级色越深~粉煤灰粒度越级~含量碳越高。 粉煤灰就有低级粉煤灰和高级粉煤灰之分通常高级粉煤灰的级色偏黄低级粉煤灰的级色偏灰。.,
粉煤灰的成份,
国以煤级主要能源~级力的,是由煤炭级生的~每年用煤达级多~占全原煤级量的吨国764
。年全排放粉煤灰已超级国级~成级世界最大的排灰~造成了级重的级境级染占吨国并1/319971
用了大量的土地。
粉煤灰的化级成。硅含量最高~其次是级~以级级的级级形式存在~酸溶性级差。级含量相级级低~学
以化物形式存在~酸溶性好。此外级有未燃的炭粒、氧尽和少量的、、、CaOMgONa2OK2OSO3等。粉煤灰中的有害成分是未燃炭粒~其吸水性大~强度低~易级化~不利于粉煤灰的级源尽
化。粉煤灰中的、级粉煤灰的火山灰性级级大~献很级降低粉煤灰的熔点有利~SiO2Al2O3Al2O3使其易于形成璃微珠~均级级源化的有益成分。粉煤灰级用于建筑工级~级合级的玻将含量CaO愈高~能提高其自硬性~使其活性大大高于低级粉煤灰~级提高混凝土的早期强度有很帮助。我级级排放的粉煤灰国厂以上级低级粉煤灰~级级高级粉煤灰不失级改善粉煤灰级源化特性途条90%
径。
粉煤灰的级粒级成。按照粉煤灰级粒形貌~可粉煤灰级粒分级,璃微珠~海级璃 ;包将玻状玻体
括级粒级小、级密级、孔隙小的璃和级粒级大、疏松多孔的璃,~炭粒。我级级排放的粉煤玻体玻体国厂
灰中微珠含量不高~大部分是海级璃~级粒分布不均。通级磨级理~破原有粉煤状玻体极匀研坏
灰的形貌级~使其成级粒度比级均的破碎多面~提高其比表面级~而提高其表面活性构匀体从~改善其性能的差性。 异
粉煤灰可用作水泥、砂级、混凝土的级合料~成级水泥、混凝土的级分~粉煤灰作级原料代替并黏
土生级水泥熟料的原料、制造级级级、蒸级加混凝土、泡沫混凝土、空心级、级级或非级级陶粒~级筑气砌
道路~筑级~建级港口~级田坑低地、煤级陷及级井的回~也可以中分级漂珠、微构体洼塌区填从
珠、级精粉、、级等有用物级~其中漂珠、微珠可分级用作保材料、耐火材料、塑料、橡料。 碳温胶填
粉煤灰价格,
粉煤灰级在最常用到水泥和混凝土里面~可分个等级一级灰的价格在河北袋装是元,吨~3.120散装元,吨装~二级袋元,吨装~散元,,吨怎很厂三级灰不级常用~多级不出三级1059076
灰~价格大在概装袋元,吨装~散元,,吨 8067
指级 级级
? ? ?
、级度;方空级级余,~,? 10.045mm12 20 45 、需水量比~,不大于 295 105 115
、级失量~,不大于 35 8 15
、含水量~,不大于 不级定 41 1
、三化硫~,不大于 氧53 3 3
不同掺量及不同等级粉煤灰对砂浆性能的作用
2009年6月
June 2009
2l世纪建筑材料
2l“CENTURY BUILDING MATERIALS
第l卷第3期
V01.1
No.3
不同掺量及不同等级粉煤灰对砂浆性能的作用
张广贞
张爱民王可良
(山东水利科学研究院,山东济南250013)
摘要:研究了不同等级的粉煤灰及其掺量对新拌粉煤灰砂浆的物理性能及强度的变化规律,分析了粉 煤灰的作用机理,探讨了充分水化条件下砂浆体系获得一定稠度和强度时粉煤灰的最佳掺量。
关键词:粉煤灰;砂浆性能;作用机理;最佳掺量
中图分类号:TU578.1
文献标志码:A
文章编号:103一 1324(209) … 03
004102
0引言
水泥砂浆在建筑工程中起粘结、衬垫和传递应
力的作用,它是由胶凝材料、细集料、水配制而成的 建筑工程材料,其拌合物的和易性是一项综合的技
术性能,包括流动陛、粘聚性、保水性等方面。在水
泥砂浆中掺入一定量的粉煤灰,可使新拌砂浆在施工 过程中具有一定的粘聚力,不产生分层泌水现象,显 著改善砂浆的物理性能,对硬化砂浆的力学性能也产 生一定的影响,本文通过试验来分析不同等级粉煤灰 及其用量对砂浆泌水性和强度变化规律的影响。
1试验原材料与方法
收稿日期:2009—03—3l
1.1水泥 水泥:P?042.5级硅酸盐水泥,山东水泥集团 产;砂:中砂,细度模数2.6,济南长清产?粉煤
灰:龙口电厂产,质量等级为I,Ⅱ,Ⅲ级,其性
能见表l。
表1粉煤灰物理化学性能
1.2试验方法
试验方法参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性
能试验方法》和JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计 规程标准》。保持基准配合比不变,控制拌合物的稠 度在80+lOmm范围内,通过改变粉煤灰的产品等级
(接上页)消防应急电源(EPS)负荷配置包括比赛场 在正常情况下,该部位的体育照明由2路市电同时 地,观众席、贵宾区,疏散平台、楼梯间、配电
供电,每路市电为50%体育照明灯具供电,且灯具 间、变配电室、中央监控室、消防控制室、固定通 投射到场地的灯光均匀分布全场。当任l路电源发 信机房、走廊部位的消防应急灯具。以上负荷由3生故障时,仍有50%体育照明不受其影响,均能够
路市电(正常工作时为l路市电供电)和EPS供电,双 满足高清晰度电视摄像转播对垂直照度、照度均匀 电源末端自动切换。
EPS柜蓄电池持续工作时间
度、照度梯度、眩光、显色性及色温等方面的要
≥90mm。当建筑物发生火灾、事故或其它紧急情 求,可保证比赛电视转播的正常进行。
况导致市电断电时,消防应急备用电源(EPS)可以
通过本工程的应用实践,对消防应急电源 为以上部位的消防标志灯、部分照明灯具和其它重 (EPS)设计,设备配置选型,施工工艺及调试检测 要负载提供应急电源,进一步保证运动员和观众的
等进行了详细的总结,为今后类似工程的应用施工
安全以及避免发生恐慌和危险。
积累经验。
特别是比赛场地和观众席部位的体育照明,
作者简介,略。 不仅设置4台30KW EPS作为应急备用电源,而且
采编:
《21世纪建筑材料》编辑部
万方数据
4221世纪建筑材料 2009年
以及不同的粉煤灰掺量来测试砂浆泌水率,成型砂 浆试件,分别测试3d,7d,4d,21d,28d的抗压强度。
2试验结果及分析
2.1不同等级粉煤灰对砂浆泌水性能的影响
不同等级粉煤灰及其用量对砂浆泌水性能测
试结果见表2。
表2砂浆泌水性能测试结果
由表2的试验结果分析,与基准配合比配制的 砂浆相比较,采用I级粉煤灰配制的砂浆泌水减 少22.1~34.9%;采用Ⅱ级粉煤灰配制的砂浆泌水 减少17.4%~30.2%,但采用Ⅲ级粉煤灰配制的砂 浆泌水增加2.3一15.1‰这是由于在保持基准配 合比及控制稠度不变的前提下,掺入I,Ⅱ级粉煤灰 后,砂浆具有较好的可塑性和粘聚性,同时粉煤灰含 有较多的微细玻璃球形颗粒,有利于浆体的流动性 能,并有助于截断砂浆内泌水通道。而且粉煤灰越 细,玻璃球形颗粒效应越大,要满足试验所需的设计 稠度,其相应的用水量较小。由于Ⅲ级粉煤灰中碳 粒等多孔颗粒含量较多,吸附作用大,要满足试验 所需的设计稠度,其相应的用水量较多,同时由于 多孔颗粒吸水后的释水,导致砂浆的泌水量增加。 2.2不同等级粉煤灰对砂浆抗压强度的影响
不同等级粉煤灰及其用量对砂浆抗压强度测 试结果见表3。
分析表3中数据可以看出,I级粉煤灰掺量在 200时,各龄期的抗压强度比最大,7d龄期时等于 基准配合比强度,各掺量超过21d的抗压强度均大 于基准配合比强度。Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰随掺量增大, 各龄期抗压强度比降低。Ⅱ级粉煤灰掺量小于20%时,28d的抗压强度超过基准配合比强度。掺有不
表3砂浆抗压强度测试结果
同等级粉煤灰的砂浆随龄期的增加,抗压强度均有 增大的趋势。
3机理探讨
粉煤灰中含有大量Si02,AL203等能反应产 生凝胶的活性物质,它们在粉煤灰中以球形玻璃体 的形式存在[4】,这种球形玻璃体比较稳定,表面 又相当致密,不易水化,水泥粉煤灰早期反应主要 是水泥遇水后产生水解与水化反应,水泥水化生成 硅酸钙晶体,这些晶体产生部分强度,同时水泥水 化生成氢氧化钙通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体 表面,发生化学吸附和侵蚀,生成水化硅酸钙与水 化铝酸钙,大部分水化产物开始以凝胶体出现,随 着凝期的增长,逐步转化为纤维状晶体,并随着数 量的不断增加,晶体相互交叉,形成连锁结构,填 充混合物的孔隙,形成较高的强度,随着粉煤灰活 性的不断调动,使水泥粉煤灰不仅有较高的早期强 度,而且其后期强度也有较大提高。
4结论
l、掺入I,Ⅱ级粉煤灰,砂浆具有较 好的可塑性和粘聚性,采用I级粉煤灰泌水 减少22.1%~34.9%,Ⅱ级粉煤灰泌水减少
17.40/o~30.2%。
2、掺有不同等级粉煤灰的砂浆随龄期的增 加,抗压强度增大。I级粉煤灰掺量在20%时,各 龄期的抗压强度比最大,Ⅱ,Ⅲ级粉煤灰随掺量增 大,各龄期抗压强度比降低。
作者简介,略。
万方数据
大掺量粉煤灰配制低强度等级水泥砂浆的研究
煤灰 ,试验合格 。
水泥 : 北京房山百花山 325 号矿渣 3 大掺量粉煤灰配制低强度等级水泥砂浆的研究 水泥 , 燕山卢沟桥 425 号普通水泥 , 北
京京都 525 号普通水泥 ,试验合格 。
砂 :北京昌平中砂 。 王一光 刘继伟郭景文马克 3 试验过程与讨论
3. 1 粉煤灰完全取代 用粉煤灰完全RESEA RC H O N LOW STRENGTH MO RTA R BY GREATER
取代水泥补充 240 MIXING RATIO OF FLY AS H 3 k/ m与计算水泥用量的差 , 其配合比 gWAN G Ke Yiu a nLIU J iweiGuo J inwe n MAgg g 如表 2 ,试验结果如表 3 所示 。
由表 3 可知 , 采用前述思想对 M ( ) 砂浆试配是试验室试配的一项重fm ,0 ———砂浆的试配强度MPa;
5 的水泥砂浆均达不到强度要求 , M 要内容 , 其中强度等级为 M 5,M 10 的 ce ,k ———采用水泥商品标号对应的 f7. 5及 M 10 水泥砂浆基本能满足强度要 水泥砂浆试配占了砂浆试配的大半 。按 水泥强度 ; 求 ,有的还比较高。经分析 ,我们认为对 规范要求水泥砂浆中的水泥用量计算 rc ———水泥标号值的富余系数 , 此 3 3 M 5水泥砂浆 , 采用粉煤灰取代后 , 粉煤 量不足 200 k/ m时 ,应按 200 k/ m采 gg处采用 rc = 1 。 灰取代量太大而水泥用量太小 , 既不能 用 。但实践中发现灰 ?砂 = 1 ?6 是水
够达到有效的粘结 , 又不能有效激活粉 计算结果如表 1 所示 。泥砂浆的最低比例 ,再降低水泥用量会
煤灰产生凝胶物质 , 从而导致强度无法 由表 1 可知 , 配制 M 5,M 10 的水 使施工性能不良 ,因此将水泥砂浆中水 3 增长 ; 而对于 M 7. 5 及 M 10 水泥砂浆 , 泥砂浆 , 除用 325 号水泥配制 M 10 水 泥最小用量定为 240 k/ m。g
因水泥较多 , 可达到有效的粘结 , 同时 泥砂浆水泥用量刚能满足最小水泥用 1 砌筑砂浆配合比计算3 还可激活粉煤灰产生凝胶物质 , 使强度 量 240 k/ m的要求外 , 其他均要用水 g首先采用 325 号、425 号、525 号水 3 泥来补充计算水泥用量与 240 k/ m之 能够满足要求。此外 , 对 M 7. 5 及 M 10 g泥 , 依据《砌筑砂浆配合比设计规程》 间的差值 ,造成了水泥大量浪费 。如用 水泥砂浆 , 粉煤灰除补充取代外 , 还可 () J GJ / T98 - 96计算配制强度等级为 M5、 325 号水泥配制 M 5 水泥砂浆将有 171 以通过超量取代系数法取代更多水 M7. 5、M10 的水泥砂浆最小水泥用量。 3 k/ m水泥的浪费 , 而用 525 号水泥配泥。 g σ计算依据 : m , 0 = 2 + 0. 645, 施工 ff3. 2 对 M 5 水泥砂浆粉煤灰补充取代 水平一般 百分率的讨论 3 m的 制 M5 水泥砂浆更高达近 200 kg/ Qc = 1 000 ( m ,0 - B ) / ( A ×ce ) ffM 5 水泥砂浆由于采用粉煤灰全
浪费 。因此有必要用粉煤灰来补充计A = 1. 03 , B = 3. 50 部补充取代 , 不能达到强度设计要求 , 3 ce = rc ×ce ,kff m之间的差值 , 算水泥用量与 240 kg/ 3 Qc ———单方水泥用量( k/ m) ; g 以降低单方水泥用量 。
2 ———砂浆的设计强度( MPa) ; f试验材料 2
粉煤灰 :北京石景山热电厂 ?级粉
3 表 1 水泥砂浆试配计算的水泥用量/ ( kg/ m) 王一光 , 北京市住宅三公司试验室 , 工程师 , 硕 M5M7. 5M10砂浆强度等级士 ,100083 ,北京 收稿 ( )5. 88. 711. 6试配强度MPa日期 : 2000 - 11 - 15 69156242325 号水泥用量3 本文所采用水泥和砂浆配合比设计规范均 53119185425 号水泥用量为旧版规范 ,基本思想适用于新标准。 43 96 150 525 号水泥用量
Asvh0v 1. 58 y f ) 设计和研究人员参考 。合计算的最大剪力值 。λVu = t bh0 + 0 . 47f 2Sv λ1 + 本文得到福建省建筑设计研究院 ,沿梁高 转换梁截面尺寸一般较大 2. 3 截面尺寸限制条件 厦门分院及东南大学结构实验室的帮 还应配置适量的水平腹筋 ,一方面可以
助 ,一并表示感谢 。 抑制斜裂缝的开展 ,抵抗温度应力和混 转换梁截面尺寸一般宜由剪压比
,斜裂缝首先 控制确定 。根据试验结果 凝土收缩应力 ,另一方面也可以提供一
在梁腹中部出现 , 为腹剪斜裂缝 , 参照 定的受剪 、受弯承载力 , 作为构件的安
参考文献 薄腹梁和深梁的截面尺寸限制条件 ,建 全储备 。 ( 1 赵西安 . 钢筋混凝土高层建筑结构设计 第
) 二版. 北京 :中国建筑工业出版社 . 1995 V ? 议转换梁截面尺寸限制条件取为 : 结语 3 ( ) 2 混凝土结构设计规范 GBJ 10 - 89. 北京 : ( ) 0. 17 c bh0 V 为剪力设计值。f 本文叙述的转换梁属连续短梁范 中国建筑工业出版社 ,1989 另外 ,考虑到转换梁在结构中的重 畴 , 其受力工作性能 , 特别是斜截面受 3 吴晓莉 . 高层建筑混凝土梁式转换层的试 要性 ,正常使用阶段一般不允许出现斜 ( ) 剪工作性能与普通梁有明显的差别 。 验研究 硕士学位论文. 南京 : 东南大学 , 裂缝 ,建议在标准荷载作用下 ,应满足 : 本文所做的试验研究和提出的承载力 2000 ,3 ( Vs ?0. 5 tk bh Vs 为按荷载短期效应组f 计算方法及构造要求等设计建议 ,可供
?316 ? 建 筑 技 术第 32 卷
3 3 每 m节省水泥用量为 240 - 119 = 121 表 2 粉煤灰补充取代水泥后配合比/ ( kg/ m) ( ) ( ) k= 0. 121 t。g 编号砂浆强度等级M5M7. 5M10 ( )( )( )325 号水泥69 + 171 71 %156 + 84 35 %242 + 0 0 %1水泥价格为 300 元/ t , 粉煤灰价格 ( )( )( )53 + 187 78 %119 + 121 50 %185 + 55 23 %2425 号水泥3 525 号水泥 3 43 + 197 ( 82 %) 96 + 144 ( 60 %) 150 + 90 ( 38 %) 为 80 元 / t , 故 每 m节 省 费 用 为
注 : 表中“+ ”前一项数值为计算水泥用量 “, + ”后一项数值为粉煤灰补充用量 , 括号内数值为粉煤 ) ( 0. 121 ×300 - 0. 121 ×80 = 26. 62 元。灰占胶凝材料的比例。 5 工程实例
北京大学 、清华大学教师住宅楼工 表 3 粉煤灰补充取代水泥后 28 d 抗压强度试验结果/ MPa 程中 ,承建单位北京市住宅六公司委托 编号砂浆强度等级M5M7. 5M10我试验室配制 M 5 水泥砂浆 ,所用水泥 13. 79. 214. 6325 号水泥 23. 69. 616. 4425 号水泥为迁安岚塔 425 号普通水泥 , 检验合 3 525 号水泥3. 2 8. 8 15. 2 格 ; 砂子为卢沟桥中砂 ; 粉煤灰为石景
山热电厂的 ?级粉煤灰 ,检测合格 。当 表 4 不同的粉煤灰补充取代率下 M5 水泥砂浆 28 d 抗压强度值/ MPa
时由于天气已冷 , 考虑保证早期强度 , 补充取代率60 %50 %40 %30 % 5. 67. 27. 210. 4325 号矿渣水泥粉煤灰取代量较小 , 配合比为水泥 150 5. 88. 59. 312. 7425 号普通水泥 525 号普通水泥7. 6 9. 9 11. 9 14. 8
3 水泥 , 用粉煤灰超量取代 , 取代 m因此用 325 号 、425 号 、525 号水泥配制 k/g k g ,粉煤灰 90 kg ,砂 1 450 k 。7 d 强度为 g 水泥砂浆 ,粉煤灰采用不同的补充取代 量 10 % , 超量取代系数 1. 5 。水泥 : 7. 0 MPa ,28 d 强度为 11. 4 MPa 。工程应 百分率 ,以期找到合适的取代量 。其 28 3 ( )) ; 粉煤 m( 185 × 1 - 10 % 用效果良好 ,并节省了大量水泥 。 ?166 kg/ d 抗压强度结果如表 4 所示 。 3 6 结论 ) ( 灰 : 185 ×10 % ×1. 5?27. 8 kg/ m; 胶 由表 4 可见 , 对于 325 号及 425 号 ( ) 1配制 M 5 水泥砂浆时 , 对于 凝 材 料 合 计 : 166 + 27. 8 = 193. 8 ?水泥 , 当粉煤灰补充取代量 ?50 %时即 3 325 号 、425 号水泥的粉煤灰补充取代 ( ) 194 k/ m。为满足胶凝材料最小用量g 可满足要求 , 而对 525 号水泥 , 粉煤灰 百 分 率 宜 不 超 过 胶 凝 材 料 总 量 的 3 240 ( k/ m) 的要求 , 再补充 240 - 194 = g补充取代量 ?60 %可满足要求 。对 525 50 % , 对于 525 号水泥宜不超过胶凝材 3 号水泥而言 , 粉煤灰补充取代量大于 46 ( k/ m) 粉煤灰 , 因此粉煤灰总量为 : g料总量的 60 % ; 配制 M 7. 5 及 M 10 水 3 60 %时虽可满足要求 , 但考虑到粉煤灰 ) ( 27. 8 + 46?74 k/ m。 g砂浆配合比泥砂浆 ,粉煤灰可以完全补充取代计算 量再增大时 ,水泥的粘结性及对粉煤灰 3 水泥用量与 240 k/ m的差 。为水泥 ?粉煤灰 ?砂 g 活性的激发问题 , 建议不再增加 , 而以 ( ) 2配制 M 7. 5,M 10 水泥砂浆 = 166 ?74 ?1 450 。经试验得知 ,28 d 抗 60 %为宜 。对于 425 号矿渣水泥 , 由于
时 , 除粉煤灰补充取代外 , 还可以对水 压强度为 12. 7 MPa ,试配符合要求 。 生产中已经掺入较多的混合材 ,粉煤灰
补充取代量还应减小 。 泥超量取代 。但由于粉煤灰补充取代4 经济分析
已使砂浆强度趋于合理 ,故超量取代时 通过补充取代和超量取代 ,水泥砂 3. 3 M 7. 5,M 10 水泥砂浆中粉煤灰
要注意取代量及取代系数 ,并通过试配 浆中水泥用量大大降低 , 以 425 号普通 的超量取代问题
最终确定合理的粉煤灰用量 。 水泥配制 M 7. 5 水泥砂浆为例 : M 7. 5,M 10 水泥砂浆中粉煤灰虽 3 通常配合比为水泥 240 k/ m, 砂( ) g 3大掺量粉煤灰配制低强度等 补充取代 , 但强度富余仍较多 , 此时对
级水泥砂浆具有良好的经济效益 。 水泥还可采用类似混凝土中的超量取 3 代方法 , 取代量可以取 10 %,20 % , 超 m; 补充取代后 , 水泥 119 1 450 k/g
3 3 3 量取代系数为 1. 2,1. 7 。但必须保证 kg/ m, 粉煤灰 121 kg/ m,砂 1 450 kg/ m; 足够的水泥用量 ,以确保水泥的粘结性
及能够激活粉煤灰 ,一般建议粉煤灰总
量以不超过胶凝材料的 50 %为佳 , 采
用低标号水泥时 ,粉煤灰占胶凝材料的
总量还应适当降低 。总之 ,超量取代时
应通过试验确定 ,现举例如下 。
用 425 号普通水泥配制 M 10 水泥
砂浆 , 施工水平为一般 , 粉煤灰为石景
山热电厂 ?级粉煤灰 。依据《砌筑砂浆
() 配合比设计规程》J GJ / T 98 - 96计算
配 制 M10 水 泥 砂 浆 水 泥 用 量 为 185 3 3 k/ m,砂用量为 1 450 k/ m。对于 185gg
用低等级粉煤灰高掺量配制C30级混凝土的研究
用低等级粉煤灰高掺量配制 C30 级混凝土的研究
鄢朝勇
( )襄樊学院建工系 ,湖北 襄樊 441003
摘要 :介绍用低等级粉煤灰高掺量研制 C30 级混凝土所用的原材料 、技术途径 、配合比及试验结果 ; 抗渗
性 、抗冻性的试验结果及机理分析表明 ,所配制的混凝土耐久性优良 。
关键词 :低等级粉煤灰 ;高掺量 ;耐久性 ;机理分析
( ) 中图分类号 : TU528. 2 文献标识码 :B 文章编号 : 1001 - 702X200306 - 0023 - 02
灰混凝土中粉煤灰取代水泥量一般5 %,为2 0 % ,并且其早期 0 前 言 强度较低,当取代水泥量大 于20 %时就会导致混凝土强度特别
目前 ,掺工业废渣的高性能混凝土已在较高强度等级的混 是早期强度大幅度下降 。针对上述问题,本研究采用排放量最 大 凝土工程中得到推广应,但工程建设中用量较大用 C3的0级 左 的 ?级粉煤灰,经特殊技术处理后高掺量配 C3制0级混凝 土 。 右的混凝土大部分仍未掺或仅掺少量工业废渣 。另一方
面 ,我国 是粉煤灰排放大,国历年积存的粉煤灰已超 10过 亿 t ,1 原材料 作为混凝土的主要工业废渣细掺 ,其资源十分丰料 富。但由于我粉煤灰: 采用襄樊热电厂原状湿排粉 煤,其性能见灰 表 ( 国适合配 制高性能混凝土的优质粉煤灰较?少、?级灰只占
) 5 %左右, 且已基本用于水泥和混凝土的生,大部分是低等级产1 。由表1 可知 ,该粉煤灰粒度较,粗按 照 GB 1596- 9《1用于
粉煤灰 , 其活性较低,不能 直接用于配制高性能混凝。另土外,目 水泥和混凝土中的粉煤灰》,属于等外灰,质量较 差, 不能直 前粉煤 接用于混凝土。中
% 表 1 粉煤灰的性能
( )烧失量 细度 0 . 045 mm 方孔筛筛余 需水量比 28 d 抗压强度比 SiO+ AlO+ FeOSO 2 23 233 87 . 22 1 . 85 5 . 12 68 . 4 110 52
主要有以下几方:面 生石灰:市售磨细生石灰 。粉
( ) 1对粉煤灰进行活化处理生石膏:襄樊市水泥厂生石 ,S膏O 含量3 9. 6 % 。 3
() (采用物理活化 机械磨细与化学活化 加复合化学激发 水泥: 光化水泥厂32 . 5级矿渣硅酸盐水 。泥
) (剂相结合的高效复合活化技术对低等级粉煤 如 ?灰、?级 骨料 :细骨料为中砂,M x = 2. 65 ;粗骨料为5, 20 mm 卵石 。
) 灰进行活化处理,可制备成具有高活性的粉煤灰 掺合 。我料 磨细石灰石粉:细 度0 . 080 mm方孔筛筛 余1 %左右, 作
复合掺合料的组分之C一aC O。3 微粉可作为晶核促C进3 S、 C3 A们用该技术活化后的 ?级及 ?级粉煤灰配32. 制5,出42. 5级
高掺量粉煤灰水。泥 等熟料矿物水化,并能 与C A 反应生成早强型物,质从而 提 3
1 ( ) 2掺高效减水剂等外加剂高混凝土强度,改善流动性及耐久性 。
高效减水剂的减水率一般15为 %, 25 % 有的甚至达,到外加剂:采用化学激发剂 和FD N 高 效减水剂等,均为 市
30 %,35 % 。其可较大地降低水灰,在保持混凝土强度比 基 售 。
本相同时,可减 少1 5 %,25 %的水泥用量,甚至更 多 。粉煤灰 2 技术途径 与高效减水剂合用,可充分发挥粉煤灰的火山灰效 、微应集
用低等级粉煤灰高掺量配C3制0 级混凝土的技术途 径料效应和颗粒形态效,应提高粉煤灰的水泥取代 率 。必要时 还可掺入复合早强剂 ,提高混凝土的早期强度以弥补粉煤灰 基金项目 :湖北省教育厅 2003 年重点科研项目 ( 2003A004) 取代水泥量大时的早期强度下。 降 收稿日期 : 2002 - 09 - 19 ;修改日期 : 2003 - 03 - 02 ( ) 3掺复合活性掺合料
作者简介 : 鄢朝勇 ,男 , 1956 年出生 ,教授 ,主要从事建筑材料及制品 当粉煤灰取代水泥量较低,可单掺时 高活性粉煤; 灰当 研究 。地址 :湖北襄樊市建华路 105 号 ,电话 : 0710 —3230860 。 粉煤灰取代水泥量大30于 % 时 ,需采用复合掺合。料目前 使
?23 ? N EW BU ILD IN G M A TERI ALS
建筑石膏与胶凝材料 Gsum nad C mee ntf o r Buildinyp g
(用最广泛的活性掺合料有粉煤灰 、矿渣微 、硅粉粉 、沸石粉、 激发剂,混匀后保湿静 置1 周 ,再经热处理 在 105 ?下烘干
2 ) ( 至含水率小于5 % 及磨细 细度为0 . 080 mm 方孔筛筛余稻壳灰等,其它还有石灰石 、粉煤矸石粉等。研究发现,单 一 2 1 % 比表面,积450 0,5000 cm/ ) 的方法得到活化粉煤。灰 的掺合料性能单,一活性难以充分发 ,挥复合掺合料由 多 种g
活性掺合料组成,可优势互 补,产生超叠加作 用,使掺合料 总配合比及性能 3 的活性进一步提高 。如粉煤- 矿渣复灰 合 、粉煤灰- 沸石复
3. 1 配合比及试验结果 合 、粉煤灰- 矿渣- 石灰石粉复合等可得到较高活性的复 合
() 掺合料,取代水泥量可 达30 %,50 % 。基准混凝土 按 C30 进行配合比设计及低等级粉煤灰
本研究采用将湿排粉煤灰掺适量生石 、生石膏及化灰学高掺量C 30级混凝土的配合比及试验结果见 2 。表
表 2 低等级粉煤灰高掺量 C30 级混凝土配合比及试验结果
3坍落度/ mm 抗压强度/ M Pa )( 混凝土配合比/ kg/ m
水泥 砂 石 水 活化粉煤灰 石灰石微粉 FDN 0 1 h 7 d 28 d 60 d 450 531 1239 180 - - 4 . 5 180 140 26 . 7 37 . 8 41 . 6 270 430 1239 180 270 5 . 4 5 . 4 230 220 26 . 2 40 . 9 48 . 5 由表2 可知, 掺高效减水剂FD N和活化粉煤灰的混 凝减少, 另一方面因早期的水化热大幅度下,使混凝土降 的内 土坍落度比单掺FD N的基准混凝土 大50 mm ,坍落度的经时 外温差减小,从而避免或在最大程度上减少早 期混凝土内部 损失也小得多 。这说明掺入的活化粉煤灰对混凝土拌合物有 微裂缝的产生 ,这对于混凝土内部形成连续结构和保持体积 一定的塑化与保塑作用, 对于远距离运送的预拌或商品混凝 稳定性有非常重要的作用,为大幅度提高混凝 土的耐久性创 土保持可泵性具有良好的作用 ; 就强度而言,该 混凝土的早
造了先决条件。 期抗压强度与基准混凝土相,而当 2 8 d抗压强度高于基准 混
凝土, 60 d 抗压强度远高于基准混凝。土 ( ) 2粉煤灰的火山灰效应使富集于水泥- 集料界面石 过
() 渡区的 Ca OH形成水硬性胶凝物,强化了水泥石质 与集料2
之间的界面,再加上粉煤灰的微集料效 ,能应“ 细化”孔隙 和混凝土的耐久性 3. 2
试验结果3. 2. 1 堵塞毛细孔通道,使混凝土的密实性及孔结构 比基准混凝土 表 3 与表4 为低等级粉煤灰高掺C量30 级混凝土的 抗 有很大的改善。
渗性及抗冻性试验结。果 ( ) () 3由于掺入的粉煤灰水化时消耗了大Ca O量H 和一 2
表 3 混凝土的抗渗性试验结果 些碱组分,使混凝土中不耐蚀成分减 ,从而提高抗化少 学 腐
蚀性 。至于混凝土的碳化问,由于所配制的混凝土密题 实度试件编号 # # # # # # 1 2 3 4 5 6 - 极高, 能有效阻止或延C缓O 、Cl 、水及氧等在混凝土中的 渗2 最大水压/ M Pa 3 . 0 3 . 0 3 . 0 3 . 0 3 . 0 3 . 0 平均渗水高度/ mm 透扩散,而且粉煤灰能抑制杂散电流对钢筋的锈 ,因此蚀对 56 73 65 70 61 58
钢筋的保护能力是足够的 。综上所,所研制的混凝土述 耐久 注 :6 个试件端面均未渗水 。
性是比较优良。的 表 4 混凝土的抗冻性试验结果
项 目 50 次冻融循环 100 次冻融循环 4 结 论 基准混凝土试件强度/ M Pa 38 . 5 39 . 2 冻融后试件强度/ M Pa 强度采用经高效活化处理的低等级粉煤灰并掺入高效减水 36 . 6 33 . 4 损失/ % 剂等措施可配制出施工工作 、体积稳定性及性耐久性等性能 4 . 9 14 . 8 质量损失/ % 0 1 . 2 优异的C 30级混凝 土 。
由表3 及表4 的试验结果可知,所配 制的混凝土具有 优
(() ) 良的抗渗性 大于S 30与抗冻性 大于D 100。参考文献 :
1 吴中伟 ,廉慧珍 . 高性能混凝土 . 北京 :中国铁道出版社 ,1999. 机理分析 3. 2. 2 朱雅石 . 上海市混凝土工程技术发展综述 . 混凝土 ,2000 , 2 低等级粉煤灰高掺C量30 级混凝土的耐久性优异 是 因( ) 7: 58. 为:
?( ) 1由于水泥用量的大大减,一方面使混凝土的干少 缩
2?4 ? 新型建筑材料 2003 . 6
? 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
高含碳量低等级粉煤灰水泥配制建筑砂浆试验研究
高含碳量低等级粉煤灰水泥配制建筑砂浆
试验研究
第20卷第3期石家庄铁道学院(自然科学版)v.1.20No.3
2007年9月JOURNALOFSHIJIAZHUANGRAILWAYINSTITUTE(NATURALSCI
ENCE)Sep.2007
高含碳量低等级粉煤灰水泥配制建筑砂浆试验研究
杨印胜,周保良,尹玉辉
(1.石家庄市建设工程质量监督站,河北石家庄050021;
2.河北大地建设工程检测有限公司,河北石家庄050021;3.石家庄市园林绿化工程质量监督站,河北石家庄050021)
摘要:对高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆的工作性能和力学性能及灰砂比,矿物掺合料对
该建筑砂浆的性能影响进行试验研究,结果表明当灰砂比分别为1:3,1:4,1:5.4,1:6时可
配制M20,M15,MIO,M7.5,M5不同等级的高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆,试配强度分别为:
22.4MPa,16.3MPa,12.8MPa,9.6MPa和6.3MPa;粉煤灰掺量在15%以内,高碳量低等级粉煤
灰水泥砂浆均满足设计强度要求,其工作性能相当理想.试验结果表
明高含碳量低等级粉煤灰
水泥砂浆可应用工程实践中,而且经济效益可观.
关键词:高含碳量;粉煤灰;砂浆
中图分类号:TQ177.6文献标识码:A文章编号:1674—0300(2007)03—0096—03
1引言
建筑砂浆是一项用量大,用途广泛的建筑材料.粉煤灰在建筑上的应用,主要集中于生产墙体材料,
量大面广的建筑砂浆(含砌筑,抹灰及地面砂浆)及掺用于混凝土中.利用高含碳量低等级粉煤灰水
泥配制的砂浆促进了低等级粉煤灰的回收利用,高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆工作性能的优劣直
接影响该种水泥砂浆的推广应用,本文在这方面做了大量的试验研究.
2原材料和砂浆的配比
2.1原材料
(1)含碳量低等级粉煤灰水泥.细度0.8%,流动度169mm,比表面积382inkg,标准稠度30.5%,
初凝时间8min,终凝时间15min,安定性合格.
(2)粉煤灰.西柏坡火电厂二级粉煤灰,其化学成分:SiO250.33%,CaO3.21%,Fe2038.11%,A1203
25.61%,MgO1.12%,K200.83%,Na200.32%,SO30.35%,loss6.3%.物理
性能:表观密度2.1g/am,
需水量比95.6%,细度8.1%,28d抗压强度比68.5%.
(3)LB缓凝剂,掺量0.5%一1.5%.
2.2砂浆配比及工作性能
高含碳量低等级粉煤灰水泥(CI_E)砂浆配合比见表1.
表1高含碳量低等级粉煤灰水泥ICLC)砂浆配合比及工作性能
表I可以看出高含碳量低等级粉煤灰水泥的稠度和分层度符合建筑砂浆的要求,其工作性能相当理
收稿日期:2007—05—18
作者简介:杨印胜男1967年出生工程师
第3期杨印胜等:高含碳量低等级粉煤灰水泥配制建筑砂浆试验研究97
想.
3高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆性能的实验研究
3.1灰砂比对高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆性能的影响
灰砂比直接影响着砂浆强度,本试验中灰砂比取l:3,1:4,1,1:5,1:5.4和l:6,粉煤灰取代量
为15%,缓凝剂为0.8%,抗压强度值见表2.
表2CLC水泥砂浆各龄期压强度MPa
从表2可以看出,掺加15%粉煤灰后相同配比的砂浆与未掺粉煤灰相比较强度均有所下降,但能达
到强度等级设计要求.灰砂比为1:6时,砂浆达到强度等级M5;灰砂比为1:5.4时,砂浆达到强度等级
M7.5;灰砂比为1:5时,砂浆达到强度等级MIO;1:4时,砂浆达到强度等级M15.;1:3时,砂浆达到强
度等级M20.
3.2粉煤灰取代率对高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆性能的影响
粉煤灰掺人砂浆后会对砂浆的一些性能和特点产生影响,这就是粉煤灰效应.一般粉煤灰效应包括
形态效应,活性效应和微集料效应3个基本方面引.不同粉煤灰取代率下高含碳量低等级粉煤灰水泥
砂浆的力学性能见图1.
由图1可以看出,以28d抗压强度为标准,不同强度等级的高含
碳量低等级粉煤灰水泥砂浆的粉煤灰最佳取代水泥率为15%左右,
如超过15%,砂浆的强度衰减幅度增大.当粉煤灰取代水泥率不超皇
过l5%,M5,M7.5,MIO,M15和M20的砂浆28d抗压强度均接近或
略高于设计强度,均满足设计要求.萌
:
4效益分析
如果高含碳量低等级粉煤灰水泥应用于工程中,高含碳量低等
级粉煤灰水泥200:;r/t计算,普通水泥市场价格为260t,粉煤灰
按65t计算(其取代率为15%),减水剂(FDN,掺量0.5%)5000
元/t,LB缓凝剂1500Yr./t.根据试验配合比,砂浆经济效益分析见
表3.
表3高含碳量低等级粉煤灰水泥砂浆经济效益
粉煤灰取代率/%
图1粉煤灰取代率
如果年产l0万t的商品砂浆厂生产M7.5砂浆,每年节约成本约120万元.
加墙m64
石家庄铁道学院(自然科学版)第20卷
5结语
利用高含碳量低等级粉煤灰水泥配制建筑砌筑砂浆,掺加一定量的缓凝剂,能配制出M5,M7.5,
MIO,M15和M20不同等级的建筑砌筑砂浆,试配强度分别为:6.3MPa,9.6MPa,12.8MPa,16.3MPa和
22.4MPa.经济效益分析结果表明生产和运用该种水泥砂浆可节约大量的成本,运用前景可观.
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ExperimentalStudyonMortarMixedwithPulverizedAshCementMade
fromFlyAshContainingHighCarbonContent
YangYinsheng,ZhouBaolmng,YinYuhui.
(1.ShijiazhuangCommunicationsEngineeringQualityMonitoringStation,Shijiazhuang050021,China;
2.HebeiDadiCivilEngineeringCo.,Ltd.,Shijiazhuang050021,China;
3.ShijiazhuangLandscapeConstructionQualitySupervisionStation,Shijiazhuang050021,China)
Abstract:Teststudiesaremadeontheworkingandmechanicalpropertiesofhi
gh—carbonlowgradeflyash
cementandtheinfluencesofthecement—sandratioandmineralmixtureonth
eperformanceofmortar.There—
suhsshowthatdifferentgradesofhigh—carbonlowgradeflyashcementmort
arM20,M15,M10,M7.5andM5,
withteststrengthsof22.4MPa.16.3MPa.12.8MPa,9.6MPaand6.3MPa,canbemixedwiththecement—
sandratioofl:3.1:4,1:5.4and1:6respectively.Whenflyashcontentislessthan15%,thestrengthof
thelowgradehighcarbonflyashcementmortarmeetsdesignrequirements,andhassatisfactoryperformance,
indicatingthathigh—carbonlowgradeflyashcementmortarisapplicabletoengineeringpracticewithremarkable
economicreturns.
Keywords:highcarboncontent;flyash;mortar
(责任编辑刘宪福)
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