粉煤灰掺量对混凝土力学性能影响的试验研究

粉煤灰掺量对混凝土力学性能影响的试验研究

符癸丙

海南华森建材销售有限公司，海南 海口 570203

摘要：随着我国经济日新月异的发生变化，我国建筑工程的施工方向也在进行多规格细致改革，以建筑工程用料为首要发展方向。使粉煤灰掺量对混凝土产生的各项影响起到积极作用。通过研究显示，粉煤灰在掺量在18%左右时，其产生的应用效果最为优良，如果微颗粒填充到混凝土中，使其混凝土在制作过程中产生的凝胶物质增多，会使混凝土形成致密结构。本文通过研究分析混凝土的各项性能，提出相应的改革建议。关键词：粉煤灰；高性能混凝土；活性效应；二次反应

引言

随着国民总体经济的深化改革，高性能的混凝土作为建筑产业的首选原材料变得十分重要。高性能混凝土取代了以往的普通混凝土，成为建筑领域最受欢迎的建筑材料粉煤灰作为凝胶材料，在建筑施工中混入到混凝土当中。不仅对低碳环保产生了重要影响，还能降低混凝土中水泥的加入量，开源节流，保障了混凝土的使用功效对我国低碳、环保、可持续发展产生了深远影响及重要意义。伴随着我国现代建筑改革面向高难度、高方向发展，混凝土性能是考察进入质量的重要判断方向，混凝土方面的各项研究课题通过技术、产业改革以及相对学术探讨，对粉煤灰的各项性能进行了具体情况具体分析，氯离子扩散系数不断降低，使混凝土的抗渗性不断提高，对原有的混凝土试块及粉煤灰，硫酸盐等各种腐蚀性产生了深远影响。数字化模式分析，对建筑原材料进行数据采集，是混凝土的各项研究有数字化理论作为支撑，以实际化应用作为主导，针对粉煤灰掺入混凝土的各项变化以及所产生的化学性能进行了重要的数据实验研究。

1试验原材料和试验方法

1.1试验原材料

水泥选用P·O42.5级水泥，粗集料采用长庆桥所产的普通卵石/碎石，表观密度为2630kg/m3，含泥量0.2%；粉煤灰采用平凉华茂粉煤灰有限公司生产的II级粉煤灰；减水剂用减水率为18%的缓凝高效减水剂。矿粉增加早期强度是在特定的条件下，比如高温固化或是外加石灰粉，同时矿粉对于水泥的替代率也需要在合理范围内水泥，石材行业一大难题就是石粉，量大的石粉还没有进一步开发和利用，如果能利用起来为环保进行进一步把控，石材行业虽然不为大家熟知但是每年产量巨大，现在产生的石粉大部分都堆埋掉并不可持续，很多生产石材贴或者石材漆的都用矿粉。混凝土三大胶材中的矿粉，全称是粒化高炉矿渣粉，以为矿粉就是破碎石头后残渣磨细的产物。粒化高炉矿渣是在高炉冶炼生铁炼钢得到的叫钢渣时所得，以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，高温状态下经水淬急冷来不及结晶而形成的细颗粒状玻璃态物质。矿渣在水泥工业中的综合利用主要经历了三个阶段：第一阶段粒化高炉矿渣主要是用作水泥混合材使用。

表1水泥的性能指标

1.2粉煤灰适宜参量

粉煤灰在混凝土生产过程中占有非常大的作用，其含有的微信颗粒可以均匀的分布在水泥浆中，填充孔隙和毛细孔。改善混凝土结构的同时也能够增大密实度。在水泥水化条件相对改善过程中，粉煤灰水化缓慢，使得整个混凝土的水灰比增大，此时的水泥水化程度会不断的提高，在此过程中，粉煤灰的掺量也会逐渐增大明显。 当参量大于45%后，混凝土数小时的塌落度几乎没有任何损失，在长途运输的过程中依旧可以实现自密实的效果。用水量降低的情况下，整个水胶比和密水率也会减少。从而能够帮助厂家生产出具备高抗渗和耐久性较高的混凝土。粉煤灰与水泥水化产生的Ca(OH)2发生反应，减少了Ca(OH)2的含量，改善界面过渡区结构，使浆体界面的粘结力增加。对改善混凝土的和易性、保水性、流动性，提高强度及长期耐久性都有极为重要的作用。

1.3试验方案

各氧化物表示其质量百分比。K越大表示矿渣活性越高另一种表达法是活性组分含量之和与主要的非活性组分之比，用B表示：碱度各氧化物表示其质量百分数，B＞1.6的矿渣属于活性矿渣，B越大潜在活性越高。粒化高炉矿渣的质量系数K应不小于1.2。氧化锰的含量＜4%；硫化物含量不得大于3%；粒化高炉矿渣的松散容重不大于1.2Kg/L。

1.4力学性能评价参数

粉煤灰掺量、集料品种、加载方式及龄期等因素对混凝土性能评价参数有一定的影响，但试验着重研究相同配合比HPC在不同粉煤灰参量下的力学性能，根据所测的试验数据，得出相应的评价参数。本试验选用混凝土试块的抗压强度和弹性模量作为HPC力学性能的评价指标。

2试验结果与数据分析

2.1粉煤灰掺量对新拌高性能混凝土坍落度、密度的影响

氧化铝属于酸性氧化物，是矿渣中较好的活性成分，它在矿渣中以铝酸盐或铝硅酸盐的形式存在。氧化铝含量一般为5-15%，也有高达30%的情况。矿渣活性将明显下降，硫的存在会使水泥强度有所损失；但硫化钙与水作用生成氢氧化钙起碱性激发作用，氧化钛使矿渣活性下降，国家标准规定含量不得超过10%。

2.2粉煤灰掺量对不同龄期高性能混凝土抗压强度的影响

在粉煤灰掺量保持不变时，混凝土抗压强度随着龄期的增长而逐渐增大，粉煤灰的形态效应与微集料效应使得早期掺粉煤灰HPC强度有所降低；在相同龄期下的HPC抗压强度随着粉煤灰掺量的增多先增大后呈递减趋势，龄期达到3d时，粉煤灰掺量10%、15%、20%、25%的HPC抗压强度均小于粉煤灰掺量0的混凝土抗压强度，当粉煤灰掺量在15%~20%之间时，其发挥的作用效应更显著，90d龄期时，掺量15%的HPC抗压强度甚至高达73.3MPa，当粉煤灰掺量超过20%以后，强度有所回落，原因是混凝土中的水泥用量减少，水化产物Ca（OH）2减少，粉煤灰二次反应产生的凝胶物质减少，相应的HPC抗压强度降低。

2.3粉煤灰掺量对高性能混凝土轴心抗压强度、弹性模量的影响

28d时，HPC轴心抗压强度随粉煤灰掺量的增加先增大，峰值达到55.2MPa时（掺量15%的HPC），迅速降低；当掺量为25%时，其轴心抗压强度为50.7MPa，甚至小于掺量0的混凝土轴心抗压强度；HPC弹性模量大体变化趋势与轴心抗压强度相同，当粉煤灰掺量为20%时，其值最大为41GPa，原因是粉煤灰的微集料效应填补了混凝土中的空隙，活性效应加速了混凝土的水化反应，使HPC整体刚度变大，强度和弹性模量也增加，后期减小规律分析一致。

3结论

综上所述，粉煤灰的掺量对水泥土的影响非常，大水浇保持不变的情况下，粉煤灰的掺入量可以代替混凝土中的水泥使用量。正因如此，在实际建筑工作中，应优先考虑粉煤灰代替水泥，从综合考察粉煤灰代替水泥以后，其强度变化、回弹值变化等都要进行充分的数据支持，使我国建筑行业更趋于低碳化、环保化。

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