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粉煤灰混凝土的配制及其性能研究

粉煤灰混凝土的配制及其性能研究:掺入一定量的粉煤灰配制的商品混凝土其抗压强度与基准商品混凝土相比,虽然早期强度普遍有所降低,但是其后期抗压强度基本可以接近基准商品混凝土,特别是在某一合适的取代率(20%左右)下,其抗压强度甚至可以超过基准商品混凝土的抗压强度。

  摘要:文章着重分析了耒阳电厂粉煤灰的历史与现状,研究了其存在的问题。研究结果表明:掺入一定量的粉煤灰配制的商品混凝土其抗压强度与基准商品混凝土相比,虽然早期强度普遍有所降低,但是其后期抗压强度基本可以接近基准商品混凝土,特别是在某一合适的取代率(20%左右)下,其抗压强度甚至可以超过基准商品混凝土的抗压强度。

  关键词:粉煤灰;耒阳电厂;商品混凝土

  煤粉在电厂锅炉燃烧过程中,碳和挥发物被烧掉后剩下的矿物质如黏土,页岩,石英等经烧至熔融,悬浮在炉烟气中,熔融的矿物质随烟气迅速移至低温区固化,因表面张力形成的球型颗粒,在排放到大气前经收集即为粉煤灰。耒阳电厂灰渣目前的年利用总量为4万吨左右,利用率仅17%,远远低于去年我国灰渣综合利用率平均值(67%),排在湖南各火电厂的后列。其堆场流出的废水,已使周边农田碱性化,污染了地下水;贮灰渣表面有时因无覆盖水,产生了扬尘,污染了空气。随着二期机组今年8月上网发电和三期机组的发电,该电厂灰渣排放量会迅猛增加,如果不立即开发利用,将对当地的土地资源和环境造成更不利的影响。

  一、试验方案

  采用超量取代的方法,以15%、25%、35%、50%的取代率取代耒阳Ⅱ原状灰配制C30商品混凝土试块,加激发剂。

  二、原材料试验

  水泥――“浯溪”牌P.042.5级水泥。

  细骨科――砂。湘江河砂,MX=2.40,级配符合Ⅱ区,为中砂,含水率由每次实验前确定。

  粗骨料――卵石。湘江河卵石,最大粒径控制为40mm,含水率也由每次实验前确定。表观密度Pog=2.66g/cm3

  减水剂――衡阳市银利化工有限公司生产的高效减水剂,结合实际经验,其掺量在0.6%―0.9%之间选取。

  拌合水――自来水。

  粉煤灰――耒阳电厂生产的粉煤灰。

  激发剂――本次实验用激发剂有两种,激发剂I为碱类激发剂,激发剂Ⅱ为酸盐类激发剂。

  三、实验结果及分析

  (一)C30不同原状灰15%取代率的实验结果及分析(见表1)

  结果分析:通过以上数据可知,在相同取代率的情况下,由两种耒阳灰所配制的商品混凝土试块所得的抗压强度较湘潭灰好,而两种耒阳灰相比,第二种又比第一种好,其7d、28d、60d抗压强度与基准相比可分别达到79%、95%、91*(60d最低抗压强度达43.7MPa)。两种耒阳灰相比,其早期强敌相差较大,7d抗压强度分别为26.7MPa,31.5MPa,但是期后期强度(28d以后)基本上抗压接近。

  (二)C30基准及不同取代率不同处理方法的实验结果及分析(见表2―表5)

  对C30强度等级实验数据的分析:

  1、取代率对抗压强度的影响。经过对C30强度等级不同取代率的7d、28d、60d抗压强度的数据分析对比可知:随着取代率的增加,其抗压强度一般都有下降的病趋势,特别是早期抗压强度。综合总体的情况并考虑到工程实际应用,可以考虑取代率在15%―25%之间选取为佳。

  2、处理方法对抗压强度的影响。经过对C30强度等级的不同处理方法的7d、28d、60d的抗压强度曲线的分析对比可知:经过球磨处理的粉煤灰商品混凝土较其它三种处理方法而言,其强度有明显的提高,特别是15%、25%两个取代率,其28d、60d抗压强度甚至可以超过基准抗压强度,28d抗压强度分别达到基准抗压强度的121%,106%;60d抗压强度分别达到基准抗压强度的109%,103%。另外,经过激发剂2出路的粉煤灰商品混凝土,其15%的取代率28d、60d抗压强度也超过了基准抗压强度。28d抗压强度达到基准抗压强度的102%;60d抗压强度达到基准抗压强度的103%。综上所述,球磨处理的方法最好,其次是加激发剂Ⅱ。

  商品混凝土通常是在水灰比相当大的条件下备制的,因此需要大量的水化生产物填充于骨料于水泥颗粒的间隙,才能将其粘贴为一个整体。在这种情况下,水泥的水化活性是决定因素:水化活性越大,意味着水化速度最快,水化生成物越多,胶凝性能越好,活性高的水泥有充分水化条件,生成大量的凝胶于与结晶,满足填充空隙的能力。试验证明,粉体愈细,早期增强效果愈好。已有研究证明,含硅质粉煤灰的硬化浆体中六角片状Ca(OH)2明显减少或消失,而C-S-H增多,结构变得更为致密。粉煤灰的二次水化对商品混凝土后期强度有较大的贡献,这就是磨细耒阳2强度比原状灰高的原因。

  四、结论

  (一)球磨的处理方法最好

  由以上试验数据可知,在三种处理方法中,球磨的处理方法最好。粉煤灰的颗粒越细,微小玻璃球性颗粒越多,比表面积也越大,粉煤灰中的活性成分也就越容易和水泥中的Ca(OH)2化合,其活性就越高。

  (二)最佳取代率为25%左右

  由以上试验数据可知,在四种处理方法中,最佳取代率为25%左右。在这一取代率范围内,粉煤灰能有效的发挥其各项效应,如填充效应、微集料效应等,能显著提高商品混凝土的抗压强度。

  参考文献:

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