粉煤灰对混凝土力学和耐久性的影响的研究

粉煤灰作为工业废料，一直对环境污染造成很大的危害，2015年我国年产量可达 5亿吨之多。如何把粉煤灰变废为宝，是几十年来科研工作者们一直努力的方向。现在粉煤灰可以制成粉煤灰砖、粉煤灰水泥、粉煤灰砌块、粉煤灰混凝土等等建筑材料。由于粉煤灰是一种火山灰质材料，在常温下粉煤灰可以进行二次水化反应，生成难溶的 H-S-C，这种胶体填充了混凝土内部的孔隙，提高了混凝土强度和抗渗性。粉煤灰的独特的微观形态使得粉煤灰掺加到混凝土中，提高了混凝土的和易性，在不改变混凝土的和易性的前提下，可以减少混凝土的用水量；在不改变混凝土的水灰比的前提下，可以减少水泥的用量。粉煤灰的综合利用不仅可以节约水泥，降低工程材料成本，对节约能源，减少环境污染都有不可估量的作用。 一、在进行本项试验研究之前，先给介绍一个试验中的参数 1、粉煤灰掺加量 在高性能混凝土中采用优质粉煤灰是目前混凝土配制的普遍做法。发达国家早已把粉煤灰视为混凝土中必不可少的第六组分来对待。许多国家的试验结论已经明确指出：粉煤灰对混凝土后期强度的增长及耐久性的提高有着显著的贡献。其取代水泥量一般为25-40%。英国雪非耳大学试验证明：粉煤灰掺加量为30%的情况下。能满足混凝土的强度和易性等方面的要求。本文试验中粉煤灰取代量就根据这个参数设置的，分别设置粉煤灰的取代量为0%，5%，10%，15%，20%，25%，30%，还有的两组掺量在10%和15%掺外加剂的试验。通过试验对比粉煤灰对混凝土的和易性、强度和耐久性能的影响，确定该粉煤灰的最佳掺加量。 2、粉煤灰混凝土强度 混凝土强度混凝土强度包括：抗压强度、抗折强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪切强度等。 就是按照计算的配合比，通过标准的试验方法，制得的标准试件，用标准的养护方法养护7D或28D，用标准的计算方法算得的强度值。本次试验测定了不同掺加量情况下粉煤灰混凝土7D、28D和120天的抗压强度、抗折强度和抗拉强度（轴心劈裂强度）。通过试验对比数据，进一步研究不同掺加量的粉煤灰对混凝土的强度的影响。 3、混凝土的耐久性 混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。简单地说，混凝土材料的耐久性指标一般包括： 抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、混凝土的碳化等性质。混凝土耐久性是一个综合指标。 混凝土的碳化性能是反应混凝土老化程度的一个试验，碳化程度越深，证明混凝土对钢筋的保护作用越弱，老化的越厉害。所以通过不同掺加粉煤灰的混凝土的在不同龄期（7d、28d、60d、75d、180d）的碳化深度的测定，来评价粉煤灰掺加量对粉煤灰混凝土碳化的影响。 二、试验原材料介绍 1、粉煤灰 牡丹江第二发电厂的干排灰，按GB1596-2005经过试验检测，属于Ⅱ级灰。 2、水泥 试验中采用牡丹江水泥集团生产的 P·O 42.5水泥，其性能指标符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》标准规定。 3、砂、石 试验中采用牡丹江砂石厂的江砂、石，经检验砂属于中砂，碎石粒径5-31.5mm，符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂石质量标准》规定。 4、外加剂 为充分发挥粉煤灰的活性效应，我们结合粉煤灰参与水化反应的特点，采用了高性能混凝土减水剂，符合GB8076-2008《混凝土外加剂》标准规定。 三、试验步骤及数据 1、粉煤灰混凝土的技术要求 对比混凝土配合比设计主要控制如下参数：设计强度等级 C30，配置强度38.2MPa，坍落度70-90mm，粉煤灰不同掺加量的情况下，粉煤灰混凝土的配合比（材料用量除去砂石用量，因为砂石用量每组都一样），见表1-1所示。其中第一组到第六组的试验中没有掺加外加剂，只有第七组和第八组中掺入了外加剂。 2、粉煤灰混凝的试验条件 试验条件：采用机械拌合、振实台振捣、标准养护温度 20±2℃，湿度 95%以上。制作标准的立方体，用标准的试验方法进行强度试验，按照计算规则计算平均强度，填入表1-1中。 3、为测定粉煤灰对混凝土的作用效果，并以此判定粉煤灰用于混凝土中的最佳用量及合理的用法，我们在试验室条件下，以C30混凝土为对比基础，改变粉煤灰取代水泥值，测定混凝土拌合物性能、硬化混凝土的物理力学性能及其耐久性能，并比较分析试验结果。 在对比混凝土基础上按如下各量掺加量水泥 5%、10%、15%、20%、25%、30%。试验用混凝土配合比、拌合物性能及物理力学性能指标见表1-1所示。 表1 -1 粉煤灰混凝土拌合物的性能及物理力学性能指标编号 0 1 2 3 4 5 6 7 8水泥用量（Kg/m3）310 294 279 264 248 233 217 279 264粉煤灰掺加量（%） 0 5

文章来源：《粉煤灰综合利用》 网址: http://www.fmhzhlyzz.cn/qikandaodu/2020/0803/336.html