粉煤灰对高性能混凝土强度和电通量的影响

2012-11-05中铁建二十二局集团第四工程有限公司河北高碑店074000

山西建筑 2012年9期

(中铁建二十二局集团第四工程有限公司，河北高碑店 074000)

0 引言

在高性能混凝土中，粉煤灰作为掺合料应用越来越广泛，主要是由于其形态效应、活性效应、微集料效应，使混凝土(其中含有铝硅酸盐玻璃微珠)具有良好的润滑流动作用，增加了和易性;其次是SiO2，Al2O3与水泥的水化产物反应，生成了水化硅酸钙和水及铝酸钙，减小了混凝土的孔隙率，改善了混凝土的结构，使其更加致密;再就是由于其颗粒粒径都在45 μm以下，填充在水泥颗粒中间，增加了混凝土的密实度，并且有利于混合物的水化反应;这些效应在一定的范围内，使混凝土的强度增加电通量大大降低，保证了混凝土的抗蚀耐久性，并且降低了单位成本。

我局承建的湘桂铁路扩改工程柳南和南黎铁路三标段是南宁北上和东出的两条铁路大动脉，全长64.135 km，有桥梁58座，其中特大桥14座，涵洞51座，隧道9座，预制32 m箱梁1 103孔，强度等级从C15～C50(其中C15～C40采用56 d强度评定)，全部采用高性能耐久性混凝土，并且桩基、承台、墩身、仰拱和二衬设计等级都为C35，为此我们以C35混凝土中不同粉煤灰的掺量进行试验。

1 试验原材料

1)本试验所选用的水泥为广西华润红水河P.O42.5水泥，其性能指标见表1。

表1 P.O42.5水泥性能指标

表2 Ⅱ级粉煤灰性能指标%

3)试验所用的细骨料为贵港木梓镇砂场的中砂，试验结果如表3所示。

表3 中砂试验结果

4)试验所用的粗骨料为黎塘帽子村碎石场生产的5 mm～ 31.5 mm连续级配的碎石，试验结果见表4。

表4 碎石试验结果%

5)试验所用的高效减水剂为深圳五山建材有限公司生产的WS-PC聚羧酸减水剂，其性能见表5。

表5 WS-PC聚羧酸减水剂性能指标%

6)试验拌合用水为井水，符合拌合用水的要求，所有的原材料都符合高性能混凝土的要求。

2 试验所用的配合比

我们选用了不同掺量的粉煤灰取代胶凝材料按表6进行了混凝土的试拌，拌合物坍落度呈现出一个规律性的变化，随着掺量的增加，流动性加大，到了一定的程度后又在减小。

表6 试验所用配合比

3 抗压强度及电通量

成型的混凝土试件经过标养，7 d，28 d，56 d进行抗压和56 d电通量试验，试验数值见表7。

表7 试验数值

4 试验结果分析

1)强度的变化如图1所示。

在水胶比相同的条件下，随着粉煤灰掺量的增加，7 d的抗压强度，呈现出降低的趋势，从 39.0 MPa降到 18.3 MPa，降低了53%;前期混凝土的强度增长主要依靠水泥的水化来完成。28 d粉煤灰的活性效应逐渐显现，强度都有显著的增加。掺量从0%～35%，强度的差值不大，但在25%～35%之间有一定的优势，掺量在35%以后强度从44.5 MPa降到33.8 MPa，降低了24%。56 d粉煤灰的强度效应充分表现出来，在5%～35%之间，掺加粉煤灰的混凝土强度明显高于不掺的，随着掺量的增加强度也在升高;但到了35%以后，强度又呈降低的趋势。从图1可以看出25%的掺量28 d 45.9 MPa，56 d 53.0 MPa，都是强度的最大值，25%是粉煤灰的最佳掺量。在不掺加粉煤灰的混凝土中，28 d比7 d增加了10%，56 d的强度也比28 d的强度增加了8%，混凝土7 d强度上升较快，此时水泥的水化反应速度快，一定要加强养护，但后期也有所增加，管理不可忽视。而在25%的掺量中，28 d的强度比7 d增加了52%，56 d比28 d增加了15%，混凝土在7 d以后上升较快，主要是粉煤灰的二次水化反应开始，增加了水泥石的强度。在后期的56 d强度中，掺加25%粉煤灰的混凝土强度比不掺的增加了13%，粉煤灰对混凝土的强度优势充分的表现出来。

2)56 d的电通量变化趋势如图2所示。

从图2中可以看出随着粉煤灰掺量的增加，电通量先是减小，30%是最低值，随后随着掺量的增加电通量又开始增加，30%是最佳粉煤灰掺量，56 d的电通量比纯水泥的降低63.6%。可见粉煤灰的掺入大大的降低了混凝土内部的孔隙率，使混凝土变得致密，有效地降低了氯离子的渗透性，但并不是掺量越大越好，达到一定的极限后，电通量又有一定的增加，但比不掺加粉煤灰的混凝土的电通量仍要低很多，粉煤灰对降低混凝土电通量起到了很大的作用。