裝配式施工知識(shí)分享：粉煤灰在高性能混凝土中的應(yīng)用

編輯推薦：裝配式建筑入門(建筑工程基礎(chǔ)知識(shí))

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1概述

高性能混凝土是近年發(fā)展起來(lái)的一種新材料,是混凝土技術(shù)進(jìn)入高科技時(shí)代的產(chǎn)物。高性能混凝土具有高工作性、高強(qiáng)度和高耐久性,通常需要使用礦物摻合料和化學(xué)外加劑。粉煤灰就是其中一種,它是工業(yè)廢料,量大,價(jià)廉,不需(或稍進(jìn)行)加工即可滿足配制高性能混凝土的要求。

2粉煤灰高性能混凝土的配制

高性能混凝土與普通混凝土相比,其變化主要在原材料的選用和配合比的設(shè)計(jì)上,對(duì)混凝土的配制要求也更嚴(yán)格。

2.1原材料的選用

水泥:采用優(yōu)質(zhì)水泥,標(biāo)號(hào)不低于42.5Mpa的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

砂子:宜選用天然河砂,細(xì)度模數(shù)2.6～3.0,含泥量不大于2%。

石子:選用質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好,吸水率低的碎石,Dmax≤20mm,針片狀顆粒含量不超過(guò)3%～5%,含泥量低于1%、壓碎指標(biāo)小于10%。

粉煤灰:配制高性能混凝土通常選用一級(jí)粉煤灰,摻量一般為水泥量的15%～30%。

減水劑:一般選用減水率20%左右的高效減水劑,摻量為膠結(jié)材總量的1.0～1.5%。選用減水劑時(shí)應(yīng)考慮減水劑與水泥、粉煤灰的適應(yīng)性。

2.2配合比設(shè)計(jì)

近年來(lái),人們提出了多種高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)方法,美國(guó)學(xué)者P.K.MEHTA提出了一種半經(jīng)驗(yàn)半實(shí)驗(yàn)性的方法,其要點(diǎn)是:設(shè)定膠結(jié)漿體與骨料的體積比為35:65;根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定用水量;水泥與粉煤灰的體積比為75:25;高效減水劑的摻量可取1%;混凝土粗細(xì)骨料體積比對(duì)強(qiáng)度等級(jí)A可取3:2,并隨強(qiáng)度等級(jí)提高而增加。這樣選定初步試配的配合比,再通過(guò)試驗(yàn)不斷調(diào)整,求得最終的配合比。

2.3制備工藝

計(jì)量。原材料的計(jì)量精度不應(yīng)超過(guò)如下規(guī)定:水泥、粉煤灰±2%;粗細(xì)骨料±3%;水、外加劑±1%。

攪拌。粉煤灰高性能混凝土的組分多,水膠比低,粘度大,應(yīng)采用減水劑后摻法。

養(yǎng)護(hù)。高性能混凝土的用水量少,水化反應(yīng)迅速,所以,粉煤灰高性能混凝土應(yīng)在澆筑后12h內(nèi)覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。

3粉煤灰高強(qiáng)混凝土的物理力學(xué)性能

3.1強(qiáng)度

在物理作用方面,粉煤灰的摻入可分散水泥顆粒,使水泥水化更充分,提高了水泥漿的密實(shí)度,降低混凝土的泌水,有利于混凝土中骨料一水泥漿界面強(qiáng)度的提高;在化學(xué)火山灰作用方面,粉煤灰顆粒與Ca(OH)2反應(yīng)生成水化硅酸鈣膠體,有利于混凝土強(qiáng)度的提高。

3.2和易性

粉煤灰對(duì)混凝土和易性的改善作用包括:(1)優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含有70%以上的球狀玻璃體,其表面光滑無(wú)棱角,性能穩(wěn)定,在混凝土泵送、振搗過(guò)程中起類似潤(rùn)滑的作用;(2)新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團(tuán),粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒,釋放更多的漿體來(lái)潤(rùn)滑骨料,有利于混凝土工作性能的提高;(3)摻入粉煤灰可以補(bǔ)償細(xì)骨料中細(xì)屑的不足,中斷砂漿基體中泌水渠道的連續(xù)性,同時(shí)品質(zhì)良好的粉煤灰在同樣稠度下能減少砼的拌和用水量,使混凝土中的水灰比降低到更低水平,減少泌水和離析現(xiàn)象。

3.3徐變

28天齡期以前,砼強(qiáng)度較低,其相應(yīng)齡期的徐變應(yīng)變也較普通砼的大,然而與普通砼等強(qiáng)度的粉煤灰砼在此后所有齡期的徐變均小于普通混凝土。

3.4耐久性

由于粉煤灰減少了混凝土的孔隙,使混凝土的抗?jié)B性明顯提高,改善了混凝土的抗化學(xué)腐蝕的能力,還能有效地減小堿—骨料反應(yīng)引起的混凝土膨脹,極大地提高了混凝土的耐久性。

3.5水化熱

用粉煤灰代替部分水泥能有效降低水化熱,降低混凝土的絕熱升溫。

3.6抗?jié)B性

粉煤灰的3種效應(yīng)均能提高混凝土的抗?jié)B性:形態(tài)效應(yīng)。粉煤灰混凝土的鋁硅酸鹽玻璃微珠,可填充水泥漿體,提高混凝土抗?jié)B性;活性效應(yīng)。粉煤灰中SiO2、Al2O3與水泥的水化物反應(yīng),生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,降低了混凝土的孔隙率,提高了混凝土的抗?jié)B性;微集料反應(yīng)。粉煤灰中微細(xì)顆粒分布于水泥顆粒之間,有利于混和物的水化反應(yīng),增加了混凝土的密實(shí)性,提高混凝土的抗?jié)B性。

3.7對(duì)鋼筋銹蝕的影響

影響粉煤灰混凝土護(hù)筋性的主要因素為混凝土的堿度和孔結(jié)構(gòu)?；炷林械匿摻钅軌蚍冷P是由于混凝土的堿性在金屬表面形成一個(gè)細(xì)微的氧化膜。最新研究表明,摻入粉煤灰能降低混凝土的孔隙率,并使混凝土孔結(jié)構(gòu)得到細(xì)化,加大了Cl-的擴(kuò)散難度,取得了良好的防腐效果。

3.8對(duì)堿—骨料反應(yīng)的影響

堿—骨料反應(yīng)是指骨料中的活性氧化硅和水泥中的堿發(fā)生反應(yīng),生成吸水產(chǎn)物,體積增大,導(dǎo)致混凝土的膨脹和開(kāi)裂。混凝土堿—骨料反應(yīng)的發(fā)生條件除骨料具有堿活性外,還需混凝土中具有高堿性,還要有水。粉煤灰取代部分水泥,不僅能降低混凝土的有效含堿量,還能產(chǎn)生物理化學(xué)作用,抑制堿—骨料反應(yīng)。

3.9抗凍性

混凝土的引氣量和強(qiáng)度是影響混凝土抗凍性的主要因素,滿足抗凍性要求的引氣量取決于混凝土的強(qiáng)度等級(jí),混凝土強(qiáng)度越高,滿足抗凍性所需的引氣量越低。對(duì)于引氣量小于3.5%的粉煤灰混凝土,其水灰比對(duì)抗凍性有顯著的影響,則其水灰比對(duì)混凝土的抗凍性影響不大。

4工程應(yīng)用

用粉煤灰配制的高性能混凝土,其抗?jié)B抗凍、抑制堿-集料反應(yīng)效果顯著,體積穩(wěn)定性和耐久性良好。任何強(qiáng)度等級(jí)的混凝土按高耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì),都可以做成高性能混凝土,因而被廣泛應(yīng)用于普通建筑工程中。

裝配式建筑作為一種新興的建筑施工方法，其很多優(yōu)點(diǎn)都是傳統(tǒng)建筑無(wú)法比擬的。以上內(nèi)容就是“裝配式施工知識(shí)分享：粉煤灰在高性能混凝土中的應(yīng)用”，更多裝配式新發(fā)展新資訊，歡迎繼續(xù)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校裝配式建筑行業(yè)頻道!環(huán)球網(wǎng)校為大家提供 免費(fèi)預(yù)約短信提醒服務(wù)和裝配式精華考點(diǎn)/課程講義，點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載即可獲取。