摻粉煤灰泵送混凝土的性能及配制技術(shù)

唐偉軍

摘 ?要：混凝土本質(zhì)上是一種混合材料，為了滿足其泵送的要求與需求，就必須要對(duì)其中各種成分進(jìn)行科學(xué)配置與優(yōu)化設(shè)計(jì)。文章以泵送混凝土為例，對(duì)粉煤灰摻加影響其性能的情況進(jìn)行了試驗(yàn)探析，并在此基礎(chǔ)上提出了一些配置技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：泵送混凝土;粉煤灰;性能;配置技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU528.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）28-0157-02

Abstract： Concrete is essentially a mixed material， in order to meet its pumping requirements and needs， it is necessary to scientifically configure and optimize the various components. Taking pumping concrete as an example， this paper makes an experimental analysis on the effect of fly ash on its performance， and puts forward some key points of configuration technology.

Keywords： pumping concrete; fly ash; performance; configuration technology

隨著工程建設(shè)項(xiàng)目的增多，混凝土作為一種大眾性材料得到了廣泛推廣和應(yīng)用，同時(shí)有關(guān)其使用性能及應(yīng)用的研究也越來越多，期間誕生了許多經(jīng)典的施工技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)與方法，旨在更好地配制出符合施工需求、規(guī)定與要求的高品質(zhì)混凝土。因此，在實(shí)際的泵送混凝土配置中，必須要采取恰當(dāng)?shù)呐渲眉夹g(shù)，對(duì)粉煤灰等外摻料的摻加比例與量進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

1 摻粉煤灰泵送混凝土配置的原材料

（1）水泥：普通硅酸鹽水泥。通過對(duì)其3d和28d的安定性，抗壓與抗折強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其都保持合格狀態(tài)。

（2）砂：采用細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0的中砂，且其含泥量不高于3%。

（3）石子：采用含泥量與片針狀顆粒含量分別不高于1%和15%，粒徑處于10～30mm范圍內(nèi)的石子。

（4）水：直接利用自來水進(jìn)行配置，其中的氯化物、pH值等指標(biāo)都滿足混合土拌制的基本要求與規(guī)定。

（5）外加劑：采用HSM-Ⅱ型減水劑，相應(yīng)的減水率范圍控制在25%～30%范圍內(nèi)。通過添加外加劑，有利于顯著改善所配置混凝土的水化熱特性。

（6）粉煤灰：采用呈現(xiàn)為玻璃球狀的多顆粒粉煤灰，本次研究中應(yīng)用某地區(qū)火電廠生產(chǎn)的粉煤灰，對(duì)應(yīng)的成分構(gòu)成如下：二氧化碳、三氧化二鋁、氧化鈣、三氧化二鐵、燒失量、三氧化硫與氧化鎂的比例分別為54.7%、24.04%、8.7%、6.9%、2.35%、1.5%和1.13%。

2 摻粉煤灰泵送混凝土配置的配合比設(shè)計(jì)

（1）水灰比：為了保證所配置的泵送混凝土保持良好的可泵送性，盡可能用低水灰比。在本次試驗(yàn)中，通過將HSM-Ⅱ型減水劑（0.8%～1.2%）加入到所配置的泵送混凝土中，結(jié)合所拌制混凝土的實(shí)際用水量及其水泥實(shí)際用量等情況，將所得到的水灰比保持在0.3～0.42，并且混凝土坍落度達(dá)到16～24cm。

（2）水泥用量：為了保證泵送混凝土的整體安定性，需要對(duì)水泥用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般混凝土等級(jí)越高，相應(yīng)的水泥用量也會(huì)相應(yīng)增加。在本次試驗(yàn)中，C30、C40和C50的泵送混凝土水泥用量分別可以控制在320kg/m3，420kg/m3和440kg/m3。

（3）粉煤灰摻加量：粉煤灰的摻加量控制在15%～20%。

（4）砂率：鑒于泵送混凝土要保持良好的和易性，為了滿足泵送性能這一技術(shù)要求，針對(duì)C30、C40和C50的泵送混凝土砂率分別可以控制在40%、36%～38%和32%～34%。

（5）混凝土配合比：C30、C40和C50的泵送混凝土的

水泥：石子：砂子：粉煤灰的對(duì)應(yīng)比例分別可以控制在1：3.68：2.16：0.19、1：2.62：1.60：0.17和1：2.50：1.29：0.18。此外，不同類型的混凝土配置中，HSM-Ⅱ型減水劑的添加量都控制在1%。

3 摻粉煤灰泵送混凝土配置的性能分析

3.1 坍落度

基于上述的泵送混凝土的施工配合比設(shè)計(jì)，通過對(duì)它們配置完畢后的混凝土坍落度性能進(jìn)行分析，可得表1。

基于表1可見，C30混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在94.4%（17.0/18.0）和86.1%（15.5/18.0）;C40混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在97.4%（18.5/19.0）和94.7%（18.0/19.0）;C50混凝土的1h和2h坍落度值可以分別控制在97.5%（19.5/20.0）和92.5%（18.5/20.0）。

所配置的混凝土之所以具有比較強(qiáng)的坍落度保持能力，主要是由于使用了減水劑。而其坍落度損失的根本原因在于水泥粒子之間發(fā)生了水化反應(yīng)，使得它們之間相互進(jìn)行了物理凝結(jié)。而本次試驗(yàn)所添加的減水劑可以生成水溶性高分子分散劑，這樣可以避免水泥水化反應(yīng)過程中出現(xiàn)的物理凝結(jié)或者化學(xué)凝結(jié)問題，有效地保持了原有的坍落度。

3.2 抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度也是檢測(cè)所配置混凝土使用和易性的一個(gè)重要性能指標(biāo)?？箟簭?qiáng)度的測(cè)定值見表2。

基于表2可見，C30混凝土的28d抗壓強(qiáng)度較7d有了45%左右的幅度提升，而60d的抗壓強(qiáng)度又較28d有了25%左右的幅度提升;C40混凝土的28d抗壓強(qiáng)度較7d有了44%左右的幅度提升，而60d的抗壓強(qiáng)度又較28d有了20%左右的幅度提升;C50混凝土的28d抗壓強(qiáng)度較7d值有了46%左右的幅度提升，而60d的抗壓強(qiáng)度又較28d有了18%左右的幅度提升。鑒于粉煤灰的摻加效應(yīng)，可以極大地提升所配置泵送混凝土的后期強(qiáng)度。

3.3 體積穩(wěn)定性

體積穩(wěn)定性也是評(píng)價(jià)泵送混凝土工作性能的一個(gè)重要指標(biāo)，主要體現(xiàn)在混凝土施工的和易性與安定性方面。相應(yīng)的體積穩(wěn)定性測(cè)定結(jié)果見表3。

基于表3可見，14d水中養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土具有一定濕脹率，后期的收縮率也存在一定程度下降，這表明通過在泵送混凝土當(dāng)中應(yīng)用粉煤灰可以增強(qiáng)整體的混凝土體積穩(wěn)定性，具體成因表現(xiàn)如下：

（1）通過摻加粉煤灰可以替代混凝土配置中的水泥，

這樣可以減少用水量，降低混凝土配置中的水灰比，這樣可以減少混凝土當(dāng)中游離的水分，進(jìn)而會(huì)降低混凝土自身體積的收縮率和干縮率。

（2）通過摻加粉煤灰可以使所配置的泵送混凝土具有比較低的水化熱，這會(huì)下降其冷縮率。通過摻加粉煤灰，可以使其1d的水化熱為普通水泥的1/3，且最高放熱的峰值也會(huì)相應(yīng)地下降10%左右。

（3）通過添加減水劑，可以利用其緩凝作用來逐步降低所配置泵送混凝土的早期收縮率，配合齊放熱規(guī)律的有效應(yīng)用，可以使配置出來的混凝土具有更好的安定性。

3.4 體積穩(wěn)定性

除了上述幾個(gè)關(guān)鍵的性能之外，通過在所配置的泵送混凝土中添加粉煤灰，也會(huì)在一定程度上增強(qiáng)其耐久性能。雖然摻加了比較多的粉煤灰，由于整體配置中具有比較小的水灰比，這也在一定程度上提高了混凝土的抗碳化性能;伴隨著水灰比的降低，其所配置混凝土具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)性能，加之眾多高品質(zhì)粉煤灰的應(yīng)用，無形中改善了所配置泵送混凝土的耐久性。

4 摻粉煤灰泵送混凝土的配置技術(shù)要點(diǎn)

基于本次試驗(yàn)可知，通過在泵送混凝土配置過程中有效地應(yīng)用粉煤灰，那么可以顯著改善其和易性與安定性，在坍落度、抗壓強(qiáng)度、體積膨脹率以及耐久性等性能方面都發(fā)揮非常突出的作用。因此，在實(shí)際的泵送混凝土配置過程中，將粉煤灰的摻加量控制在15%～20%。與此同時(shí)，要結(jié)合實(shí)際的混凝土配置要求，對(duì)水灰比、砂子與石子等的施工配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且可以通過添加減水劑等方式來進(jìn)一步改善所配置混凝土的使用性能。

總之，粉煤灰是改善泵送混凝土使用性能的一個(gè)重要外摻料，在改善混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度、耐久性以及安定性等方面均有突出作用。但是在實(shí)際的泵送混凝土配置中必須要結(jié)合有關(guān)施工要求和規(guī)定，對(duì)混凝土施工配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦?zé)ǔ?超高層泵送混凝土配合比優(yōu)化分析[J].新型建筑材料，2018（3）：33-35+55.

[2]陳民，韋雪瓊.礦物添加劑對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響[J].混凝土，2019（11）：127-131.

[3]辛酉陽.混凝土抗壓強(qiáng)度影響因素的探討[J].河南建材，2010（2）：156.