有上海建筑科學(xué)院的研究成果結(jié)果表明,粉煤灰混凝土在新拌硬化中的技術(shù)特點(diǎn)如下:
1、可提高混凝土的和易性
摻粉煤灰的優(yōu)質(zhì)混凝土具有良好的和易性。粉煤灰對混凝土和易性的影響,主要原因是增加了漿體的體積。如果采用顆粒較粗的原狀粉煤灰,對提高和易性的效果不大,只有采用細(xì)粉煤灰才能有效提高和易性,例如,采用上海磨細(xì)粉煤灰,其細(xì)度為80μm篩余5%,摻量為膠凝材料總量的15%時,坍落度可以增加0.5~10cm,起到了改善新拌混凝土和易性的作用。
2、可增大混凝土的流動度和泵送型
(1) 摻磨細(xì)粉煤灰可以配制大流動度混凝土
大流動度混凝土是為了沉井水下封底和地下連續(xù)鵬潤土泥漿下澆灌混凝土的需要。這是一種自密性的混凝土,要求混凝土的坍塌落度20cm左右。為了制配大流動度混凝土,過去一般都采取增加水泥用量,提高砂率發(fā)辦法,成本高,效果也不堪理想。后來,采取摻減水劑的措施,具有良好的效果,但是,但摻減水劑的混凝土的主要外摻料,同時對比試驗(yàn)復(fù)合摻加木質(zhì)素硫磺鈉減水劑的效果。表3—1是試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,用磨細(xì)粉煤灰取代四分之一左右的水泥所配制的大流動度混凝土,強(qiáng)度不低于基準(zhǔn)混凝土,流動性良好。但是,如果使用不合格的粉煤灰,則效果適得其反。
(2 )摻磨細(xì)粉煤灰可以提高混凝土的泵送性能
由于泵送混凝土具有良好的可泵性,顯著地提高大容量混凝土工程的施工進(jìn)度,特點(diǎn)是有利于高層建筑的施工,因此,泵送混凝土的施工量,在上海已占預(yù)拌混凝土總量的80%。在泵送混凝土中摻入磨細(xì)粉煤灰可以取得良好的技術(shù)效果。
①提高泵送混凝土的強(qiáng)度
表3—2是泵送混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。單摻磨細(xì)粉煤灰時,7d強(qiáng)度可提高10%~17%,28d強(qiáng)度可提高26%~30%,60d強(qiáng)度可提高14%~28%。而當(dāng)磨細(xì)灰和木鈣減水劑雙摻時,強(qiáng)度性能更好。7d強(qiáng)度可以提高22%~25%,28d強(qiáng)度可以提高50%~70%,60d強(qiáng)度可以提高30%~70%摻磨細(xì)粉煤灰和木鈣減水劑強(qiáng)度增長速率大,既提高早期強(qiáng)度,也發(fā)揮了后期強(qiáng)度。
②改善混凝土的可泵性
可泵性主要決定于混凝土與管壁之間的摩擦力。由于低標(biāo)號混凝土的水泥用量少,可泵性差,因此,過去規(guī)定C15以下的混凝土不得泵送。可是摻如粉煤灰和減水機(jī)劑后,可使混凝土在不增加水泥的情況下仍能獲得良好的可泵性。在寶電工程中,C2.5、C5和C15的混凝土在300m水平硬管輸送時也沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)在。表3—3是低標(biāo)號粉煤灰泵送混凝土的施工實(shí)例。
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粉煤灰中大量的球形顆粒使混凝土的流動性得到明顯改善,在澆灌地點(diǎn)的坍落度一般能達(dá)11~15cm,必要時可增至19~21cm。同時,粘聚性得到增強(qiáng),混凝土在輸送管口能呈柱狀連續(xù)泵出,易于振搗密室。拆膜后表面光潔。
④降低泵送壓力,減少機(jī)械磨損
輸送普通混凝土,正常泵壓為50~68MPa,而摻和粉煤灰后,可使正常泵壓降低為40~45MPa即使坍落度稍有變化,也能保持較穩(wěn)定的泵壓。由于改善了可泵性,使泵車動力消耗及管道磨損大為降低,據(jù)水電部大壩施工的經(jīng)驗(yàn),泵送粉煤灰混凝土?xí)r,泵車的使用年限相當(dāng)于泵送普通混凝土的兩倍。
3、改善混凝土的泌水性
圖3—1是混凝土的泌水率曲線。
混凝土泌水率是指混凝土全部泌出的水量混凝土試樣中所含水的質(zhì)量的百分率。
式中 p—泌水率;
G—試樣質(zhì)量,g;
Vw—泌水總質(zhì)量。g;
W/C—水灰比;
X—砂灰比;
Y—石灰比。
根據(jù)圖3—1所示,粉煤灰混凝土的總泌水率小于普通混凝土,說明粉煤灰土不易發(fā)生離析,有利于改善混凝土施工時的均勻性,提高混凝土的密實(shí)性和耐久性。
4.降低混凝土水化熱
在大體積混凝土中,使用普通硅酸鹽水泥,由于水泥水化時硅酸三鈣(C3S)和鋁酸三鈣(C3A)作用發(fā)生熱量,Ig硅酸鹽水泥的總放熱量可達(dá)502J,因而導(dǎo)致混凝土溫度升高以至溫差收縮引起的裂縫。在普通混凝土中摻入粉煤灰后,水化熱明顯降低。表3—4是混凝土溫升狀況。由表列數(shù)據(jù)可知,摻30%粉煤灰與不摻粉煤灰的混凝土相比,絕熱溫升低27%~33%,較高溫升降低30%,并且可以減少或完全不需要人工冷卻措施。
5.延續(xù)凝結(jié)時間
表3—5是粉煤灰摻量對凝結(jié)時間的影響數(shù)據(jù)。摻粉煤灰的混凝土終凝時間推后2h,這對施工是有利的,可以滿足施工進(jìn)度的要求。