論粉煤灰燒失量對混凝土工作性能的影響

一、概述由于我國電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的排放的粉煤灰量逐年增加，粉煤灰成為我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一。大量的粉煤灰不加處理，任意排放就會產(chǎn)生揚塵，對大氣環(huán)境造成污染；若排入河流會造成河道堵塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)進入水中和土壤中還會對人體和生物及生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害。隨著生態(tài)環(huán)境形勢的日益嚴峻，在一些工業(yè)的生產(chǎn)中合理加入工業(yè)廢渣，進行綜合利用，成為人們研究的課題。人們發(fā)現(xiàn)粉煤灰作為工業(yè)廢棄物，不僅可以用于水泥及水泥制品的生產(chǎn)中，還可以優(yōu)化這些工業(yè)產(chǎn)品的部分性能。如今粉煤灰已成為混凝土中十分重要的一種摻合料，在混凝土生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍，在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)的粉煤灰能明顯改善混凝土的工作性、力學(xué)性能和耐久性等。

1.粉煤灰的主要成份和優(yōu)點粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，它的主要成份為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO等，作為燃煤電廠的副產(chǎn)品，量大且來源穩(wěn)定，稍微進行加工粉磨或分選即可應(yīng)用于水泥及水泥制品中。粉煤灰的質(zhì)量控制主要有細度、需水量比、燒失量、安定性、三氧化硫等。燒失量又稱灼減量，是指坯料在燒成過程中所排出的結(jié)晶水，碳酸鹽分解出的CO2，硫酸鹽分解出的SO2，以及有機雜質(zhì)被排除后物量的損失。所以燒失量越高，其體積穩(wěn)定性就越差。粉煤灰應(yīng)用于混凝土中主要有以下優(yōu)點：降低混凝土的生產(chǎn)成本；改善新拌混凝土的工作性能（流動性、粘聚性和保水性），使混凝土拌和料易于泵送、澆筑成型，并且可以減少混凝土的坍落度經(jīng)時損失；改善混凝土的長期性能（耐久性、耐磨性）；與外加劑疊加效應(yīng)，使減水效果更加明顯；減少混凝土中的水泥用量，降低混凝土的水化熱等。2.粉煤灰燒失量在混凝土中的質(zhì)量要求在混凝土配合比中，粉煤灰作為混凝土膠凝材料中的一種，可以等量或超量取代部分水泥，其各項技術(shù)指標(biāo)對混凝土都將產(chǎn)生不同的影響。因此對粉煤灰的細度、燒失量、需水量比、三氧化硫、游離氧化鈣、定定性、強度活性指數(shù)等技術(shù)指標(biāo)在國家標(biāo)準中都給出了非常明確的要求。在混凝土生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣泛的是Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰。在《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）標(biāo)準中對粉煤灰燒失量的技術(shù)要求為：Ⅰ級：燒失量不大于5.0%；Ⅱ級：燒失量不大于8.0%；Ⅲ級：燒失量不大于15.0%。但在混凝土實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰應(yīng)用比較多。二、試驗所用材料及試驗方法1試驗所用原材料原材料如下：①水泥：本試驗采用的水泥是天瑞集團禹州水泥有限公司生產(chǎn)的天瑞牌P.O42.5級水泥,其技術(shù)指標(biāo)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175-2007)標(biāo)準規(guī)定中普通硅酸鹽水泥的標(biāo)準；②粉煤灰：本試驗所用粉煤灰為登封華潤電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰，其技術(shù)指標(biāo)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）標(biāo)準中規(guī)定的II級粉煤灰的要求。其技術(shù)指標(biāo)如表1：

③細骨料：魯山中砂，細度模數(shù)為2.6，II區(qū)級配；符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準及檢驗方法》（JGJ52-2006）標(biāo)準中規(guī)定的中砂標(biāo)準要求；④粗骨料：禹州5-25mm連續(xù)級配碎石；符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準及檢驗方法》（JGJ52-2006）標(biāo)準中規(guī)定的5-25mm連續(xù)級配碎石標(biāo)準要求；⑤水：地下深井水；符合《混凝土拌和用水標(biāo)準》（JGJ63-2006）標(biāo)準規(guī)定中混凝土拌合用水的要求；⑥減水劑：河南科之杰高效減水劑，減水率19.5%；符合《混凝土外加劑》（GB8076-2008）標(biāo)準中規(guī)定的高效減水劑的標(biāo)準要求；2試驗方法試驗用配合比中各原材料比例為水泥：水：砂：石：粉煤灰：減水劑=1：0.6：2.52：3.26：0.29：0.026。試驗結(jié)果如表2：

三、試驗結(jié)果與分析通過表2可以看出，隨著粉煤灰燒失量的增大，混凝土初始擴展度相應(yīng)減小，混凝土流動性變差；1h后混凝土擴展度的損失隨著燒失量的增大而逐漸變大。由此根據(jù)實驗結(jié)果，得出以下結(jié)論：①相同配合比、原材料條件下，隨著粉煤灰燒失量的增大，混凝土的工作性越差，流動性越差。②相同配合比、原材料條件下，粉煤灰的燒失量越大，混凝土的擴展度的經(jīng)時損失越大。③粉煤灰的燒失量在4.0%以下時，相同配合比、原材料混凝土的初始工作性能比較好，流動性較好，并且混凝土擴展度的經(jīng)時損失也不大。④相同配合比、相同原材料條件下，當(dāng)粉煤灰的燒失量達到7.0%時，混凝土的擴展度已不能滿足高流動性混凝土的要求。而高燒失量的煤灰由于未燃燼成份較多，體積不穩(wěn)定，后期也必然增加混凝土的收縮，增大混凝土開裂的風(fēng)險。因此混凝土要達到理想的工作性能，摻入粉煤灰的燒失量必須嚴格控制，否則必然影響混凝土的工作性能，從而影響到混凝土的可泵性、力學(xué)性能及耐久性能等。由于粉煤灰細度、需水量比、燒失量等各項指標(biāo)的不同，均會對混凝土的各項性能（如工作性能、力學(xué)性能、耐久性能等）產(chǎn)生不同的影響，因此對粉煤灰的研究應(yīng)用是一個系統(tǒng)的工程，本文僅從粉