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浅谈混凝土及砂浆中掺加粉煤灰技术的应用


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第 6期 

北  方  交  通 

? 3? 7  

浅谈 混凝 土 及 砂 浆 中掺 加 粉 煤灰 技 术 的应 用    
王 东 
I 10 ) I0 0  ( 中铁 十 九 局 集 团 矿业 公 司 , 阳 辽



要 : 点岱沟至 南坪工业广场铁路 专用线工程 中, 在 由于混 凝土及 浆砌 片石量 比较 大 , 过在混凝 土和砂浆  通

中适 量 掺 加 粉 煤 灰 取得 了较 好 的 经济 效 果 。   关 键 词 : 煤 灰 ; 凝 土 ; 代 法  粉 混 取

中图 分 类 号 :4 6 2  U 1 .5

文 献标 识 码 :  B

文 章 编 号 :6 3— 0 2 20 ) 6— 0 3— 2 17 6 5 (0 8 0 07 0 

粉煤 灰是 由热 电厂 烟 囱收集 的 灰尘 , 于火 山  属 灰性 质 的混 合材料 , 由于煤粉微 细 , 在高 温过 程 中  且 形成 玻璃珠 , 因此粉 煤灰 颗粒 多成球形 且表 面光 滑 。  

碎石 : 采用 内蒙 古准 格尔 旗 地 区的 5~ 1 5 m 3.m  
碎石 。  

粉煤 灰 : 内蒙古托克托县电厂生产 的I 级粉煤灰。   () 2 试验 方法及 方案 

粉煤灰其 主要成分 是硅 、 、 、 、 的氧化 物 , 有  铝 铁 钙 镁 具
潜在 的化学 活性 , 粉煤灰单独 与水 拌和不具有 水硬 活  性, 但与水泥混合后再加水拌 和 , 粉煤灰 中具 有化学 活  性的 S : A: , i 和 I 能够与水泥水化析 出的 C ( H)反  O O aO : 应生成类似于水泥水化产生 的水化硅酸钙 和水 化铝酸  钙 等凝胶体的胶凝物质 , 并具有一定的强度 。  
1 在混凝 土 和砂浆 中适量掺 加粉煤 灰 的优 点    1 1 节省 大 量水泥和 细骨料  . 

① 试验标 准 :B T0 8 —20 { 通 混凝  G / 50 1 02 普 土 力学 性 能试验方 法》 J J5—20 { 通 混 凝 土  和 G5 00 普 配 合 比设 计规 程标准 》  。 ②试验用量 : 试验所需 的混凝土用量取 5L计算 。 0   ③基 准配 合 比 : 准配 合 比为水 泥: 子 : 基 砂 碎石 :  
粉煤 灰 : =1:. 7: . 0 1 0 5 水 泥用 量 为  水 1 9 3 5: . 8: . ,

3 2g m , 3k/  粉煤 灰等 量取代 率按 1%考 虑 。 5  
o .4 0 . 45 4.   注 :  f 0=f k+ 1 6 58=3 + 1 6 ×3 =3 9 o
. .

在混凝 土 中掺加粉 煤灰分 为等量 取代 法 和超量  取代 法两种 。对 于采用 普通 硅酸盐水 泥 的普 通 钢筋 

MP 8= . )  a( 3 O 。

混凝 土 , 煤灰 的最 大 允 许 掺 量 为 3% , 粉 煤 灰  粉 5 其 取代水 泥率 一般为 1% ~ 0 , 0 2 % 剩余 部 分等 量 取 代 
砂 。对 于采用 普通 硅 酸 盐水 泥 的 素混凝 土 , 煤 灰  粉

④ 试 验方案 : 保持基 准配 合 比不变 , 控制 拌 和物  的坍落 度在 6 0±1mm 范 围 内 , 0 通过 改 变 粉煤 灰 的  取 代率 来检测 混凝 土不 同期龄 的强 度 。粉 煤 灰等量  取 代率 分别取 O ( % 用水 泥代替 全 部粉 煤 灰 ) 1% 、 、0   1 .% 、5 、75 、0 25 1% 1 .% 2 %六个 配 比分别 进行 试 验 ,   其对应 的方案 编号分别 为 A、 C、 E、 。 B、 D、 F  ⑤试 验步骤 : JJ5—20 按 G5 00标 准 方 法 搅 拌 均  匀 , 其坍 落度满 足设计 坍 落度要 求 , 入 九个尺 寸  使 装 为 10 5mm×10 m ×10 m 的混 凝 土 试 模 内 ,4  5m 5m 2h 拆 模后 将 试件 放入 准养 护室 内养 护 。养 护到期 后分  别 测 7 、8 d2 d及 6 d标准 抗压强 度 。 0  
() 3 试验结 果及 分析 

的最大允 许掺 量为 5% , 中 1% ~ 0 可 以等 量  0 其 0 4% 取代水 泥 , 剩余 部分 等 量取 代 砂 。以 C 0钢 筋 混凝  3

土为例 , 采用等量取代法 ( 取代率取 1%) 每立方  5 , 米 可节约 1 % 的 4 . 5 2 5号 普 通 硅 酸 盐 水 泥 , 5 . 即 8   5g k 。由于本 工 程 粉 煤 灰 价 格 ( 3  t 要 高 于 砂  10 )
的价 格 (0Y/) 故本 工程不 采用超 量取代 法 。 4  rt , _  
本 工程混凝 土 工程量 较大 , 由于工期 较 紧 , 洞  涵

肋板 吊装 作业要 求 混凝 土早 期 强度 不 能 太低 , 则  否 会影响施 工进 度 。施 工前根 据这一 要求及 为 提高 经 

济效益的 目的, 施工前做了多组对 比试验 , 最终确定 
粉煤 灰 的最 佳掺 量 。试 验 的具 体过 程如 下 :  
( ) 验原材 料  1试

表1 试验结果表明 , 在保证混凝 土坍落度处于 
规定 范 围 内的情况下 , 混凝 土 7 d标 准抗压 强度 随着  粉煤 灰 掺量 的增 加 而 逐 渐 降低 , 度 降低 较 明 显 9 强 ?   2d标 准抗 压强度 也是 随着 粉煤 灰 掺量 的增 加 而逐  8 渐 降低 , 强度 降 低 趋 缓 , 方 案 F外 均 达 到 试 配 强  除 度 ;0 6 d标准抗 压 强 度 较 2 d标 准 抗 压 强 度有 所 增  8

水泥 : 采用“ 乌兰” PO4.R普通硅酸盐水泥。 牌 . 25   砂子 : 采用 内蒙古 准 格尔 旗地 区 的 中砂 ( 砂 , 河   细度模 数 I =26 。 X .)  f

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?

7   4?

北  方  交  通  积 混凝土 产生 热胀 裂缝 的作用 。  
15 减 少混凝 土拌 和 用水量 , 高密 实度  . 提

长, 并且 随着 粉煤 灰掺量 的增加 增长 幅度 逐渐增 大 ,  

所有 方 案均达 到试 配强 度。混凝 土 的坍落 度在用 水  量相 同的情况 下 , 随着粉煤 灰掺 量 的增 加 而增大 , 但  6个 方案 的混凝 土的粘 聚性 和保 水 性均 较 好 。 以上 
结果表 明在混 凝土 中掺加 粉煤灰 对混凝 土早期 强 度  有 一定影 响 , 后 期 强 度会 逐 渐增 长 。 同时 掺 加 粉  但 煤 灰能显 著 改 善 混 凝 土 的和 易 性 , 水 效 果 明显 。 减   本工 程考 虑到 混凝土早 期强 度对工 期 的影 响及 提高 

经试验 表 明 , 取得 同样 的和 易性 的情 况下 , 在 每  立 方米混凝 土掺 加 相 当 于 1 % 水 泥 质 量 的 粉煤 灰  5

来代 替 1% 的水泥 时 , 拌 和用 水 量要 比不 掺 加粉  5 其
煤灰 的拌 和用水 量少 5~1k 。正 是 由于粉 煤 灰 的  0g 减水作 用 , 而使混 凝 土 的密实度得 到 了提高 , 一定  在

程 度上 也提 高 了混凝 土 的抗 渗性 能 。  
16 改善砂 浆 的泌水 性  .

经 济效益 , 决定 后采用 方案 D作 为最 终配合 比。  
表 1  

经 试验 Ⅱ级 以上 粉 煤 灰 按 1 % ~ 0 的掺 量  5 2% 等 量替换 水 泥 , 应用 于水泥砂 浆 , 在拌 和用 水量相 同 

的条件 下将 改善砂 浆 的泌 水 性 , 高砂 浆 的粘 聚性  提
和保水性 。   2 掺加 粉煤灰 的经 济效 益和 社会效 益分 析  在我 单 位 施工 的点 南铁 路 工 程 中 , 由于工 程 的  混凝 土及 浆砌 片石 量 比较 大 , 程所 需 的水 泥共 计  工

2万余 吨 , 由于在 混凝 土及砂 浆 中采用 等量 取代 法 ,  
12 改善 混凝 土和 易性 和 可泵性  .

即用 1% 的粉 煤 灰等量 替代 1%的水 泥 , 5 5 共计 可替 
代水 泥 3 0 0 0多 吨 。由于本 地热 电厂较 多 , 以粉煤  所 灰来 源 比较 广 泛 , 格 一般 在 10Y/t 右 , 比  价 3  c 左 同
4. 2 5号水 泥价 格一般 在 3 0Y/t 右 , 吨价差 为  9  c 左 每

由 于粉煤 灰 颗粒 多成 球 形且 表 面 光 滑 , 匀 分  均 布在水 泥浆体 中 , 能够 起 到很 好 的 填 塞空 隙 和 减  其

少摩擦 阻力 的作用 , 可 以增 强 混 凝 土 和易 性 和 可  故
泵性 , 混凝 土易 于施工操作 。 使  
13 坍 落度 损 失 小  .

2 0Y/ 。按 30 t 算 本 工 程 预 计 可节 约 材 料 费  6  c t 00 计 7 元, 8万 经济效 果 比较 可观 。可 见在 混凝 土 及砂 浆 

混凝 土 中掺 加粉煤 灰 可 减小 坍 落 度损 失 , 减少 
混凝 土离 析与 泌水 , 加混凝 土 的黏性 , 增 又可使 混凝 
土的凝结 时 间相对 延 长 , 点 特 别有 利 于距 离 较远  这 的混凝 土输送 及泵送 混凝土施 工 。   14 减 少水化 热 , . 防止 大体积 混凝 土产 生热胀 裂缝 

中掺 加粉煤 灰具有 很 大 的技 术 和经济 推广价值 。  
3 混凝 土 和砂 浆 中掺 加粉 煤灰 需注 意的事项   

粉煤 灰 按 其 品质 分 为 I、 Ⅲ三 个 等级 , 同  Ⅱ、 不 种类 的混凝 土掺 加何 种 等 级 的 粉煤 灰 是有 要 求 的 ,   I 级粉煤 灰允许 用 于后 张预 应力钢 筋混凝 土构件及  跨 度小 于 6 的预 应力 钢 筋 混凝 土构 件 。 Ⅱ级 粉煤  m

由于水泥水 化在 大体积混 凝土 中产 生大量 的热 
量, 从而会 导致 混凝土 内外产 生较 大的 温差 , 凝土  混
内外 变形不 一致 , 产生 应 力继 而 出现 裂缝 。在 混 凝 

灰主要用 于普 通钢 筋 混 凝 土 和 轻骨 料 钢筋 混 凝土 。  
Ⅲ级粉煤 灰 主要用 于无 筋混凝 土和砂 浆 。  

土 中掺加粉 煤灰 之后 , 由于降低 了水 泥 的用 量 , 泥  水 所产 生 的水 化热 量也 相 应 的较 少 了 , 同时 能够 延 缓  水泥水 化速 度 , 以在 很 大 程度 上 起 到 了防止 大 体  所

掺 加粉 煤 灰 的混 凝 土具 有 早 期强 度低 的特点 ,   所 以对 于对混凝 土 有 早 期 强度 要 求 的工 程 , 粉煤 灰 
的掺量不 宜过 大 。  

Smpe Takn   b u  p iain o  c n q sfr i l  li g a o tAp l t   fTe h iue o   c o Ad xn   y As  n o Co c ee a d M o tr miig Fl  h it  n r t  n   ra 
Ab t c  On e gn e n   fD a d iu —Na p n   n u t a  q a e r i a   p ca  i e a e u t  mo n  f sr t a   n i e r g o   i n ag i n i g I d s lS u r   al y s e ilL n , d q ae a u t   i r w o

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