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高强高性能大掺量粉煤灰混凝土研究

吴建华  
【摘要】:在水泥混凝土技术中,每生产一吨水泥熟料则同时排放一吨CO_2气体,众所周知,CO_2气体对温室效应的影响很大。随着社会的发展进步,我国对水泥的需求逐年增加,使水泥混凝土工业急需谋求与环境协调发展的出路。当今世界工业发达,由此而产生大量的工业废渣,给环境带来极大的负担。广大水泥混凝土工作者对工业废渣进行了大量的研究和应用,在废渣的利用研究中,粉煤灰的利用已有大半个世纪,从最初多用于大体积混凝土,起到降低混凝土中因水泥水化引起温升的作用,到后来粉煤灰在实际工程应用中所发挥的作用,以及水泥混凝土不断有耐久性问题的出现,认识到粉煤灰能改善水泥混凝土的多种性能,从新拌混凝土混合料的流动性到混凝土使用过程中所要求的耐久性,均能起到良好的作用。世界各国对粉煤灰的研究从各种国际会议上有关粉煤灰论文的增多可以看到是废渣利用研究中的热点。我国的粉煤灰研究还落后于世界的发展水平。 粉煤灰分为低钙粉煤灰和高钙粉煤灰,我国以低钙粉煤灰为主。低钙粉煤灰的特点是CaO_2含量小于10%,早期火山灰活性低。当粉煤灰取代水泥的量小于20%时,对混凝土强度(特别是早期强度)影响不大,而对混凝土混合料流动性的改善以及硬化混凝土耐久性的提高作用明显,用粉煤灰大量取代混凝土中的水泥用量则会造成混凝土早期强度降低较大,抗碳化能力减弱等负面影响。 本文针对上述问题,对低钙粉煤灰进行有效的改性处理,配制得到高强高性能大掺量粉煤灰混凝土。其主要研究成果如下: (1)采用激发剂与粉煤灰共同磨细的处理方法,有效提高粉煤灰的早期(3天)火山灰活性,通过降低水胶比、提高混凝土胶凝材料总用量等技术措施,配制得到粉煤灰掺量为胶凝材料用量的50%~70%的混凝土3天强度大于42.5MPa,28天强度大于85MPa,到1年龄期时强度超过100MPa,混凝土混合料坍落度大于190mm、扩展度大于412mm,流动性良好的高强高性能大掺量粉煤灰混凝土。 (2)用蒲心诚教授提出的火山灰活性比强度方法分析大掺量粉煤灰混凝土中改性粉煤灰的火山灰活性,当活性指数A=1时,掺粉煤灰的混凝土强度与基准混凝土强度相等,即1%的粉煤灰的强度贡献等于1%的水泥的强度贡献作用。改性粉煤灰掺量在50%、60%、70%时,3天的活性指数分别达到0.572、0.678、0.683;28天时分别为1.050、0.972、0.956,1年龄期时为1.026、1.008、1.003;改性粉煤灰火山灰效应强度贡献率3天分别为28.6%、40.7%、47.8%,28天分


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