統(tǒng)灰取代Ⅱ級(jí)粉煤灰和黃砂在混凝土中的應(yīng)用

單亞蘭，劉軍

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

統(tǒng)灰取代Ⅱ級(jí)粉煤灰和黃砂在混凝土中的應(yīng)用

單亞蘭，劉軍

（海安信拓混凝土有限公司，226600）

本文探討了統(tǒng)灰部分取代Ⅱ級(jí)粉煤灰、統(tǒng)灰少量取代黃砂后對(duì)混凝土性能的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：使用統(tǒng)灰部分取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)性能均有所下降，但下降的幅度較??；當(dāng)統(tǒng)灰完全取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)均有明顯下降。統(tǒng)灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產(chǎn)成本，還可以提升混凝土的性能。

統(tǒng)灰；混凝土；性能影響

0 前言

隨著建筑市場的持續(xù)低迷和火力發(fā)電的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，粉煤灰的價(jià)格持續(xù)走低，尤其是原灰經(jīng)分選后剩余的統(tǒng)灰，出廠價(jià)格已經(jīng)降至 10～20 元/t。其價(jià)格已低于砂和碎石，因此，是否大面積使用統(tǒng)灰近期已引起混凝土企業(yè)技術(shù)人員的極大關(guān)注。

統(tǒng)灰是電廠為了得到 I 級(jí)粉煤灰和 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，對(duì)原灰進(jìn)行分選，分選出 I 級(jí)粉煤灰和Ⅱ級(jí)粉煤灰（較細(xì)部分），剩余的部分就是統(tǒng)灰。和 I 級(jí)粉煤灰和Ⅱ級(jí)粉煤灰相比，統(tǒng)灰相對(duì)較粗，且含有相對(duì)較多的未燃盡的碳顆粒。

由于統(tǒng)灰中碳顆粒和表面形貌的影響，相較于I 級(jí)粉煤灰和Ⅱ級(jí)粉煤灰，其需水量比通常較高，活性指數(shù)通常較低，流動(dòng)性能也略差。因此，其使用性能不如 I 級(jí)粉煤灰和 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，以往通常作為水泥生產(chǎn)的混合材，磨細(xì)后使用[1-2]。

本文針對(duì)統(tǒng)灰價(jià)格較低的現(xiàn)狀，研究統(tǒng)灰取代Ⅱ級(jí)粉煤灰和部分細(xì)骨料后混凝土的各項(xiàng)性能，進(jìn)而進(jìn)一步降低混凝土的生產(chǎn)成本。

1 原材料

水泥：金峰 P·O42.5水泥，28d 水泥強(qiáng)度為 48.3MPa；

礦粉：常州友邦礦粉，流動(dòng)度比 102%，比表面積403m2/kg，28d 活性指數(shù) 105%；

Ⅱ 級(jí)粉煤灰：鎮(zhèn)江諫壁，45μm 方孔篩篩余 13%；

統(tǒng)灰：鎮(zhèn)江諫壁，45μm 方孔篩篩余 44%；

粗骨料：5～20mm 碎石，含泥量 0.5%；

細(xì)骨料：江砂，細(xì)度模數(shù) 2.6，含泥量 1.5%；

水：市政自來水；

減水劑：蘇博特 JM-10，減水率 18%。

2 試驗(yàn)方法

測試方法參照 GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》和 GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)試驗(yàn)方法》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，測試的項(xiàng)目包括粉煤灰的粒徑分布、燒失量、需水量比及活性指數(shù)，混凝土的坍落度及 7d、28d 抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作為基準(zhǔn)配合比，具體配合比見表 1。

表1 C30 商品混凝土配合比 kg/m3

3 結(jié)果與討論

3.1 Ⅱ 級(jí)粉煤灰和統(tǒng)灰的性能測試

參照 GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、測試粉煤灰的顆粒級(jí)配、燒失量、需水量比及活性指數(shù)，結(jié)果如表 2 所示。

表2 Ⅱ 級(jí)粉煤灰和統(tǒng)灰的粒徑分布及性能指標(biāo) %

3.2 統(tǒng)灰取代 Ⅱ 級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用

為了比較統(tǒng)灰與 Ⅱ 級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用差異，采用統(tǒng)灰部分取代和完全取代 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，考察混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力學(xué)性能。具體結(jié)果如表 3 所示。

當(dāng)統(tǒng)灰部分取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)性能均有所下降，但下降的幅度較小。但當(dāng)統(tǒng)灰完全取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)均有明顯下降。這可能是因?yàn)椴糠秩〈鷷r(shí)，一方面由于統(tǒng)灰較差的性能指標(biāo)使得混凝土的性能下降，另一方面統(tǒng)灰的粒徑分布對(duì)整個(gè)混凝土粉料及骨料的級(jí)配有一定的優(yōu)化作用，因此性能下降的不是很明顯，而當(dāng)統(tǒng)灰完全取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，粉料體系的粒徑分布因?yàn)榧?xì)顆粒的缺乏而迅速劣化，加之統(tǒng)灰較差的性能指標(biāo)，因此混凝土的性能下降較為明顯。所以，當(dāng)應(yīng)用統(tǒng)灰取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，不可完全取代，只有部分取代才能保證混凝土的性能不至過分劣化。

表3 統(tǒng)灰取代 Ⅱ 級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用

3.3 統(tǒng)灰取代部分細(xì)骨料在混凝土中的應(yīng)用

由于統(tǒng)灰的市場價(jià)格已遠(yuǎn)低于黃砂的價(jià)格（市場價(jià)為50～60 元/t），可用統(tǒng)灰取代部分黃砂試圖降低混凝土的生產(chǎn)成本。

表4 統(tǒng)灰取代部分細(xì)骨料在混凝土中的應(yīng)用

用統(tǒng)灰取代部分黃砂后，混凝土的工作性能有明顯改善，混凝土的粘聚性和流動(dòng)性均明顯優(yōu)于取代前的混凝土，混凝土的力學(xué)性能由于膠凝材料的提升也有明顯的提高，但外加劑的用量也隨著膠凝材料的提升隨之增加，尤其是當(dāng)統(tǒng)灰的取代量超過一定限度后，外加劑用量大幅提升。因此，使用統(tǒng)灰是否降低混凝土的生產(chǎn)成本，需比較統(tǒng)灰取代砂帶來的成本降低與外加劑增加帶來的成本上升，依據(jù)目前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產(chǎn)成本，還可以提升混凝土的性能。

4 結(jié)論

（1）當(dāng)統(tǒng)灰部分取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)性能均有所下降，但下降的幅度較小。但當(dāng)統(tǒng)灰完全取代Ⅱ級(jí)粉煤灰時(shí)，混凝土的工作性能和力學(xué)均有明顯下降。（2）統(tǒng)灰少量取代黃砂可以適度降低混凝土的生產(chǎn)成本，還可以提升混凝土的性能。當(dāng)取代量超過一定限度后，由于外加劑用量的大幅度提升而不再有成本優(yōu)勢。

[1] 姚嶸，王棟民．粉煤灰燒失量對(duì)機(jī)敏水泥基材料壓敏性影響[J]．太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009,40(6)：570-573．

[2] 黃兆龍，湛淵源．粉煤灰燒失量及材料配合比對(duì)砼工程性質(zhì)的影響[J]．粉煤灰綜合利用，2003 (1)：9-13.

［通訊地址］江蘇省海安縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)通榆中路209號(hào)（226600）

單亞蘭（1980-）女，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產(chǎn)與研究。