高性能复合磨细粉煤灰混凝土的研究与应用

　　（长沙铁道学院土木建筑学院，湖南长沙410075）代），配制出高工作性（坍落度24cm）抗压强度80MPa以上的高性能混凝土。试验结果表明：高性能复合磨细粉煤灰混凝土具有高流态、低坍落度损失、高弹模、低干缩、高耐久等特点。该混凝土在大型坡度（55）屋面板混凝土工程中成功应用。提出了该混凝土有关性能间关系的经验公式，可供工程推广应用、设计、质量控制等。

　　我国粉煤灰年排放量己超过1亿t但利用率不高，特别是湖区，粉煤灰的利用率不到25.为此，我们对粉煤灰进行超细磨并采取碱性激发剂等多种手段进行活化处理，开展高性能复合磨细粉煤灰混凝土（以下简称PFACHPC）的研究及工程应用。

　　1试验1.1原材料水泥：韶峰S5普通硅酸盐水泥，实测28d抗压强度普通硅酸盐水泥，实测28d抗压强度为46.8MPa，其它性能均符合GB17592要求。

　　复合磨细粉煤灰（以下简称PFAC）湘潭电厂电吸尘I级粉煤灰，用振动球磨机磨细，内掺碱性激发剂复合而成。

　　0.045mm筛筛余3.2，比表面积700m/kg左右，需水量比98.2，含水量小于1，化学成分见表1.表1PFAC化学成分砂：湘江产河砂，中砂，级配合格，细度模数为2.88；碎卵石：湘江产河卵石经轧碎而成，破碎率达30，压碎高效复合减水剂（以下简称SP）以FDN为主复合而成12实验室试验混凝土采用机械搅拌，振动台振捣成型。

　　80―85，混凝土力学性能按GB 81―85，混凝土耐久性按GB 82―85，水泥标准稠度按GB 134689，轴心抗拉强度按1进行试验。

　　2PFACHPC配比参数的优选及配制要配制出性能优异的PFACHPC，在低水胶比条件下，除控制好SP的掺量外，PFAC的细度和掺量控制至关重要。

　　通过对PFACHPC配比参数的优选，确定配比参数为：目标坍落度20±2cm；P掺量1.2- 1.6（占总胶凝量）；PFAC掺量（等量取代）20- 30，对于考虑后期强度或不承受荷载的工程，PFAC掺量可放大到50左右，甚至更高；2 PFAC细度在500-700m/kg为宜。按配比参数要求进行的部分配制试验结果见表2，表3. C80PFACHPC配制试验结果编号水泥取代率水胶比坍落度抗压强度（MPa）注：（1）表示所用粉煤灰为原状灰，比表面积为300m2/kg；（2）1- 5用碎卵石，SP掺量均为1. 25；6-10用碎石，SP掺量均为1.5；（3）砂率均为36；（4）水泥均为525普通硅酸盐水泥。

　　降至27.1MPa，降低了51.2，但掺PFAC的PFACHPC28d抗压强度比基准混凝土提高9.可见，PFAC掺合料对PFACHPC的后期强度贡献相当可观。尤其是当PFAC分别等量取代50、72水泥时，PFACHPC的28d抗压强度均大于80MPa，接近或高于基准混凝土的强度。

　　对原状粉煤灰进行改性，可显著提高其早期强度，达30以上，有利于粉煤灰的综合利用OPFAC的掺量达70以上，赋予了混凝土高性能化。

　　编号水泥取代率水胶比砂率坍落度抗压强度（MPa）注：（1）编号SP掺量依次为0.9；（2）所用水泥为韶峰425普硅水泥。

　　从表3可见：采用425普通硅酸盐水泥，PFAC等量取代水泥26.6，可配制出和易性良好（坍落度21.5cm）28d抗压强度达57.8MPa的高强PFACHPC）用中低标号水泥来配制PFACHPC是可行的，PFACHPC向中低标号混凝土延伸有广阔的应用前景。

　　PFAC掺量对浆体标准稠度和凝结时间的影响（见表4）表4PFAC掺量对浆体标准稠度和凝结时间的影响水泥标稠用水量初凝时间终凝时间PFAC具有较强的缓凝作用，随着其掺量的增加，缓凝效果尤为明显。当其掺量达55时，水泥浆体的初。终凝时间比基准的均相应推迟10h左右。

　　由于PFAC具有很大的比表面积，对SP起到了载体的作用，降低了SP的饱和浓度，可以明显改善浆体的流动性。为用以PFAC为载体的载体流化剂提供了条件和保证。

　　同时不难推定：在SP和PFAC双重作用下，浆体的水化热将随PFAC掺量的增加而减小。掺PFAC的PFACHPC的初。终凝时间将随PFAC掺量的增加而相应延长。

　　3.2载体流化剂对新拌PFACHPC坍落度损失的影响载体流化剂的制备：将称量好的SP.PFAC、爰凝剂和水按一定比例混合均匀，经人工成球（粒径5-10mm）置烘箱烘3-4h自然冷却凉干即可。以PFAC为载体的载体流化剂对PFACHPC坍落度经时损失的影响进行了有意义的探索，结果见表5.表5载体流化剂对PFACHPC坍落度经时损失影响水胶比载体流化剂坍落度经时损失（m）注：温度21±2°C，载体流化剂掺量以占总胶凝材料用量计。

　　从表5可知：载体流化剂能有效地抑制PFACHPC坍落度经时损失，可使其1h后坍落度基本保持不变。普通混凝土中掺入载体流化剂抑制坍落度损失效果也明显。同时，载体流化剂的加入，PFACHPC的强度可提高5左右。

　　3.3强度及极限拉应变-C100，目标坍落度在20±2cm左右的PFACHPC进行了大批量抗压强度（/al）劈裂抗拉强度fts）轴心抗拉强度（/t）极限拉应变（0试验。通过对试验数据进行整理，回归分析，按小二乘法拟合了4条曲线，从中选取佳曲线建立了经验公式，结果见表6.经大批量复演性试验证实，表6中推荐的经验公式准确度较高，为今后PFACHPC工程设计。施工。质量控制等提供。

　　强度等级组数佳回归关系式注：（1）R为相关系数（：偏相关系数）S为剩余标准差；（2）各回归表达式均在0.01水平上显著，表示在显著性水平=0.01之下，表中所列各表达式呈现显著的相关性（3）强度单位为MPa；（4）应变：e. 3.4弹性模量与泊松比PFACHPC弹性模量（Ec）与泊松比屮）试验结果见表7.结果表明：PFACHPC弹性模量测试值与丨2丨提供的经验公式的计算值较接近，而与GB10―89普通混凝土弹性模量经验公式计算值相差较大。因此，普通混凝土弹性模量经验公式不适用于高性能混凝土。通过对高性能混凝土弹性模量值与抗压强度值的回归分析表明，可用线性方程式或幂函数方程式来表达（见表7）。

　　表7PFACHPC弹性模量与泊松比的测定值及经验公式线性表达式幂函数表达式注：（1）回归经验公。的单位为GPa，试验值和计算值中E（。的单位为X104MPa（2）R、S含义同表6/（11表示棱柱体抗压强度。

　　3.5干缩对比试验PFACHPC与普通混凝土干缩对比试验结果见表8.从表8可知：PFACHPC干缩值无论是早期还是后期均比普通混凝土的低。

　　表8PFACHPC与普通混凝土干缩率对比类水胶比水坍落度干缩率（X别注：（1）类别1、2分别为普通混凝土和PFACHPC；（2）试验条件为：温度20士3t：，湿度70 3.6耐久性（1）抗渗性与抗冻性PFACHPC的抗渗性能与抗冻性能的试验结果分别见表9.表10.表9PFACHPC抗渗性能水胶比坍落度高水压渗水高度（mm）大值小值平均值注：表中为6个碎石混凝土试样测试值，6个试件均未渗水。

　　表10PFACHPC的抗冻性能冻融循环50次冻融循环100次原始50次抗压强度损失质量损失原始抗压（M瓶（M强度损失质量损失注：（1）表中Hmax为大渗水高度；（2）PFAC掺量为30，水胶比为0. 292碎石混凝土。

　　由表9、表10可知，PFACOTC具有优良的抗冻性（大于D100）及抗渗性（大于S25）。可见，这种混凝土本身是自防水的。

　　水泥用量378kg/m，坍落度210mm，28d抗压强度101 MPa的钢筋混凝土试件，在1999年10月31日用锤砸开观察混凝土内钢筋的锈蚀情况，以及检测混凝土的碳化深度，结果为：钢筋无锈蚀，碳化深度为0.这表明PFACHPC具有优异的护筋性和抗碳化性能。

　　4工程应用实例4.1工程概况本学院学生三食堂靠南面的大型屋面板的坡度为55板厚10cm.屋面板混凝土设计强度等级为：C20普通混凝土，坍落度3-5cm.施工中发现，在大坡度薄板上浇筑低塑性混凝土，难以保证混凝土的施工质量，且劳动强度较大。4.2采用PFACHPC的施工情况原材料：韶峰425普通硅酸盐水泥，湘潭电厂经处理的粉煤灰（比表面积600m/kg）湘江产中砂（级配合格），湘江产卵石（粒径5-15mm）及SP.施工配合比及性能（见表11表11工程用PFACHPC的配比及性能水泥水砂卵石坍落度施工情况：现场拌制混凝土，坍落度为25cm，粘聚性、呆水性优良。只需微振即密实填充模板内的每一角落，一次浇筑成功。拆模后混凝土表面平整。密实。无蜂窝麻面现象。测了6组试块，28d抗压强度低的为28.3MPa，高的为33.5MPa，平均为31.2MPa，达到设计要求。保证了大型坡度屋面板混凝土工程质量，主体工程竣工验收达优良。

　　5结论在配比优选的基础上，掺入了70以上的PFAC（等量取代），水泥用量少（不大于165kg/m3），配制出28d抗压强度达80MPa以上的PFACHPC由于PFAC和SP的双重作用，赋予了混凝土一系列优良的性能：高工作性、低坍落度损失、低干缩、高耐久性、高弹模及优异的力学性能。

　　PFAC作载体的载体流化剂能有效地抑制新拌PFACHPC坍落度经时损失，1h内可基本保持不变，并有增强作用。

　　给出的PFACHPC―系列经验公式，推定精度较高，可供PFACHPC的工程推广应用、设计、质量控制等。

　　水泥刨花板压缩比的研宄周贤康（江西省建材研究设计院，江西南昌330001）板坯的铺装厚度和压制成型后的压缩比有关。通过对水泥刨花板压缩比的研究，得出对板坯压缩比的影响因素以及在不同条件下的压缩比值。并指出在生产工艺参数确定下，通过测定压缩比与调湿后板材的厚度收缩；控制板坯的铺装厚度，是减少板材厚度公差的有效措施。

　　刖目用国产设备生产的水泥刨花板，无论在产品的外观质量与各项性能上，均能达到国外同类产品的水平与ISO 8335―87的要求。与国外产品比较，唯存在厚度公差偏大的差距。若将该板直接用于墙体，不仅影响板材的变形，而且影响墙体的平整度与安装质量。因此，国内采用砂光措施，将偏厚的部分砂去，以达到厚度公差的要求。但是水泥刨花板的断面结构是：芯层为粗料，上下表层为细料的渐变结构，且表层含的水泥量比芯层多，当板材厚度公差大，表层砂光量大，致使表层减薄，所含的水泥量相应减少，有的局部表面会露出芯层粗刨花。这不仅影响外表美观与板材的防水、防火性能，而且提高了生产成本，降低企业的经济效益。因此，生产中正确控制板材的厚度，减少板材的厚度公差，对提高企业的经济效益，起着重要的作用。

　　水泥刨花板厚度公差偏大的原因，除与铺装设备的铺装质量有关外，还与板坯的铺装厚度与成型压力间的关系即压缩比有关。水泥刨花板的生产，是将经铺装好的板坯，堆叠至一定的高度后，进入压机压制成型，因板坯间无厚度规控制，板材的厚度主要由板坯的铺装厚度与成型压力来调节。由于国产的铺装设备与国外设备尚存在一定的差距，目前无法改变。通过对水泥刨花板的压缩比研究，得出在不同条件下相应的压缩比值，用其来控制生产板材的厚度，是减少板材厚度公差的有效途径。

　　现结合生产实贱，将在生产线中的研究结果阐述如下，供生产厂家控制板材厚度时。

　　原材料与试验方法2.1原材料水泥采用525号普通硅酸盐水泥，其物理力学性能符合GB17585的要求。

　　刨花（1）芯层刨花工程应用实践表明：应用PFAC可以配制中低强度等级的高性能混凝土