大摻量粉煤灰高性能混凝土

時(shí)間：2014-05-14 10:52:31

作者：世邦機(jī)器

大摻量粉煤灰混凝土（HVFAC)一般指粉煤灰摻量大于30%的流態(tài)或插入振動(dòng)的混凝土。其主要特點(diǎn)為：更多地節(jié)約水泥和處理電廠廢棄物，可節(jié)能、節(jié)約資源和改善溫室效應(yīng)；降低混凝土材料成本；降低混凝土水化熱；提高混凝土抗?jié)B性，抗Cl-離子滲透和化學(xué)腐蝕及堿集料反應(yīng)的能力；早期強(qiáng)度相對(duì)較低；抗鹽凍剝蝕性能差。

1978年，英國(guó)開始研究摻40%粉煤灰的HVFAC在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用。美國(guó)于1984年開始研究HVFAC。粉煤灰磨機(jī)是粉煤灰粉磨設(shè)備的一種。加拿大CANMET(礦物研究所）1985年開始研究HVFAC，并在1987年成功開發(fā)了粉煤灰摻量為50%～60%高塑性HVFAC，并實(shí)際應(yīng)用于加拿大電信部某一大型衛(wèi)星發(fā)射臺(tái)基矗日本亦在20世紀(jì)80年代研制HVFAC，其特點(diǎn)為粉煤灰與礦渣粉復(fù)合，總摻量進(jìn)一步提高到75%〜80%。

現(xiàn)已在國(guó)外工程中得到實(shí)際應(yīng)用，如英國(guó)在1979～1987年間，先后將HVFAC成功地用于Milton大壩；Heathrow機(jī)場(chǎng)路面；Mumstrongle船瑪滑道；Wincaton污水處理廠給水塔；Did-cot電站儲(chǔ)煤廠重載地坪及儲(chǔ)油罐底部與壁以及南威爾斯Gmngetown的高架橋，粉煤灰摻量(體積比）為40%〜80%，28d強(qiáng)度為25～70MPa，坍落度為25～150mm;②加拿大在一幢7層高的綜合樓中應(yīng)用了HVFAC，摻量達(dá)55%，混凝土總方量為2.6萬(wàn)m3，120d強(qiáng)度達(dá)50〜72MPa,在另一幢22層辦公樓的鉆孔沉箱樁中也應(yīng)用了配比與綜合樓基本相同的HVFAC，實(shí)測(cè)28d強(qiáng)度為51MPa。與巖石粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)3MPa，超過(guò)設(shè)計(jì)值2.5倍；③美國(guó)于1995年用低鈣灰與高鈣灰配制了HVFAC，取代水泥量分別為40%和50%，并試用于道路路面，在佛羅里達(dá)州的一座海邊高架橋下部的混1凝土中采用了HVFAC，用粉煤灰取代了50%的水泥。在猶他州靜水壩的主表面與芯體也采用了摻量高達(dá)50%〜75%(體積比）的HVFAC;④日本采用粉煤灰、礦粉復(fù)合摻合料在明石跨海大橋的預(yù)應(yīng)力橋墩中應(yīng)用總摻量為75%～80%的高摻量粉煤灰混凝土，總體積達(dá)70余萬(wàn)m3。

HVFAC的配合比與一般摻量的粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)相似，但又有其自身的特點(diǎn)：作為近十幾年國(guó)外剛發(fā)展形成的一種粉煤灰特色混凝土，其配合比設(shè)計(jì)一般不再采用與基準(zhǔn)混凝土相比較的“改良對(duì)比法”，而是采用將粉煤灰作為混凝土中的一個(gè)獨(dú)立變量而建立的“直接設(shè)計(jì)法”。

為了使HVFAC具有良好的性能，配制時(shí)同時(shí)摻加減水劑。

如同普通混凝土配比設(shè)計(jì)，建立強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系是配比設(shè)計(jì)的重要組成部分。對(duì)HYFAC而言，其強(qiáng)度模型系由強(qiáng)度與水膠比、灰膠比（亦即粉煤灰摻量）組成的三維模型強(qiáng)度隨水膠比和灰膠比增大而呈非線性降低，如果將三維強(qiáng)度模型按給定強(qiáng)度值切割出一個(gè)平面，便可獲得等強(qiáng)度（等工作度）的水膠比與灰膠比的關(guān)系式。在HVFAC的配比設(shè)計(jì)中，除了建立強(qiáng)度模型與確定粉煤灰摻量外，還需確定用水量與砂率。