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商品混凝土生產(chǎn)應(yīng)用－粉煤灰的技術(shù)經(jīng)濟效益分析

時間日期：2002-7-3 已被閱讀次：[8026]

佛山市市政建設(shè)工程總公司　黃橋新

1、引言

　　隨著科學(xué)技術(shù)在各個行業(yè)、各個領(lǐng)域的深入發(fā)展及應(yīng)用，人們對社會產(chǎn)品的使用性能的要求越來越高，而對其價格卻期望值越來越低。作為早已納入市場經(jīng)濟的一大建材行業(yè)——商品混凝土，亦不例外。為了適應(yīng)現(xiàn)代施工技術(shù)及建筑結(jié)構(gòu)的要求，混凝土必然要向高性能高強度方向發(fā)展，即易澆注、易密實成型而不離析，長期力學(xué)性能與體積穩(wěn)定性好，高強、高韌性，在嚴酷環(huán)境中使用壽命長等等。對于商品混凝土，由于競爭的激烈，為了在市場上尋找生存發(fā)展，必然要不斷的提高混凝土的性能以滿足客戶要求，還要不斷的想方設(shè)法降低其成本。要達到這一目的，一個最有效的方法是利用雙摻技術(shù)，選用合適的外加劑，摻入適量的粉煤灰來生產(chǎn)高性能混凝土。單一落后的純水泥混凝土不管從經(jīng)濟上還是從技術(shù)上都是行不通的�？梢哉f，目前粉煤灰已經(jīng)成為商品混凝土行業(yè)不可缺少的一大原材料之一。早就有人提出外加劑是混凝土的第五組分，現(xiàn)在已經(jīng)有人提出粉煤灰等活性材料是高性能混凝土的第六組分。下面通過試驗對粉煤灰在商品混凝土中的應(yīng)用價值進行分析研究。

2、試驗方案

　　(1)試驗方法及目的

　　根據(jù)混凝土的強度等級及坍落度要求分別設(shè)計摻粉煤灰與不摻粉煤灰的兩種不同的配合比，對其試驗結(jié)果及直接材料成本進行比較，以分析粉煤灰在混凝土中的作用及其帶來的經(jīng)濟效益。

　　(2)試驗原材料

　　水泥：三水河口“橋牌”Ⅱ型硅酸鹽水泥42.5R
　　砂：馬房中砂，Uf=2.7，含泥量0.8％，泥塊含量0.2％，吸水率0.5％
　　石：云浮碎石5～25mm連續(xù)粒級，針片狀含量6.7％，壓碎指標7.8％，含泥量0.3％，泥塊含量0.2％，吸水率0.3％
　　外加劑：廣州建筑寶JZB－4水劑，根據(jù)不同摻量減水率15～25％
　　粉煤灰：珠海港環(huán)保實業(yè)有限公司供應(yīng)的Ⅱ型灰，45um方孔篩余量13.3％，需水量93％，燒失量1.87％
　　拌合水：飲用自來水

　　以上材料均符合現(xiàn)行國家規(guī)范要求，本試驗統(tǒng)一采用這一批材料，其中砂、石均為自然干燥狀態(tài)。

　　(3)混凝土配合比設(shè)計，見表1：(4)試驗檢測記錄，見表2：

　　(5)試驗結(jié)果分析比較

　　1)粉煤灰混凝土的需水量降低且工作性得到改善

　　比較表1、表2的試驗數(shù)據(jù)可以看出，粉煤灰混凝土拌合物比不摻粉煤灰的混凝土拌合物的用水量少6～7kg/m3，但它可以達到相近的坍落度，而且工作性更好。這首先得益于粉煤灰的顆粒形態(tài)效應(yīng)，因為其顆�；旧鲜怯刹Ａw及極少量碳粒組成，這些球狀玻璃體能顯著降低混凝土拌合物的屈服剪切應(yīng)力，從而提高了拌合物的可塑性及流動性。其次是粉煤灰的容重比水泥輕，用它替代部分水泥后，使混凝土伴合物獲得更多的膠凝漿體體積，增加了其粘聚性。再是粉煤灰中的微珠顆粒彌補了混凝土中細粉部分的不足，對泌水通道起到堵截作用，從而提高了新拌混凝土的保水性。另外粉煤灰的細微顆粒填充于混凝土中不夠致密的孔隙中，不但使混凝土體系的顆粒級配更趨合理，而且使原本填充于孔隙中的水分得以釋放出來。因此粉煤灰能使混凝土的水膠比降低、工作性提高，這對于配制生產(chǎn)高性能高強混凝土是很有利的。

　　2)粉煤灰混凝土的坍落度經(jīng)時損失變少從表2我們可以看出，粉煤灰混凝土拌合物的坍落度經(jīng)時損失比不摻粉煤灰的混凝土拌合物少。這是由于粉煤灰混凝土的水泥用量較少且粉煤灰初期的化學(xué)“惰性”可降低混凝土的水化熱，延緩了其水化硬化速度；而且粉煤灰的物理特性對混凝土有一定的塑化作用。因此粉煤灰混凝土經(jīng)過一定的時間后還能保持比較好的流動性及可泵性。

　　3)粉煤灰混凝土的強度有更好的發(fā)展、抗?jié)B性能更高

　　從表2的抗壓強度檢驗值來看，粉煤灰混凝土的強度除3d強度稍低于不摻粉煤灰的混凝土強度外，中后期如7d、28d、60d的強度都趕上、甚至超出后者。另外從表2的最大抗?jié)B檢驗水壓來看，粉煤灰混凝土的抗?jié)B性能比不摻粉煤灰的混凝土要好得多。說明粉煤灰混凝土不但強度能得到更好的發(fā)展，而且抗?jié)B性能也有大幅度提高。根據(jù)很多其他試驗研究表明，這是因為粉煤灰對混凝土還能起到如下幾個作用：

　　其一，粉煤灰能有效地降低混凝土的水膠比，同時使之具有更好工作性，提高了混凝土的勻質(zhì)性及致密性。

　　其二，在混凝土拌合物中摻入粉煤灰后能破壞水泥漿體的絮凝結(jié)構(gòu)，使水泥顆粒更好均勻分散；同時粉煤灰混凝土的水膠比雖低，但水灰比卻足夠大。這使得水泥能更好更徹底的進行水化反應(yīng)，從而使粉煤灰混凝土的中后期強度比純水泥混凝土得到更好的發(fā)展。

　　其三，粉煤灰改善了混凝土的薄弱環(huán)節(jié)——過渡區(qū)。首先是粉煤灰的微珠顆粒填充了水泥漿體與骨料界面區(qū)附近較大的空隙，其次是粉煤灰的活性成分SiO2和Al2O3和Ca(OH)2進行二次反應(yīng)生成穩(wěn)定的膠凝物質(zhì)，減少了化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的Ca(OH)2晶體在界面區(qū)長大、富集。這使得水泥漿體與骨料間的黏結(jié)強度得到更好的發(fā)展，從而提高了整個混凝土結(jié)構(gòu)的強度及其密實性。

　　其四，由于粉煤灰能降低混凝土內(nèi)部的水化溫升，使混凝土水化硬化初期的收縮減少，減少了收縮裂縫的產(chǎn)生，從而使混凝土的強度能順利發(fā)展，抗?jié)B性、耐久性也相應(yīng)得到了提高。

　　4)粉煤灰混凝土的直接材料成本降低

　　從表2的直接成本比較可知，由于粉煤灰的價格比水泥便宜，用粉煤灰替代部分水泥配制生產(chǎn)商品混凝土每方可節(jié)約成本4～7元錢，其帶來的經(jīng)濟效益是相當可觀的。

　　3、生產(chǎn)粉煤灰混凝土的潛在技術(shù)經(jīng)濟價值

　　(1)減少環(huán)境污染，促進環(huán)保建設(shè)

　　據(jù)統(tǒng)計，每燃燒一噸煤粉大約可以排出150～250公斤的粉煤灰，現(xiàn)在我國發(fā)電廠每年的粉煤灰排放量超過1億噸。粉煤灰若不能加以很好的利用而直接排入江河湖泊，就會污染環(huán)境、堵塞江河、占用農(nóng)田。

　　對粉煤灰的利用一方面減少了粉煤灰直接對環(huán)境的污染；另一方面由于用粉煤灰取代了部分水泥后，減少了對水泥的消耗，從而減少了生產(chǎn)水泥帶來的環(huán)境污染及對農(nóng)田、綠色山野的開掘破壞。從這個角度說，生產(chǎn)粉煤灰混凝土實際上間接對環(huán)保建設(shè)做出重大的貢獻。

　　(2)促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展

　　生產(chǎn)粉煤灰混凝土不僅可以減污染、節(jié)省水泥，還可以減少再生資源浪費與能源消耗，這對于維持生態(tài)平衡及促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展都具有深遠的意義。

　　4、小結(jié)

　　粉煤灰是一種可利用的、具有潛在技術(shù)經(jīng)濟效益的工業(yè)廢渣，只要我們充分利用不斷進步的混凝土生產(chǎn)技術(shù)，在商品混凝土中對它進行合理的應(yīng)用，不僅會給自身帶來巨大的技術(shù)經(jīng)濟效益，還會為國民帶來良好的社會效益。我公司的混凝土供應(yīng)站由于充分利用粉煤灰配制生產(chǎn)商品混凝土，既降低了成本，又提高了質(zhì)量，在市場上保持著相當好的競爭力。

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