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石运中,是爱芹,刘桂宾,罗金垒:粉灰混凝土的发展与展望
新型材料
粉媟灰混凝±的发与展望
石运中,吴爱芹,刘桂宾,罗金垒
青岛青建新型材料有限公司,山东青岛266108)
摘要:总结了粉煤灰混凝土不同时期的研究状况以及所取得的成果。从现阶段资源环境发展要求和技术
可行性出发,简要叙述了粉渫灰研究的新思路和新方向。
关键词:粉煤灰:混凝土:大掺量
Abstract: The article sums up the current study situation and achievement of fly ash concrete in different pe
riods. A new direction and new ideas are described from the view of the resources and environment require-
ments and the technical feasibility
Key words: fly ash; concrete; high volume
1大量粉煤灰混凝士国内外研究现状
量使用粉煤灰混凝土。在此后的20多年内,人们开
1.1国外研究现状
始大量从事粉煤灰混凝土的研究,全面地探讨了粉
早在20世纪,粉煤灰作为替代材料已经应用煤灰对混凝土水化放热、不同龄期强度、弹性模量、
于实际的混凝土施工中。美国在30年代建造的胡抗渗性能、抗蚀性能、抗碳化性能、徐变系数以及和
佛水坝,第一次在工程中将粉煤灰掺人混凝士中使不同外加剂适应性等影响,逐渐地对粉煤灰的一些
用。但是直到上世纪50年代初,一些学者才开始着性质有了系统的认识,为以后粉煤灰在混凝土中的
手大掺量粉煤灰混凝土的研究。美国学者在此时期应用奠定了坚实的技术基础。随着粉煤灰混凝土技
首次提出了大掺量粉煤灰混凝土的概念,他们认为术的逐渐成熟,到了70年代以后,实际工程的要求
像粉煤灰这样的火山灰质类物质并不是单纯的为以及人们对环境与资源越来越重视,大掺量粉煤灰
了减少波特兰水泥的用量而作为代替物,而是可以混凝土逐渐成了人们研究的主题。人们研究发现
作为混凝土组成的一部分,真正的目的是为了改善在采用大掺量粉煤灰的工程中,几十年后混凝土的
混凝土的某些性能。在1953年,美国建造的另一所强度提高仍然较大,而且抗碳化能力增强,耐久性
大坝中开始使用大掺量粉煤灰混凝土。此次工程采变好,甚至于一些使用活性集料的混凝土也没有发
用了约13t的粉煤灰,不仅减少了水泥用量,而且生明显的碱一骨料反应。在与其他掺合料良好配合
改善了混凝土的抗裂性能和抗氯离子渗透等性能,的情况下,总的掺合料能达到80%左右,这可以说
是粉煤灰混凝土的一次跨越性的实际应用,是粉煤是对节约资源和改善环境做出了巨大的贡献。对于
灰混凝土发展史上的一个里程碑事件。与此同时,大掺量粉煤灰混凝土的定义不太统一,但在一定程
世界其他国家和地区的一些水利工程中也开始大度上取得了一致,其相应的指标见表1。
表1大量粉煤灰混凝上定义指标
内容
定义指标
粉煤灰掺量
大于等于胶凝材料总量的50%
单位需水量
小于130Kgdm3
强度≥C30,塌落度>150mm,水胶比为0.3
必须使用超塑化剂
应用在冻融环境中
必须使用引气剂且达到足够的含气量
320年第3期
万方数据
新型材料
石运中,是爱芹,刘桂宾,罗金垒:粉渫灰混凝土的发展与展望
在大掺量粉煤灰混凝士中,通过掺加一定的外粉煤灰作为一种优质的火山灰材料,具有潜在的活
加剂,使得大摻量粉煤灰混凝士具有较优越的性性,其完全有可能替代水泥作为一-种新兴的建筑材
能,长期强度得到了很好的提高,混凝土的抗碳化、料。因为粉煤灰自身活性较低,可以通过改善粉煤
抗腐蚀能力也明显改善,甚至在一些使用活性骨料灰自身活性或掺加能激发其活性的物质,使其自身
的混凝土中也避免了混凝土癌症(碱ー集料反应)的的潜能发挥出来,从而达到更大掺量甚至完全取代
发生。
水泥。因为粉煤灰独特的形态特征,使得粉煤灰混
1.2国内研究现状
凝土的和易性以及流动性明显改善,并且也能更好
国内对粉煤灰混凝土硏究起步稍晚,上世纪50地改善混凝土中集料一水泥浆体界面薄弱效应,减
年代初,被称为我国粉煤灰混凝土技术先驱的沈且弱碱-骨料反应。另一方面,从其微观形态出发,研
申和其他一些学者开始着手研究粉煤灰混凝土。虽究不同微观形态以及多种形态复合的粉煤灰对混
然我国研究起步较晚,研究进展水平距国外进展有凝土性能的影响,并分析不同形态粉煤灰活性激发
定差距,但对于我国粉煤灰混凝土的发展是一个的方法与难易,从微观的角度入手,解决实际应用
良好的开端,并且一些研究成果在实际工程中得到中的大问题。
应用。到了70年代,我国粉煤灰混凝土的理论研究
逐渐成熟。随后的80年代,我国关于粉煤灰混凝士参考文献
的研究有了跨越性的进展,并且提出了“粉煤灰效
应”的理论,为我国粉煤灰混凝土的研究莫定了理[!]黄爆镇,陈剑雄.大掺量粉煤灰掺合料中超细矿
论基础。直到现阶段,很多研究都是从此基础出发,渣的作用?.四川建筑科学研研究,2001(12)
在一定条件下,极大地发挥出了粉煤灰潜在的效[2 2 R E Davis, J W Kelly, G E Troxellh E Davis
能,不仅使水泥用量降低,而且有效地改善了混凝 Properties of mortars and concretes containing Port
土的性能,为资源与环境的可持续发展做出了巨大 land pozzolan cement. Jounral of ACI,1935(7)
的贡献。随着粉煤灰混凝土技术的不断成熟以及高13] R E Davis, R W Carlson J W Kelly, HE Davis
效高性能外加剂的研发,80年代以后,我国也逐渐 Properties of cement and concrete containing fly ash
展开大掺量粉煤灰混凝土的研制。从大掺量粉煤灰U. Journal of ACI,1937(33:577-612
混凝土的抗碳化、抗氯离子侵蚀、抗硫酸盐侵蚀以「沈旦中.粉姝灰混疑土[M,北京:中国铁道出版
及防止钢筋腐蚀等方面做了大量的研究,也取得了社,1
显著的效果,并且在大量的实际工程中得到了应[5]甘昌成,吕伟强,李建庭,等.大掺量粉渫灰泵送
用。比如我国建造的世界上规模最大的混凝土重力混凝土的生产与应用叩混凝土,2004(3):49-53
坝ー三峡大坝就使用了粉煤灰混凝土;在滨州黄河[?李成河.大掺量粉煤灰高性能混凝土的应用分
公路大桥工程中,也学试采用了大掺摻量粉煤灰混凝析黑龙江エ程学院学报(自然科学版),2005,19
土。北京城建集团在2003至2004年间产出大掺量(1):19-33
粉煤灰混凝土达到65000m3,浇筑商品房、厂房、?刘美良,陈伟.大掺量粉灰高性能混凝土在滨
区宿舍楼40幢座),合计竣工面积约200000m3。州黄河大桥中的应用?.交通工程与技术,2003(4):
2大摻量粉媟灰混凝土的发展展望
58-60
为了实现资源与环境的可持续发展,大掺量粉
煤灰混凝土的研究必将成为热点。现阶段主要是通
第一作者:石运中(1987-),男,硬士,助理工
过研发高效高性能的外加剂,以实现粉煤灰大掺量程