混凝土的配置中怎样减少水泥的用量?

大坝混凝土的特点是体积大,大都强度要求不高(少数部位除外),但抗裂、抗渗、抗侵蚀、抗冻融等性能要求高,实际上也是高性能混凝土。粉煤灰是拌制水工高性能混凝土用得较普遍的掺合料。 粉煤灰是从煤粉炉烟道气中收集到的粉末,属人工火山灰质材料,颗粒很小,多呈球形(通称微珠)。掺人混凝土中,它的颗粒形态效应产生减水势能,微集料效应产生致密势能,火山灰质效应产生活化势能;从而起到减少需水量,提高耐久性和抗渗能力,减少收缩,降低内部温升,提高抗拉强度,抗硫酸盐侵蚀,减少泌水和抑制碱一骨料反应等多方面的作用。因此,在混凝土中掺粉煤灰,不仅仅是为了节省水泥,更主要的是为了改善和提高混凝土的性能,粉煤灰是大坝混凝土的重要组份。 三峡二期工程用的花岗岩人工骨料,四级配混凝土用水量高达110kg/m3,如此高的用水量必然给混凝土带来一系列不良后果。必须采取综合措施降低用水量,而掺I级粉煤灰则是降低用水量的重要措施之一。三峡二期工程使用I级粉煤灰数量大,预计用灰量就超过100万t,而且集中在1999年~2001年使用,如1999年用灰28万~30万t,高峰月预计用灰3.2万t。因此,必须做好灰源选择,正确处理质量与数量的关系,确保合格的粉煤灰大批量、连续、稳定地供应到三峡工地。 1 灰源的选择 粉煤灰到处都有,但要获得I级灰却不容易。校国家标准GBl596—91《用于水泥和混凝土的粉煤灰》规定,用作混凝土掺合料的I级粉煤灰成品应符合下列指标:含水量不大于1%;烧失量不大于4%;细度(0.045mm方孔筛筛余量)不大于12%;需水量比不大于95%;三氧化硫含量不大于3%。为防止混凝土发生碱一骨料反应,中国长江三峡工程标准CIGPC一1998《混凝土用粉煤灰技术要求及检验》还规定粉煤灰中碱含量(Na2O当量计)应不大于1.5%。三峡工程所用的粉煤灰,无疑应按上述指标严格控制质量。 粉煤灰的质量,受煤种、煤粉磨的型号、锅炉形式(包括容积和高度)、燃烧条件、司炉工的操作(或电脑程控)水平、电厂负荷的波动以及收尘系统运行状态等等因素的影响。其中三氧化琉和含碱量直接与煤的品种有关,在我们分析调查过的粉煤灰中。三氧化硫很少大于1%;碱含量则有个别厂家高达4%,但向三峡供灰的厂家,一般都在1.5%以下,能满足三峡的要求;含水量的控制,关键在于运输和储存时防潮。三峡工程用以运输粉煤灰的集装箱或散装罐,密封性能较好,运到工地后进行检测,含水量多在,5%以下。所以,在选择灰源时,关键是看烧失量、细度和需水量比,而需水量比是核心。因为三峡混凝土使用人工骨料,需要掺粉煤灰来帮助改善混凝土的和易性,所以特别看重需水量比这项指标。据我们的经验,烧失量和需水量比是“先天”条件:烧失量超过标准的粉煤灰,是“先天不足”,三峡工程选择灰源时,不予考虑;细度粗的粉煤灰,可以通过分选来改善,但烧失量和细度都达到I级灰指标的粉煤灰,需水量比不一定能达到要求,不少厂家因此而落选;看来影响需水量比的因素除了烧失量和细度外,还有含珠率、微珠的粒形状等等因素,是“先天”条件所决定,难以“后天”弥补。我们从实践中体会到,在判断一座电厂是否具备生产I级灰的条件时,要看它煤的品质如何?煤源是否稳定?燃煤与机组是否匹配?机组大小、锅炉的高度与容积、炉温,电收尘的级数及运行是否正常等。在选定的主供厂中,平圩电厂是比较典型的一个实例、该厂地处淮南,属坑口电厂,煤源稳定;大功率发电机组(单机600MW),锅炉高,燃烧充分;五级电收尘,在第二或第三电场收集的粉煤灰即可达到I级灰的标准,而且质量一直比较稳定。 收起