摘要:對部分混凝土工程實例中表面強度偏低的原因進行分析,論述了粉煤灰對混凝土表面強度的影響。通過試驗驗證了優(yōu)質粉煤灰的加入不會造成混凝土表面強度的降低,以及混凝土生產施工控制和養(yǎng)護對其表面強度的重要性。

關　鍵　詞:混凝土;粉煤灰;表面強度;泌水;含炭量

中圖分類號:U414. 1 　　　　　　　文獻標識碼:A 　　　　　　　文章編號:1672 - 0032(2006) 01 - 0071 - 04

　　由于過去粉煤灰質量低劣以及粉煤灰混凝土不正確的配比與施工養(yǎng)護方法等造成的一系列后果,再加上對粉煤灰認識不足,導致形成了摻粉煤灰混凝土表面強度必然低的成見。一些混凝土攪拌站擔心摻加粉煤灰會影響混凝土的回彈強度,在某些可能需要現場回彈檢測的結構部位不摻或少摻粉煤灰。但是大量的試驗及工程實踐證明,粉煤灰可以用于水泥路面混凝土中,并已經取得了良好的技術經濟效益和社會效益。本文通過對近幾年遇到的有關混凝土表面強度問題的案例分析以及模擬試驗,探討了粉煤灰對混凝土表面強度的影響,并分析了某些混凝土表面疏松的原因。

1 　典型案例

　　案例1 :某工程C50 混凝土構造柱,在實體驗收過程中發(fā)現,混凝土回彈推定值剛剛滿足C40 強度等級混凝土的要求。但隨后的鉆芯取樣結果表明,混凝土強度值均在50 MPa 以上,完全滿足工程設計要求。類似的情況在近幾年的監(jiān)督檢測、驗收過程中經常出現,特別集中在C40 及以上強度等級混凝土中。于是有人認為是粉煤灰的摻加影響了混凝土的表面強度。有些單位為避免產生不必要的糾紛,在工程重點部位尤其是需要通過回彈驗收質量的部位限制粉煤灰的摻量,但效果并不明顯。

　　案例2 :某廠區(qū)道路工程,采用C25 非泵送商品混凝土。水泥采用某立窯水泥廠生產的普通硅酸鹽水泥,在混凝土中摻加10 % Ⅱ級粉煤灰。使用一段時間后發(fā)現局部路面起砂,且面層疏松。有人分析認為面層疏松的原因在于水泥本身混合材中摻有大量粉煤灰,再加上混凝土中也摻加了粉煤灰,導致粉煤灰在混凝土中摻量過大,混凝土局部過振后粉煤灰富集于混凝土表面所致。在當年的混凝土企業(yè)技術交流會上,幾家預拌混凝土企業(yè)同時反映使用該水泥過程中出現過類似情況,遂認為是粉煤灰富集于混凝土表面導致混凝土表面疏松。但幾家攪拌站聯(lián)合找到該水泥廠家時發(fā)現,該水泥并沒有摻加過多粉煤灰,且主要摻合料也不是粉煤灰。

　　案例3 :某集團公司院內蓋被路面工程,采用C20 混凝土,使用混凝土超過800 m3 。投入使用后不到一個月便發(fā)現部分混凝土路面有“起粉”、“起砂露石”現象,混凝土表面疏松、強度較低,用鐵釘很容易就能將混凝土表面劃破,局部甚至在清掃馬路過程中用掃帚就能在混凝土表面掃出大量粉塵,汽車走過出現“揚塵”現象,且破壞呈越來越明顯的趨勢,嚴重影響了混凝土的正常使用。建設及施工單位懷疑混凝土強度不合格,但質檢部門對“起砂露石”較嚴重部位鉆取芯樣的試驗結果表明,混凝土強度完全符合設計要求。于是有人認為是混凝土中粉煤灰質量較輕, 過振后富集于新拌混凝土表面, 從而導致混凝土表__面硬度下降,造成“起粉”。但混凝土生產廠家對此頗有異議:首先,該混凝土所用水泥為大廠旋窯水泥,一部分摻粉煤灰10 % ,另一部分沒有摻加粉煤灰。查詳細的施工日志及混凝土廠家生產記錄發(fā)現,沒有摻加粉煤灰的混凝土仍然有起粉現象。其次,摻粉煤灰混凝土配合比已多次用于路面混凝土工程,以前并沒有出現類似現象。但在此處施工時部分混凝土有離析泌水現象,泌水較嚴重地段很可能是混凝土表面水灰比過大,表層水化產物不密實所致。

　　綜合分析以上案例,混凝土表面強度較低、路面混凝土“起粉”、“起砂露石”的主要原因不是粉煤灰富集于混凝土表面所致,而是由于混凝土表層在凝結硬化過程中水灰比過大引起的。其中混凝土泌水導致表層水灰比過大是最主要的原因[1 ] 。

　　為了驗證上述結論的正確性,2004 年起做了大量的具有代表性的模擬對比試驗。研究對象主要針對C40 泵送混凝土以及C20 非泵送施工的路面混凝土。

2 　試驗驗證

2. 1 　試驗方法

　　由于室內試驗不能準確反映工程實體混凝土表面質量,為模擬實際工程,試驗利用混凝土攪拌站的生產設備按照預先擬定的幾種配比拌制混凝土,并模擬施工現場常見的振搗、養(yǎng)護方式澆注了某攪拌站修車棚內的一段剪力墻及一段廢棄路面。試驗目的主要是驗證粉煤灰對混凝土表面強度的影響,并探求常見混凝土表面疏松問題的原因。每個配比攪拌方量1～3 m3 ,并取有代表性的試驗多次驗證。前后共試驗13 次,使用混凝土29 m3 。試驗所用水泥分別采用攪拌站常用的P.O32. 5R 水泥、P.O42. 5R 水泥、P. S32. 5R 水泥, 以及現象2 所述及的立窯P.O32. 5 水泥。所用粉煤灰為攪拌站常用的兩種Ⅱ級粉煤灰A、B。兩種粉煤灰技術指標見表1。

　　粉煤灰A 含炭量在12 %左右,顏色較黑。粉煤灰B 含炭量在6 %左右,顏色較淺。粉煤灰摻量分別按0 % ,10 % , 20 %等, 路面最高摻量25 %。按攪拌站常用砂率,不同水灰比、不同粉煤灰摻量、以及不同施工方法進行對比試驗。

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　　混凝土路面工程模擬試驗前后共進行8 次,試驗配比見表2?；炷恋谋砻嬗捕炔捎没貜椀姆椒ㄔu定,實測混凝土強度、混凝土拌合物狀態(tài)及使用效果見表3。