曾明鳴，劉軼平

(黑龍江省交通科學(xué)研究所)

1 粉煤灰對水泥水化熱的影響

對于許多混凝土大體積工程，最主要的性能要求是水化熱溫升要低，抗裂性要好。針對大體積混凝土的特點(diǎn)，在混凝土的配制中主要采取了以下措施:(1)采用緩凝高效減水劑，以降低混凝土單位用水量和膠凝材料用量;(2)采用高粉煤灰摻量，以進(jìn)一步降低混凝土中的水泥含量，延緩水化熱的發(fā)生過程。粉煤灰摻量對水泥水化熱的影響見表1、圖1。

表1 不同粉煤灰摻量水泥水化熱

圖1 不同粉煤灰摻量水泥水化熱過程圖

從以上圖表可以看出，混凝土中粉煤灰摻量越高，水化熱降低的越多，當(dāng)粉煤灰摻量為40％以上時，混凝土中水泥水化熱總量減少20％以上，摻粉煤灰對混凝土的溫度控制和抗裂能力的提高有積極意義。

通常粉煤灰的摻入不但可以降低水化溫升，還可以減小自生收縮;但也有試驗發(fā)現(xiàn)，摻量為10％時，有的粉煤灰減小自生收縮，有的則增大了自生收縮;而不同細(xì)度時粉煤灰對自生收縮的影響的研究還很少。本試驗結(jié)果見圖2，F(xiàn)A-10～FA-40與基準(zhǔn)混凝土相比可見，隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土自生收縮明顯減小。粉煤灰摻量10％～40％對混凝土1d時自生收縮減小分別為9.4％、29.7％、40.6％、45％，28d自生收縮減少分別為6.2％、13.8％、20.5％和26％?？梢姄饺敕勖夯覍υ琮g期內(nèi)自生收縮的減少作用非常明顯，這對于防止或減少混凝土早期開裂非常重要。

三種不同細(xì)度粉煤灰摻量為20％時混凝土的自生收縮對比可見，細(xì)度越大，自生收縮值也越大;比表面積為655m2/kg的超細(xì)灰FFA在1d時可使自生收縮降低16％，而1d后其收縮發(fā)展速度高于基準(zhǔn)混凝土，到28d時自生收縮值比基準(zhǔn)混凝土僅低5％左右。

圖2 粉煤灰對混凝土早期自生收縮的影響

為進(jìn)一步研究粉煤灰、硅灰對混凝土水化熱的影響，分別對不同摻量的粉煤灰混凝土試件在密封條件下的溫升進(jìn)行對比試驗。試驗結(jié)果如圖3所示。從圖中可以明顯看出:粉煤灰摻量從0％增加至40％，混凝土溫度逐漸降低，粉煤灰和硅灰復(fù)摻，溫升最小。

圖3 密封條件下?lián)胶狭匣炷林衅骄鶞厣?/p>

2 高效減水劑與粉煤灰雙摻對水泥水化熱的影響

水化熱試驗將摻入I級灰，中熱水泥摻灰量為0～50％，低熱水泥摻灰量為0～30％。

(1)ZB-1A高效減水劑。

摻ZB-1A時，低熱水泥摻10％、20％粉煤灰和二種中熱水泥摻20％、40％粉煤灰的各齡期水化熱相對于各水泥的基準(zhǔn)水化熱的百分?jǐn)?shù)列于表2。由表2可發(fā)現(xiàn)，三種水泥中摻ZB-1A和I級粉煤灰后，各齡期的水化熱均有不同程度下降，降幅與水泥品種和粉煤灰摻量相關(guān)，對中熱早期有明顯的降低水化熱峰值、延緩峰值發(fā)生時間的作用。

(2)ZB-1高效減水劑。

摻ZB-l時，低熱水泥摻10％、20％粉煤灰和二種中熱水泥摻20％、40％粉煤灰的各齡期水化熱相對于各水泥的基準(zhǔn)水化熱的百分?jǐn)?shù)列于表3。由表3可發(fā)現(xiàn)，摻ZB-1的三種水泥隨粉煤灰摻量的增加，早期水化熱明顯降低，水化放熱速率曲線中加速期峰值顯著降低，潛伏期較不摻時延長;雙摻較不摻的降熱作用明顯，對三種水泥均有顯著的降峰效應(yīng)。

表2 ZB-1A對摻粉煤灰水泥水化熱的降熱作用

表3 ZB-l對摻粉煤灰水泥水化熱的降熱作用

(3)高效減水劑FE-B、R561和木鈣。

摻FE-B、R561和木鈣時，低熱水泥摻10％、20％粉煤灰和中熱水泥摻20％、40％粉煤灰的各齡期水化熱相對于各水泥的基準(zhǔn)水化熱比值的百分?jǐn)?shù)列于表4。由表4可發(fā)現(xiàn)，①FE-B雙摻二種水泥隨粉煤灰摻量的增加，其降熱、降峰效應(yīng)顯著，對水泥無明顯選擇性。粉煤灰摻量高時，水化放熱速率曲線中幾乎無峰值出現(xiàn)。其水化熱曲線甚至優(yōu)于木鈣。②R561雙摻對低熱水泥有明顯的潛伏期平臺，初凝時間很長，有顯著的降熱、降峰作用;但它對中熱水泥無明顯的潛伏期平臺，當(dāng)粉煤灰摻量高時，有一定的降熱、降峰效應(yīng)。③木鈣雙摻對葛中熱水泥有很好的降熱、降峰效果，摻40％粉煤灰時放熱速率曲線無明顯峰值。

表4 FE-B、R561和木鈣對摻粉煤灰水泥水化熱的降熱作用