浅谈新世纪大厦粉煤灰砼双掺技术

分类：推荐论文 时间：2021-04-21 13:50 关注：(1)

　　【摘要】结合新世纪大厦直接采用粉煤灰砼双掺技术实例，根据工程所在地的地理环境、施工条件、工程结构特点，主要在分析了现有砼双掺技术的经验基础上，通过试验并结合工程实践，提出一套比较可行的现场施工中直接采用的粉煤灰砼双掺技术。

　　【关键词】粉煤灰;减水剂FDN;双掺技术;砼;应用效果

　　1.概述新世纪大厦工程位于福州市闽清县解放大街中段北侧，远离福州市区达60RM以上。本工程系22层框架筒体结构，地下1层，地下室建筑面积为1094m2，地上建筑面积为23372m2，承台、地下室底板采用防水密实性砼C35，砼量为1074m3，地下室外墙及地下室侧壁，水池顶板采用防水密实性砼C30，抗渗等级P6。地下室～10层柱墙为C40，砼量为1074m3，±0.00～11层梁板为C30，砼量为1269.84m3，11层～19层柱墙为C35，砼量980.3m3，梁板为C25，砼量为1269.84m3，11层～19层柱墙为C30，梁板为C25，22层以上均为C25。

　　由于本工程远离福州市区，附近没有商品砼搅拌站，本工程砼结构分项工程经过试验，决定采用粉煤灰、FDN双掺技术，从配合比的单价分析，明显地取得很好的经济效益、社会效益和环境效益。

　　2.为什么要采用粉煤灰砼双掺技术。

　　我们建设的主观愿望和目的是质量第一，提高建筑物的耐久性。随着建筑技术的不断发展，砼在土建工程中占的比重越来越大，由于许多外界环境的影响和水泥自身存在某些缺点，直接影响到砼的性能，最终直接关系到建筑物的寿命，因此改善砼性能是提高建筑物耐久性的重要途径。经过反复试验与工程实践找到影响质量的主要因素，只要能做到保证砼本身达到均匀密实，改变水泥中某些成分，以减少砼收缩和提高砼后期强度，就能保证砼的耐久性。

　　2.1高耐久性砼的性能要求

　　随着砼技术不断完善，高耐久性砼应具有以下几个要求：

　　⑴新拌砼必须具有流动性大、粘聚性和保水性良好、便于施工操作，并能获得质量均匀、密实的砼，即具有良好的和易性。

　　⑵凝结硬化的早期，应不分层，低水化热，收缩小等，防止引起砼的初始裂缝，否则这些裂缝不仅会使砼结构的外观造成破坏，面且还会引起砼内部钢筋受腐蚀。

　　⑶砼硬化的后期具有足够的力学强度，同时还应具有很高的抗渗性能(高的密实性)，这样能够阻止许多可能引起砼结构破坏的潜在因素的渗透，尤其是在砼的表层。

　　所以高耐久性砼性能。必须具有和易性好、水化热低、早期收缩小、后期足够强度，以及高抗渗性和抗腐蚀性等。

　　2.2如何才能达到高耐久性砼

　　2.2.1首先分析常规砼(普通砼)存在的问题。

　　一般施工单位，对于自拌砼掺加外加剂不善于使用，造成经济效益不高，对于强度等级C15、C20的砼，水灰比比较大，可不用外加剂等技术，但在C30以上的砼不用外加剂，施工操作难度大，为保证工程技术质量要克服施工中种种困难，更主要的问题是由于常规砼施工技术存在许多影响砼耐久性的因素，如水泥用量多，工程造价高，水灰比大等产生对砼耐久性不利，所以国外大部分砼建筑物均采用单掺或双掺技术。

　　2.2.2单掺减水剂砼的优缺点。

　　过去认为水泥砼性能随着时间的增长面提高，即砼是一种耐久性的材料。国内外早年修建的砼建筑物不断出现质量事故。对已建的砼建筑物现场考察分析，开展影响砼耐久性的主要因素的研究，最后确认砼本身的密实度和某些成份是决定它耐久性的主要因素。20世纪80年代后各种各样减水剂不断研制成功并在工程中得到应用，它对提高砼的密实度起了一定作用。

　　①减水剂只起物理作用，达到提高砼早期强度和密实度，但不能改变砼最后水化物的成份;减水剂还是无法消除砼一些矿物成份影响砼后期强度增长小，抗裂性、抗腐蚀性差的性能。②单掺减水剂流动性大，但坍落度损失快，又不能改善砼的粘聚性和保水性，易出现离析而产生不均匀性。③后期强度增长小，这些都影响砼的耐久性。可见单掺减水剂的砼具有一定的局限性。

　　2.2.3单掺粉煤灰砼的优缺点

　　实践应用证明粉煤灰的加入能使砼的工作性和抗渗性能得到改善。由于粉煤灰的火山灰活性，与水泥水化过程中生成Ca(OH)2，进行二次反应，继续生成具有胶凝性质的稳定的水化硅酸钙凝胶，有益水化物数量增加，改善了砼界面结构和孔隙结构，从而提高了强度和密实性。

　　粉煤灰直接掺入砼内有三方面的作用，即形态效应、微集料填充效应和活性作用。其作用原理可归纳为以下几点：

　　①粉煤灰颗料形态为玻璃微珠，可以改善砼施工性能，提高砼的密实性。②由于微集料填充作用，使砼不产生离析泌水现象，保证砼的均匀密实。③粉煤灰的活性作用(二次反应)，一方面可减少或消除砼中薄弱的石灰结晶，提高砼中、后期强度。④避免引起水化热高，造成构件收缩加大而出现裂缝。⑤粉煤灰能吸收水泥中的钙和钠，防止砼出现碱--骨料反应和硫酸盐的破坏作用。

　　总之，由于粉煤灰能提高砼内部结构均匀密实性，提高砼抗渗性、抗腐蚀和抗风化性能，以及后期强度高的性能。但它影响砼早期强度，特别当水灰比在0.6以上，早期强度较低，不利于赶工期的工程，可见单掺粉煤灰的砼也有一定的局限性。

　　通过单掺粉煤灰的砼C20、C30、C40试验数据见表1。

　　单掺粉煤灰砼与双掺粉煤灰减水剂的砼砼对比试验数据见表2。

　　表2中数据说明：双掺比单掺好，且双掺砼后期强度增长快。

　　2.2.4粉煤灰、减水剂FDN双掺技术的优点

　　粉煤灰能提高砼的和易性及有效改变水泥某些不利砼耐久性的因素，克服单掺减水剂存在的一些缺点，而减水剂FDN又能提高砼密实性和克服粉煤灰早期强度低的缺点。所以砼中同时掺入适量粉煤灰和减水剂FDN，能达到相辅相成作用，取得很好效果。通过双掺粉煤灰砼C35、C30、C40试验数据见表3。

　　3.粉煤灰减水剂砼双掺技术在现场应用对比。

　　3.1原材料品质

　　⑴水泥均用南平武夷P.O42.5R水泥，经检测站试验水泥强度等级符合42.5R等级性能要求;砂为闽江砂，细度模数为2.3;碎石粒径5～20mm取30%，20～40mm取70%，砂、碎石级配合格。

　　⑵粉煤灰品质、用途和最大取代量见表4，从表4可以看出华能电厂粉煤灰品质良好，因此使用效果也好。

　　通过试验得出采用粉煤灰减水剂砼双掺技术，明显改善砼的和易性，并且便于振捣，因此拆模后构件观感质量好。

　　3.2现场施工技术措施

　　3.2.1做到粉煤灰减水剂砼掺量的准确性

　　商品砼能做到进料准确性。而对现场拌和粉煤灰砼配合比中粉煤灰掺量百分数要有一定条件，如现场要制作一个量具，且要安排专人称料把关。保证粉煤灰砼拌和物的均匀性。

　　⑴石子级配的影响。所谓石子级配，即是石子颗粒大小之间搭配的比例情况。即将大小石子适当搭配，使空隙率及总表面积比较小，这样拌出的砼，不但水泥用量少、和易性好、强度高且均匀密实。相反当所用的石子都是大颗粒或都是小颗粒，或者石子中含有大量砂，其结果是拌出来的混合物不均匀，和易性差，水泥用量多而强度低。因此良好的石子级配，可以改善砼物理力学性质和节约水泥，保证均匀密实。

　　⑵正确的加料顺序。由于水泥、砂、石子颗料粒径大小不同，它们在搅拌机内前进的速度不同，即石子前进速度大于砂，所以不同加料斗倒料顺序必须做到先进砂，这样由于加速度不同，使砂和石子同时到达搅拌机的前部，拌和出来砼的料比较均匀。

　　⑶二次加水法。由于各种原因，现场即使天天测定原材料的含水量，但还是会出现坍落度变化大且不均匀的拌合物。这几年来，通过试验室室内试验和工程施工现场应用效果，提出二次加水法，与减水剂FDN一起加入搅拌成的砼比较好地解决原材料含水量对拌合物的坍落度变化和均匀性的影响，而且这种工艺与常规一次拌料法比可提高砼强度10%～15%。

　　⑷严格控制搅拌时间。搅拌时间是影响砼质量的重要因素之一，但实际上往往没有被重视，没有进行严格控制。施工现场经常为了赶进度，搅拌时间过短，有时只有30S就出料，则搅拌出来的砼不均匀，都是石子，无粘性产生离析现象，和易性差，无法振捣，有的只好现场加水违背操作规程，振捣后砼出现麻面、蜂窝、孔洞等缺陷，影响砼结构的强度和耐久性，这样制作的试块强度均不合格，这一点施工人员是有深刻教训的。

　　一般砼拌和时间不得少于120S，而掺粉煤灰砼拌和时间不得少于150S。搅拌时间过长，反而使砼和易性降低，且降低搅拌机生产率。因而搅拌时间不宜超过4mis，否则拌合物会产生离析引起拌合物不均匀而降低砼强度。

　　4.小结

　　⑴粉煤灰是提高水泥砼耐久性有效的组成材料，对于C25以上的粉煤灰砼，采用FDN减水剂，既可充分发挥粉煤灰砼的优点，又能克服它的缺点，这是一种很好的技术方法。

　　⑵双掺技术并不是人们想像那么复杂，实际上一旦习惯就很自然。

　　⑶为保证工程质量，必须有一套切实可行控制粉煤灰减水剂砼双掺技术法的施工工艺。

　　⑷粉煤灰减水剂砼双掺方法，不但便于施工，而且能节约大量水泥;具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

　　参考文献：⑴JGJ28-86粉煤灰在砼和砂浆中应用技术规程

　　⑵JGJ55-2000普通砼配合比设计规程

　　⑶方先和建筑施工武汉大学出版社

　　2010年02月01日