粉煤灰对商品砼表面强度影响的研究

粉煤灰对商品砼表面强度影响的研究

摘要：对某些混凝土表面硬度低的实例进行分析的基础上，进行了生产性试验验证，论述了粉煤灰对混凝土表面硬度的影响及某些混凝土表面硬度偏低的原因。关键词：粉煤灰；表面硬度；泌水；含碳量目前，由于粉煤灰质量及配比、施工养护等方面的原因，使许多人认为掺灰混凝土的表面硬度必然偏低。这种观念阻碍了粉煤灰在混凝土中的应用。例如一些商品混凝土搅拌站在路面混凝土中不敢掺用粉煤灰或者只掺很小比例的粉煤灰。他们担心掺加粉......

摘要：对某些混凝土表面硬度低的实例进行分析的基础上，进行了生产性试验验证，论述了粉煤灰对混凝土表面硬度的影响及某些混凝土表面硬度偏低的原因。关键词：

粉煤灰；表面硬度；泌水；含碳量目前，由于粉煤灰质量及配比、施工养护等方面的原因，使许多人认为掺灰混凝土的表面硬度必然偏低。这种观念阻碍了粉煤灰在混凝土中的应用。例如一些商品混凝土搅拌站在路面混凝土中不敢掺用粉煤灰或者只掺很小比例的粉煤灰。他们担心掺加粉煤灰会影响混凝土的回弹强度，以致在某些可能会现场回弹检测的结构部位不掺或少掺粉煤灰。本文结合我们近年遇到的有关混凝土表面硬度问题的典型实例进行分析，并做了大量模拟试验，以探讨粉煤灰对混凝土表面硬度的影响和某些混凝土表面疏松的原因。 1 典型实例实例1 某工程C50 混凝土构造柱，在验收过程中发现，混凝土回弹推定值刚满足C40 强度等级混凝土的要求，但随后钻芯取样表明，其强度值均在50MPa 以上，完全满足工程设计要求。类似的情况在近几年的监督检测、验收过程中时有出现，且都集中在C40 及以上强度等级的混凝土中。于是有人认为这是掺用粉煤灰影响了混凝土的表面硬度，有些搅拌站为避免纠纷，在工程重点部位尤其是需要通过回弹验收质量的部位限制粉煤灰掺量，但效果也并不明显。实例2 某厂区道路工程，采用C25 非泵送商品混凝土。水泥为立窑产普硅水泥，在混凝土中掺用10 % Ⅱ级粉煤灰。使用一段时间后发现局部路面起砂，且面层疏松。有人认为这是掺用大量粉煤灰所致。在当年的济南市混凝土企业技术交流会上，几家预拌混凝土企业一致反映使用上述水泥也出现过类似的情况，于是认为这是粉煤灰富集于混凝土表面所致。后来这几家搅拌站找到该水泥生产厂家时却发现该水泥生产时并未过多掺入粉煤灰，且主要掺合料也不是粉煤灰。

实例3 济南市某集团公司院内路面工程，使用C20 商品混凝土800余m3。投入使用后不到一个月，部分混凝土路面有“起粉”、“起砂露石”现象，混凝土表面硬度较低，局部甚至在清扫过程就能扫出大量粉尘，汽车驶过则出现“扬尘”。建设及施工单位怀疑混凝土强度不合格，但质检部门对“起砂露石”较严重部位的混凝土钻芯取样检验表明，其强度完全符合设计施工要求。于是有人认为是混凝土中粉煤灰质量较轻，过振后富集于新拌混凝土表面，导致表面硬度下降，造成“起粉”。但混凝土生产厂家对此认为，他们所用水泥为大厂旋窑水泥，一部分掺粉煤灰10 % ，另一部分则未掺加粉煤灰。施工日志及混凝土厂家生产记录表明，未掺灰的混凝土也有起粉现象。至于该配比已多次用于路面混凝土工程，并未出现过类似现象。实例4 2001 年施工的某公司厂房地面工程，厚度10cm ，采用C20 商品混凝土。施工后一个月，发现局部混凝土表面疏松，干燥处也出现“起粉”现象，另外一部

分则没有类似现象。该混凝土生产记录表明其配比中并未掺用粉煤灰，且所用水泥掺加的混合材也不是粉煤灰。但部分混凝土水灰比过大，有离析泌水现象。泌水较严重地段的混凝土表面疏松。至此基本上可以肯定，路面混凝土“起粉”“起砂露石”与粉煤灰无关，很可能是混凝土泌水导致表面水灰比过大，表层水化产物搭接不密实所致。实例5 2002 年施工的某厂房地面工程，厚12cm ，采用C20 商品砼，不掺粉煤灰，砼硬化后涂环氧地板漆。使用一年后发现多处地板漆与混凝土面层一起脱落且疏松。起初施工单位怀疑是地板漆与混凝土面层发生化学反应所致，排除此可能后又对混凝土强度产生怀疑。质检部门对破坏较严重部位的混凝土钻芯取样检验表明，该混凝土强度平均值达到30MPa ，完全满足设计要求。施工日志及混凝土生产记录表明，该混凝土配合比采用了矿渣水泥，混凝土拌和物水灰比较大，泌水较严重，且施工时正逢阴雨天，施工完毕后立即覆盖塑料薄膜养护。

综合分析以上实例，我们认为混凝土表面硬度较低、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，而是由于混凝土表层在凝结硬化过程中水灰比过大或过小引起的。其中混凝土泌水导致表层水灰比过大是最主要的原因。为了验证上述结论的正确性，2002 年起我们作了大量模拟对比试验。研究对象主要针对C40 泵送混凝土及C20 非泵送施工的路面混凝土。 2 验证试验由于室内试验不能准确反映工程中实际混凝土的表面质量，我们采取在搅拌站内按不同配比用生产设备搅拌的混凝土进行试验，模拟施工现场可能出现的一些振捣、养护方式，浇注了搅拌站修车棚的剪力墙及内部一段废弃路面。目的是验证粉煤灰对混凝土表面硬度的影响，寻求混凝土表面出现疏松的原因。每个配比搅拌量1～3m3，并取有代表性的试验多次验证。前后共试验14 次，使用混凝土29m3。试验所用水泥分别采用搅拌站常用的山东水泥厂产P.O 32.5R 水泥、P.O 42.5R 水泥、P.S 32.5R 水泥，以及实例2 所述及的立

窑水泥。所用粉煤灰为搅拌站常用的两种Ⅱ级灰A、B。A 灰细度(45μm 气流筛筛余量) 1 5 %左右，含碳量在12 %左右，颜色较黑。B 灰细度(45μm 气流筛筛余量) 8 %左右，含碳量在6 %左右，颜色较浅。粉煤灰掺量分别为0 、10 %、20 %等，路面最高掺量25 %。按搅拌站常用砂率、不同水灰比、不同掺灰量、不同施工方法进行对比试验。 3 试验结果与讨论剪力墙试验采用C40 泵送混凝土，墙1 混凝土不掺粉煤灰，施工模拟国内一些施工现场情况，混凝土硬化后立即拆模，拆模后只浇水养护了2 次。墙2 混凝土掺20 %粉煤灰B ，带模浇水养护29 天后拆模。混凝土干燥后对结构实体进行回弹和钻芯检测。检测结果见表1 。从表1 可以看出，养护对混凝土回弹值影响非常大，而混凝土的回弹值主要与混凝土表面硬度有关，也就是说养护直接影响到混凝土的表面硬度，而与是否掺加粉煤灰关系不大。这就证实了粉煤灰影响混凝土表面强度的认识是不准确的。

混凝土路面工程模拟试验前后共进行12 次，对混凝土的表面硬度采取目测和效果结合回弹法进行检测。从混凝土拌和物状态看，当粉煤灰A 掺量较大时，混凝土颜色明显发黑，且在混凝土水灰比较大时确实给人一种粉煤灰上浮的感觉。但仔细观察，上浮的全是粉煤灰中的粗颗粒，最主要