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1、山东大学硕士学位论文粉煤灰泵送高性能混凝土的试验研究姓名：温以华申请学位级别：硕士专业：水利工程指导教师：包怡斐20060418摘要本文对以不同掺量粉煤灰掺加到混凝土中配制而成的粉煤灰泵送高性能混凝土的综合性能进行了较全面的试验和工程实践应用研究，主要结论如下：1 研究了粉煤灰品质对砂浆流动性和混凝土坍落度及坍落度损失的影响，结果表明：随着水灰比的降低，不掺粉煤灰的空自砂浆需借助于较多的高效减水剂才能达到理想的流动性，而掺入品质好、细度小的粉煤灰可明显改善砂浆的流动性，使减水剂用量大大减少粉煤灰对坍落度损失亦有抑制作用不同品质的粉煤灰，由于其细度、需水量比、烧失量各不相同，对混凝土坍落度及坍落
2、度损失的影响差别很大；细度小、烧失量低的粉煤灰对混凝土坍落度损失抑制更明显。2 研究了粉煤灰掺量对混凝土抗压强度及工作性能的影响。随着粉煤灰掺量增加，混凝土早期强度随着粉煤灰掺量而变化，当掺量在2 0 左右时。对7 天强度影响不大，两当掺量 3 0 时，早期强度明显降低；但掺粉煤灰混凝土后期强度增长较快，而且在掺量 3 0 范围内随粉煤灰掺量增加而增大。3 粉煤灰混凝土具有十分良好的工作性，流动性及填充性，易于泵送混凝土中掺入适量的优质粉煤灰，可以改善混凝土和易性、减少离析，提高可泵性，增加混凝士的密实性，提高抗裂性及抗渗性，降低水泥水化熟，减少混凝土的收缩，减小温度应力当耪煤灰与混凝土泵送帮
3、、膨胀齐j 同时掺用时。效果更加显著。粉煤灰与外加剂双掺技术，是提高大体积混凝土旖工效果，提高混凝土结构抗裂防渗能力的有效措施；在节省水泥，提高工效和工程质量与综合利用工业废料等方面具有显著的经济效益和社会效益，值得全面推广应用。4 鉴于掺粉煤灰对混凝土的护筋能力有一定影响，为保证混凝土结构的耐久性，处于大气条件下的结构，粉煤灰取代水泥量不宜大于3 0，对于地下结构不宣大于5 0 5 本文还列举了几项典型粉煤灰泵送高性能混凝土实际施工工程，总结了粉煤灰泵送高性能混凝土生产和旌工的一些实践经验。关键词：高性能混凝土：粉煤灰；试验研究；泵送；工程应用lA B S T R C TT h isp a
4、p e rc a r r i e do u tt h ee x p e r i m e n t a la n dp r a c t i c a la p p l ic a t i o ns t u d yo nt h ec D m p r e h e n s iV ec h a r a c t e r so fh i g hp e r f O r m a n c ep u m p in gc o n c r e tec o n t a in i 门gc O a la s h，w h ic hw a sm a d eb ym i x i n gd i f f e r e n ta m o u n
5、 tso fc o a la s hi n t ot h ec o n c r e t e。t h em a i nr e s u l tsa sf o l l o w s：，r h ee f f e c tso f c o a la s hq u a l i t yo nf l u i d i t yo fm o r t a r，c O n c r e t es l u m pa n dc o n c r e t es l u m p1 0 s s e sw e r es t u d ie d，t h er e s u l ts h 0 1 i r e dt h a tt h em o r
6、t a rw i t h o u tc o a la s hn e e dm o r eh i g h r a n g ew a t e rr e d u c i n ga g e n tt op o ss essid e a lf l u i d i t y鬻i t hr e d u c i n gt h er a t i oo fw 8 t e rt oc e m e n t，琢i x i n gt h eg o o d q u a l i t ya n df i n ec o a la s hi n t ot h em o r t a rc a nm a r k e d lyi m 口r
7、 o v et h em o r t a r sf l u i d i t ya n dr e d u c et h ea m o u n to fm i x e dw a t e rr e d u c in ga g e n t I na d d i t io n，t h ec o a la s hc a nr es t r a i nt h ec o n c r e t es l u m pl o s s e s T h ed i f f e r e n tk in d so fc o a la s hh a v eo b v i o us l yd i f f e r e n ti n
8、f l u e n c e so nc o n c r e t es l u m pa n dc o n c r e t es l u m pl o s s e sb e c a u s eo ft h ed i f f e r e n tf i n e n e s s，w a t e rr e q u i r e m e n tr a t i Da n di g n i t i o nl o ss，a n dt h ef i n ec o a la s hw i t hl o wi g n i t i o n1 0 s sc a nm o r eo b v i o u s lyr e s t
9、 r a int h ec o n c r e t es l u m p1 0 s s e s B ys t u d y i n gt h ee f f e c tO f c o a la s ha m O u n to nc o n c r e t ec o m p r e s s i v es t r e n g t ha n dw o r k i n gp e r f o r m a n c Pr宵ec a nc o n c lu d e dt h 8 tt h ec o n c r e t es t r e n g t hc h a n g e di t hm i x i n ga m
10、 o u n to fc o a l8 s hi nt h ee a r l ya g e，孽h e nt h em i x i n g8 m o u n to fc o a la s hw a sa b o u t2 0，t h e7 一d a yc o n c r e t es t r e n g t h e nh a sa l m o s tn oc h a n g e，h o 曹e v e rt h ec o n c r e t es t r e n g t hd e c r e a s e dm a r k e d l yint h ee a r l ya g ew h e nt h
11、 em i x i n ga m o u n to f c o a la s hw a sm o r et h a n3 0，m o r e o v e rt h es t r e n g t hO fc o n c r e t ec o n t a i n i n gc o a la s hi n c r e a s e dm o r er a p i d l yi nt h e1 a t e ra g e，a n dw h e nt h em ix i n ga m o u n tw a s1 e s st h a n3 0，t h es t r e n g t hr i l li n c
12、 r e a s e臀i t ht h em i x i n ga m o u n to fc o a la s hi n c r e a s i n g C o a la s hc o n c r e t eD o s s e s s e de x c e l l e n tw D r k i n ga n dg t u f f i n gp e r f o r m a n c e，f l u i d i t ya n dw a se a s i l yp u m p i n g2盘耋苎兰三童矍圭茎竺丝耋，：，。c o n v e y e d S u i t a b l ea m o u n
13、 to fh i g hq u a l i t yc o a la s hw e r em i X e di n t 0c o n c r e t ec a ni m p r 0 V ew o r k a b i l i t y0 ft h ee o n c r e t e。i n c r e a s ep u m p a b i l i t Y，d e n s i t Y，c r a c k P r o o fa n d0 0 z e p r 0 0 fa b i l i t y0 ft h ec o n c r e t e，a n dr e d U c ei tss e g r e g a
14、 t i o n，h y d r a t i o nh e a t s h r i n k a g ea n dt e m p e r a t u r es t r e s s W h e nc o a la s h p u m p i n ga g e n ta n de x p a n s i V ea g e n tw e r es i m u l t a n e O H s l ym i x e di n t ot h ec o n c r e t e。t h ei m p r o v e m e n t s0 ft h ec o n c r e t ep e r f o r m a
15、n c ew e r er e m&r k a b l e，e s p e c i a l l yi nb u l k Yc O n C F e t ee o n s t r u c t i0 n，t h ism e t h o dc a ns a v ec e m e n t，e n h a n c ew o F ke f f i c i e n c ya n de n g i n e e F i n gq u a l i t y，a n dc a ns y n t h e t i c a l l Yuset h ei n d u s t r i a lf 1 0 ts a m s。t h
16、u st h ism e t h o d0 fs i m u l t a n e o u s l ym i X i n gc o a la s h p u m p i n ga g e n ta n de X p a n s i V ea g e n tw e r ew o r t ha p p l y i n gw id e l Yi np r a c t ic e S i N c ec o a la s hh a V ee f f e c t s0 nt h ec h a r a c t e Fo fc o n c r e t et 0P r o t e c tr e i n f o r
17、c in gs t e e lb a r。i no r d e rt 0a s s u r et h eh a t d n e sso fc O n c r e t ec o n s t r u c t i O N。t h em i X i n ga m o u n to fc o a la s hs h 0 U 1 d1e sst h a n3 0 w h e nt h ec o n c r e t ec o n s t r u C t i 0 Nc o n t a in i n gc o a la s hW e r ei na t m o s P h e r ee N V i r o N
18、m e n t a n dt h em i x i n ga m o u N ts h O H ldn o tm o t et h a n5 0 w h e nt h ec o n c r e t ec o ns t r u c t i0 nc o n t a i n i n gc o a la S hw e r ei nu n d e r g r O H n d T h isp a p e ra 1s 0t o o ks o m et Y P ic a le O n s t r u c t i o ne n g i n e e r in ga se x a m p l e s。s u m m
19、 a r i z e ds o m ep r a c t i c a le x P e r ie n c esi np r o d u c in gh i g hP e r f o r M a n c eP u m P i n gc O N c r e t ec o n t a i n in gc O a la s h a n di nb u i l d i n gc o n s t r u c t i o n s 霄i t ht h isk in d0 fc o n c r e t e K e yw o r d s：h i g hp e r f o r m a n c ec o n c r
20、e t e；c o a la s h：e x p e r i m e r i t a lS t u d Y；o u m p i n g：e n g i n e e r i n ga p p l ic a t i o n 山东走学工程硕士学位论文术语、符号说明普通混凝土o r d i n a r yc o n c r e t e 干密度为2 0 0 0 2 8 0 0k g m 3的混凝土。干硬性混凝土s t i f fc o n c r e t e 混凝土拌合物坍落度小于1 0 蛳且须用维勃稠度(S)表示其稠度的混凝土塑性混凝土p l a s t i cc o n c r e t e 混凝土拌
21、合物坍落度为1 0 9 0衄的混凝土。流动性混凝土p a s t yc o n c r e t e 混凝土拌合物坍落度为1 0 0 l5 0 衄的混凝土。大流动性混凝土f l o w i n gc o n c r e t e 混凝土拌合物坍落度等于或大于1 6 0 衄的混凝土。抗冻混凝土f r o s t r e s i s t a n tc o n c r e t e 抗冻等级等于或大于F 5 0 级的混凝土。抗渗混凝土i m p e r m e a b l ec o n c r e t e 抗渗等级等于或大于P 6级的混凝土高强混凝土h i g h s t r e n g t hc o n
22、 c r e t e 强度等级为C 6 0 及其以上的混凝土泵送混凝土p u m p e dc o n c r e t e 混凝土拌合物坍落度不低于1 0 0 眦并用泵送施工的混凝土。大体积混凝土m a s sc o n c r e t e 混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1 m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。粉煤灰也称作飞灰(F 1 y a s h)，简写为F A。水泥(C e m e n t)简写为C。4原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发
23、表或撰写过的科研成果对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本声明的法律责任有本人承担。论文作者签名旁箜幽日期：丝亟，螂关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留，使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名粉师趣溉世、u第一章绪论1 1 前言随着科学技术的进步，生产力的发展，各种新型材料不断涌现。而混凝土因其与钢材、木材、铝合金、
24、钢塑等相比，生产能耗低、原料来源广、工艺简单、生产成本低，并具有耐久、防火、适应性强、应用方便等特点。虽然，混凝土已有一百多年的发展历史，但却经久不衰，仍以旺盛的生命力向前发展，新理论、新工艺、新品种不断涌现，应用面也越来越广，目前，世界上混凝土年生产量约6 0 亿吨以上。所以在今后相当长的时期它仍将是建筑业中应用最广、用量最大的一种人造建筑材料。混凝士已有百余年的历史18 2 4 年波特兰水泥的出现使混凝土的强度及其它性能都有了很大提高，因而得以飞速发展，以后又出现早强水泥，快硬水泥等特种水泥。1 9 6 0 年前后各种混凝土外加剂不断涌现，特别是减水剂，流化剂的大量应用，不仅改善了混凝土各
25、种性能，而且为混凝土施工工艺的发展变化刨造了良好的条件，如泵送混凝土、流态自密实混凝土的发展都与高效减水荆的研制成功与应用密切相关。近几十年来，混凝土的发展趋势是强度不断提高，2 0 世纪3 0 年代混凝土的平均强度为lO M P a，5 0 年代约为2 0M P a。6 0 年代约为3 0M P a，7 0 年代已上升到4 0 M P a。发达国家越来越多地使用5 0M P a 以上的高强混凝土。这是由于使用部门不断提高强度的要求所致。尤其是近5 0 年来，片面提高强度尤其是早期强度而忽视其他性能的倾向，造成水泥生产向大幅度提高磨细程度和增加硅酸三钙、铝酸三钙的含量发展，水泥2 8 d 胶砂
26、抗压强度从3 0M P a 左右猛增到6 0M P a，增加了水化热，降低了抗化学侵蚀的能力，流变性能变差。加上施工能耗、环境保护等问题，传统的混凝土已显示出不可持续发展的缺陷。现代建设工程和工程建筑物及其篪工技术对混凝士的要求越来越多，也越来越高，不仅要求具有适当的抗压、抗折、抗拉、抗弯强度，而且要求其具有高抗冻性、高抗渗性、耐腐蚀性、抗碱一骨料反应性、致密性和耐久性，以能抵抗各种来自内部或外部因素的破坏，并要有合适的流动性和成型及水化性能，以满足各种施工环境和施工条件的要求。因而在混凝士的制备过程中，通常要在其拌合物中或拌和前掺入不大于水泥重量一定比例(通常为5 以内)的外加剂，以其改变或
27、改善混凝土性能诸如流动性、和易性、早期强度、抗冻性、抗渗性、水化进程等。由于新型高效外加剂的研制成功，以及掺合料的使用，使混凝土的性能得到大大改善。2 0 世纪9 0 年代以来，随着多种新型胶凝材料、矿物掺合料、新型高效减水剂及其他外加剂的开发和应用，使得制作即有良好工作性能，又有优异的力学性能和耐久性能的优质混凝士成为现实这种新型的优质混凝土即是高性能混凝土。1 2 高性能混凝土1 2 1 高性能混凝土的含义高性能混凝土(H i g h p e r f o r m a n c ec o n c r e t e，简称H P C)的定义，最早在美国提出，1 9 9 0 年5 月在美国马里兰州G
28、a i t h e r s h u r g 城，由美国国家标准和技术研究院(N I S T)美国混凝土学会(A C I)主办的讨论会上把高性能混凝土(H P C)定义为具有所要求的性质和匀质性的混凝土，这些性能包括：易于浇注、密实两不离析；高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高、韧性高和体积稳定性好，在恶劣的条件下使用寿命长，高性能混凝土重要的特征就是首先要满足结构耐久性的2当耋茎：三童堡：耋竺耋耋要求，因而必须具有优异的工作性能但是目前国内外对高性能混凝土还没有一个统的定义，不同国家地区的学者强调混凝土的不同性能。存在以下几种观点；M e h t a 为代表的美、加学派的观点他们强调的是硬
29、化后混凝土的性能。M e h t a 认为抗压强度指标不足以保证混凝土结构物的长期耐久性，耐久性应放在高性能混凝土(H P C)的首位。H P C 还应满足一定的抗渗性和尺寸稳定性日本的观点在日本，由于建设施工人员不足，人工费昂贵，同时为了减少由于混凝的施工振捣过程所带来的混凝土质量的波动性，节省能耗，减少施工噪音污染，保护环境等，以网村为代表的一部分日本学派强调的是新拌混凝土的性质，重点开发了高流态、能够实现免振自密实的混凝土，称为高性能混凝土。而大多数日本学者及工业界的观点强调的仍然是高强、超高强与高流态混凝土，因为高性能首先必须具有高强度。国内一些学者的观点我国的吴中伟院士认为高性能混凝
30、土是一种新型的高技术混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成的；除采用优质水泥、水和集料以外，必须采用低水胶比和掺加足够数量的矿物细掺料与高效外加剂，高性能混凝土应同时保证下列性能：耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性和经济合理性”。吴中伟院士还说：“高性能”显然是针对过去不高或。中”、“低”的性能提出的。随着科技的飞速进步与要求的不断提高，今日的“高”必然会被新的“高”所山东走擘工程硕士学住论文代替而成为来日的“低”。用“高”、“低”来命名科技产品，尤其是命名象混凝土这样的大宗材料，是不科学的与难以持久的现在“约定俗成
31、”，待使用一段时期后，希望找到一个更科学、更合理的新名词”1 清华大学的廉慧珍教授认为高性能混凝土不是一个混凝土的品种而是强调混凝土的“性能”或者质量、状态、水平。或者说是一种质量目标。对不同的工程，高性能混凝土有不同的强调重点(即“特殊性能组合”)高性能混凝土是整个工程全部环节协调、配合共同得到的耐久的可持续发展的混凝土。不是只要有配合比就能生产的，而是由包括原材料控制、拌合物生产制备与整个施工过程来实现的”清华大学的冯乃谦教授等认为高性能混凝土必须是高强度，或者说，高强混凝土属于高性能混凝土的范畴：高性能混凝土必须是流动性好、可泵性好的混凝土，以保证施工的密实性；高性能混凝土一般需要控制坍
32、落度损失，以保证施工要求的工作度；耐久性是高性能混凝士的最重要技术指标，但混凝土达到高强度后，很自然会具有高性能，也即具有高的耐久性。当然耐久性还要与使用的环境相结合，采取相应的对策，rfl仅仅高强度是不够的”。对于高性能混凝土，很难给出一个使大家都认可并且满意的定义，尽管大家对高性能混凝土的理解和定义存在差异，但共同的观点是：高性能混凝土的基本特征是保证拌合物易于浇注和密实成型，不发生或尽量减少由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀性，对不同的工程有其重点的要求。结合各派学者的观点，本人的理解认为，对于高性能混凝土，不应该设置一个大而全的框框，
33、甚至设定具体的数值底4山东大学-r 程硕士学位论文限去限制高性能混凝土而是应该成为一个努力的方向，而不是教条高性能混凝土应具有如下特点：强度不一定必须很高，除了水泥、水、集料以外，掺加足够数量的细掺料(粉煤灰等)与高效外加剂配制而成，新拌混凝土应具有优良的工作性，易于泵送施工。在硬化过程中及硬化后有良好的体积稳定性，收缩变形小，能满足混凝土结构力学性能和延长建筑物的使用寿命。1 2 2 高性能混凝土的研究和应用概况高性能混凝土概念的提出虽然只有十几年的时间，但是由于国际上广泛认识到高性能混凝土具有高工作性、高耐久性和高强度等特性，用其替代传统的混凝土以及建造在严酷环境下的特殊结构物，具有显著的
34、经济效益和技术先进性，因此，高性能混凝土的开发和应用得到了各国的很大重视，并取得了巨大成果美、日、法、加、英、德和挪威等国已将高性能混凝土作为跨世纪的新材料，投入了大量的人力、物力和财力进行研究和开发。至今已在不少重要工程中应用。高性能混凝土适应了当今科技和生产发展的要求，可以提高混凝土结构使用寿命，大量利用工业废渣，减少资源耗费和环境污染，便于施工，节约能源，已被各国普遍认为是今后混凝土技术的发展方向，是混凝土可持续发展的出路所在。在高性能混凝土的工程应用方面，国内也做了大量工作，取得了不少成果和成功经验据不完全统计，国内的一些重大工程中采用了高性能混凝土，如上海的南埔大桥和杨浦大桥，东方明
35、珠电视塔和金茂大厦；北京西客站和首都机场新候机楼等。其中，东方明珠电视塔下部l8 0 米塔身采用C 6 0 粉煤灰混凝土，并且将混凝土成功泵送到35 0 米的高处；首都机场新候机楼总面积2 6 0 万m l，除基础外，所有墙、梁、板、柱均使用了坍落度为2 0 2 2 的C 6 0 高性能混凝土”。当圭查耋三童矍圭耋竺丝耋。：，。，。：=一H P C 是混凝土技术进步的产物，由于现行混凝土规范使用R 2 8 作为混凝土的强度指标，以往人们过分追求早强、R 2 8 强度1 0 0 等指标，认为水泥用量越大强度越高，使掺加粉煤灰、矿渣等掺和料的混凝土受到很大的阻碍。经验证明：水泥用量较低的H P C
36、(如水泥用量在35 0k g m3 以下的C 4 D 混凝土)不仅工作性好。而且混凝土一般不开裂，后期强度持续增长，耐久性好在技术上我国已具备了H P C 推广应用的能力。随着技术进步，人们对事物的认识有一个逐渐深入的过程新技术、新材料的出现，在推广过程中出现一些曲折和反复也是正常的。也正是这些问题的出现才不断地推动科学技术研究和技术创新。推广H P C 首先应制定H P C 应用技术规范，使设计、监理、施工等方面提高认识，冲破以往普通混凝土使用规范的束缚。另外。H P C 的生产需高素质的操作人员，较完善的生产施工设备和高水平的质量管理与控制，提倡现代计算机技术在H P C 配比设计、生产过
37、程以及质量管理中的应用。现代H P C 及其计算机化代表了当前混凝土技术的发展方向。1 2 3 高性能混凝土的制作技术与普通混凝土相比，高性能混凝土更突出的要求混凝土具有优异的工作性、耐久性和体积稳定性因此，高性能混凝土需要更高的制作技术，具体体现在混凝土的组成材料、配合比设计和施工等多方面，每一个环节在混凝土高性能中都起到了重要的作用。为了满足高性能混凝士的性能要求。应严格选择适宜的混凝土组成材料。一般而言，国内外普遍采用在混凝土中同时掺用高性能外加剂和磨细矿物掺和料的。双掺”技术来设计和制作高性能混凝土。通常，高性能混凝土的组成材料包括胶凝材6山东大学工程硕士学位论天料(郾水泥和一种或多种
38、矿物掺和料)、粗细骨料、水、高效减水剂和其它外加剂。因此，高性能混凝土的组成和配合比设计都比普通混凝土复杂的多1 3 粉煤灰在混凝土中的应用1 3 1 粉煤灰混凝士的应用2 0 世纪5 0 年代至6 0 年代，因发展能源工业的需要，世界范围内火力发电工程建设增多；同时期，大力发电也得到了很大的发展，世界各地的混凝土大坝工程建设。使得粉煤灰有了大宗利用出路。粉煤灰在大体积混凝土中的应用得到普遍推广，比如美国的陆军工程兵团，田纳西州水利工程管理局等重要的工程部门，也开始在大型混凝土水利工程中积极采用粉煤灰；英国，法国，前苏联，波兰，日本、印度等国都结合粉煤灰资源的开发，在水利工程中应用了粉煤灰混凝
39、土据第六届和第八届国际大坝会议等资料介绍，日本国内从1 9 5 3 年至1 9 6 8 年共建筑2 7 座粉煤灰混凝土水坝，取得了巨大的经济效益 6 1。我国关于粉煤灰混凝土技术的研究与应用始于5 0 年代中期。冶金建设部门在东北地区冶金基地建设中，推广干硬性混凝土，并掺加了占水泥重量2 0 左右的粉煤灰，收到了较好的技术和经济效果。水利电力部有关工程部门从5 0 年代末开始，曾在一些大型水利工程中大量应用粉煤灰，多数用于大坝内部。其中浇注粉煤灰混凝土数量较多的是三门峡水利枢纽工程该工程从1 9 5 9 年3 月开始将粉煤灰用于坝体内部混凝土中，以后又扩大到外部混凝土，粉煤灰混凝土总体积约为1
40、 3 0万立方米，总计利用粉煤灰约3 5 5 万吨，共节约水泥2 6 6 万吨近年的调查表明，大坝混凝土中掺入粉煤灰，强度和耐久性都能满足工程的设计要求”。从早期国内外的粉煤灰混凝土技术的应用中，不难看出，7当奎叁耋三彗罂圭茎竺耋耋一当时粉煤灰混凝土技术主要应用于大体积工程中，尤其是大型水坝。在大体积混凝土中掺粉煤灰，主要作用是为了达到降低混凝土内部温升的目的，其次大体积混凝土所需水泥用量较大，粉煤灰的掺入可以节省水泥用量，显著地降低造价，同时大体积混凝土的设计标号较低，掺入粉煤灰基本能够满足工程设计要求，尤其在后期强度还有一定发展，因此粉煤灰的作用仅仅在于降低温升，节约水泥”。7 0 年代，
41、由于能源危机、环境污染以及矿物资源枯竭等问题的出现，粉煤灰混土技术有了迸一步的研究和发展。研究的方向转变为重点进行有关粉煤灰胶凝材料化学和粉煤灰混凝土技术等方面的理论研究和应用基础研究随着混凝土领域内其它新技术的不断涌现，尤其是高效减水剂的使用，使粉煤灰在混凝土中的应用有了进一步的发展8 0 年代，全世界范围内粉煤灰混凝土技术的发展达到了高潮。美国混凝土协会(A C I)与加拿大矿产能源部(C A N M E T)从1 9 8 3 年起t 定期举办“粉煤灰、硅粉、矿渣及其火山灰质材料在混凝土中的应用”国际会议。其中关于粉煤灰混凝土提出了许多新技术和新概念，如粉煤灰与硅灰的双掺技术，粉煤灰与矿渣
42、的双掺技术，大掺量粉煤灰技术等等，都为粉煤灰混凝土技术提供了很好的发展方向。大掺量粉煤灰混凝土技术尤为引人注目，它为节省能源，保护环境，为开发可持续发展的建筑材料提供了新思路。1 3 2 粉煤灰在高性能混凝土中的应用当今，商性能混凝土用于高层建筑、桥梁与恶劣环境的工程结构，已取得良好的技术经济效果，实现了高工作度、高强度、高耐久性与良好经济性的统一，掺加粉煤灰的混凝土具有以上优点。粉煤灰无论对混凝土的强度、脆性、徐变、弹性模量等力学性能，还是对体积稳定性、耐久性及降低水化热等均山东大学工程硕士擘住论文有较好的改性作用，是一种优质的高活性复合材料，特别是由于掺加粉煤灰的混凝土具有良好的粘聚性、可
43、泵性与和易性，可有效降低大体积混凝土水化热，推迟水化热峰值的出现时间，从而达到不出现少出现温差裂缝的目的等优点1 9 8 9 年，加拿大政府两次投资近1 0 0 0 万美元，资助H P C项目的研究开发，该国矿产资源部研究的大掺量粉煤灰低水灰比H P C 耐久性很好，水化热很低，弹性模量高，徐变系数低，长期强度增长大，渗透系数低，抗氯离子渗透比普通混凝土高许多，混凝土碳化也满足要求。其典型配合比为每立方米水泥l5 5 k g，低钙粉煤灰2 15k g，水1 2 0 k g，粗骨科1 1 9 5 k g，细骨料6 4 5 k g，外加引气剂及高效减水剂，拌合物坍落度1 8 0 2 0 0 珊，含
44、气量5 7 大掺量耢煤灰混凝土在英国有较多的研究和应用，粉煤灰占胶凝材料总体积的6 0。并认为不少情况下，粉煤灰用量大于水泥时，混凝土性能会变得更好。英国D u n s t a n 等人调查了从1 9 7 9 年起用大掺量粉煤灰混凝土建成的一些工程建筑物，使用十年后钻芯取样进行强度和耐久性测定，结果表明：混凝土后期强度较2 8 d 有大幅度增长，碳化深度小，耐久性优良，即使用了活性骨科也未发生明显的碱骨料反应。减小水灰比和外掺粉煤灰已成为提高混凝土结构使用寿命的重要手段，而严格控制粉煤灰质量及其均质性则是正确使用粉煤灰的前提【7】O挪威是较早对H P C 开展研究的国家之一。至今已建造了几十个
45、海洋采油平台，成功地承受了恶劣海洋环境的考验，其中较大的平台高3 6 9 m，沉入水下3 0 3 m，为7 提高结构的耐久性，挪威规定所有的桥梁的混凝土必须掺粉煤灰或其它微集科，水胶比不得超过0 4。该国混凝土结构设计规范所覆盖的9当耋苎耋三耋2 主兰竺耋耋-混凝土强度等级已高至C 1 0 5。粉煤灰在高性能混凝土中具有良好作用。高性能混凝土的最大特点是水胶比低，胶凝材料用量大。由于水胶比低，水所占据的空间小，需要填充的空隙也减少。同时由于高效减水剂的作用，胶凝材料颗粒呈高度分散状态，颗粒间距以及生成的水化凝胶离子间距减小，水泥凝胶体密实且分子间范德华力与普通混凝土相比明显加大。这些因素使得高
46、性能混凝土的微观结构得到改善，其强度和其他性能比普通混凝土有很大提高。1 3 3 国内外泵送粉煤灰高性能混凝土的研究现状在现代混凝土技术、尤其是高性能混凝土技术方面，矿物掺和料已经与水泥、骨料、水和外加剂一样，成为混凝土的一种重要组成材料，而不仅仅是取代水泥的混合材。随着我国火电事业的迅速发展，我国粉煤灰产量已超过1 5 亿吨年，其中适用于高性能混凝土的优质粉煤灰也有大量增加。这些为粉煤灰高性能混凝土的开发和应用提供了有利条件。为了跟上混凝土高性能化的技术发展潮流，国内已有不少单位开展了粉煤灰高性能混凝土的研究和开发，并且在一些工程上也使用了泵送的粉煤灰高性能混凝土商品混凝土搅拌站也生产了不少
47、粉煤灰泵送高性能混凝土。但整体而言，国内外在利用粉煤灰制作泵送高性能混凝土方面还存在一些问题：由于多种原因，试验室研究成果多于实际工程应用，而且很多研究工作不全面，一些工程应用的粉煤灰泵送高性能混凝土也缺乏相应的混凝土性能的综合研究。工程界和混凝材料界许多人士对粉煤灰在混凝土中作用的认识不够全面和准确，导致目前多数情况下在混凝土中使用粉煤灰仍然主要是为了减少水泥用量，降低混凝土生产成1 0山东走擘工程硕士擘位论文本，而对低水胶比条件下粉煤灰对混凝土耐久性能和工作性能的改善作用没有足够认识 粉煤灰在普通混凝士和高性能混凝土中的掺用量较低，不到胶凝材料总量的3 0，而国外已经开发应用了粉煤灰用量达
48、6 0 的高掺量粉煤灰高性能混凝土，并且大掺量粉煤灰高性能混凝土的研究在国外受到极大重视1 4 课题研究的目的及意义、主要内容、研究方法与技术路线1 4 1 课题研究的目的及意义鉴于目前工程建设需要，中等强度混凝土高性能化更具有实用意义如果能实现普通混凝土高性能化，将具有更为重要的技术经济意义和社会效益采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在严格的质量管理的条件下，除了水泥、水、集料以外，掺加足够数量的细掺料(粉煤灰等)与高效外加剂，能够配制出高耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性以及经济合理性的高性能混凝土。我国从2 0 世纪9 0 年代开始研究开发粉煤灰高性能混凝土，但基本上都把
49、重点放在了高强及超高强混凝土上，工程建设中用量较大的C 2 0 C 4 0 中等强度等级混凝土仍未掺或仅掺少量的粉煤灰。限于区域混凝土技术发展水平和人们的旧观念，为了保证混凝土强度和追求施工进度，多数工程大量使用普通硅酸盐水泥，工业废渣粉煤灰的掺入量为零或者很少，因此，在基层建设施工单位，研究和应用土木与水利建筑工程中用量较大的C 2 0 C 4 0 中等强度等级的较高掺量的粉煤灰泵送高性能混凝土，具有十分重要的现实意义。通过混凝土的试验研究，得出掺加粉煤灰、泵送剂的C 2 0 C 4 0 中等强度等级混凝土具有良好的工作性，易于泵送施工，在硬化过程中及硬化后有良好的体积稳定性，良好的结构力学
50、性能。粉煤灰泵送高性能混凝土的试验研究能为今后类似工程中混凝土的施工应用提供一定的理论和实践基础。1 4 2 课题研究的主要内容本课题研究的主要内容：通过对掺加粉煤灰、泵送剂高性能混凝土的综合性能进行试验研究，提出掺加粉煤灰、泵送剂高性能混凝土的配合比设计范围和性能指标，介绍掺加粉煤灰、泵送剂高性能混凝土相关的工程实践应用。主要有以下几个方面的内容：配制高性能混凝土的原材料选择粉煤灰对大流动性混凝土性能的影响试验粉煤灰品质对泵送混凝土物理性能的影响试验研究粉煤灰掺量对混凝土抗压强度及工作性的影响试验研究粉煤灰在大体积泵送混凝土中的应用研究 粉煤灰泵送高性能混凝土在位山引黄王铺枢纽工程中的应用。