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高鈣粉煤灰在小石峽水電站中的應(yīng)用研究

文檔作者：魯克恩1，李雙喜2，胡全2 文檔來(lái)源： 1．新疆水利水電勘測(cè)沒(méi)計(jì)研究院 2．新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月20日
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2012 NO．3粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTⅡ。IZATION高鈣粉煤灰在小石峽水電站中的應(yīng)用研究水 The Application Research of High Calcium Fly Ash in the Stone Go曜e Hydropower Station魯克恩1，李雙喜2，胡 全2(1．新疆水利水電勘測(cè)沒(méi)計(jì)研究院，烏魯木齊市830000；2．新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊市830052)摘要：研究了高鈣粉煤灰不同摻量情況下混凝土的體積安定性及高鈣粉煤灰的最大摻量情況下，在不同水膠比、不同摻量情況下混凝土的力學(xué)性能及耐久性性能。研究發(fā)現(xiàn)：摻高鈣粉煤灰混凝土的安定性可通過(guò)測(cè)定其膠凝材料的安定性來(lái)評(píng)定，摻加25％左右的高鈣灰，所配制的混凝土的強(qiáng)度性能和體積穩(wěn)定性都較好，隨著水膠比的降低，摻高鈣粉煤灰混凝土同齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸增大：摻高鈣粉煤灰灰混凝土具有良好的抗?jié)B性能及良好的抗凍性能。關(guān)鍵詞：高鈣粉煤灰；混凝土；安定性；抗壓強(qiáng)度；耐久性中圖分類(lèi)號(hào)：TU528．2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005．8249(2012)034)006-03Luke．enl．Li shuang-xi2．Hu Quan2(1．Xinjiang Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，830000；2．College of Water Conservancy and Civil engineering of Xinjiang Agricultural University，830052)Abstract：The volume stability of concrete of different proportion of high ca_Icimn fly ash and the different water ratio and different dosagewere Study．The results indicated that the stability of high performance concrete which mixed with high ea]clum fly ash can be assessed by deferral—ning the stability uf its eementitious material．The intension capability and vdume stability of concrete mixed with 25％quantity hi曲eMeium fly ashwerc preferable．The eampression strength was increased along with reducing of water cEqnent ratio．The concrete with high calcium tly ash has wellimpermeability and freezing-thawing resistanceKey wolds：high calcium fly ash；concrete；stability；compression arenNh；durability高鈣粉煤灰是火力發(fā)電廠采用褐煤或次煙煤作為燃料時(shí)排放的一種氧化鈣成分較高的粉煤灰。氧化鈣含量一般大于10％，具有需水量低、活性高和可自硬等特征。由于高鈣灰具有較高的游離氧化鈣含量，在將其作為混凝土摻合料時(shí)，如使用不當(dāng)，會(huì)給混凝土帶來(lái)體積安定性不良等后果，因而一直影響著對(duì)其的有效利用。本文采用新疆庫(kù)車(chē)電廠排放的高鈣粉煤灰作為混凝土超細(xì)摻合料，在保證膠凝材料體積安定性良好的情況下，通過(guò)試驗(yàn)，研究了在摻加高鈣粉煤灰的情+基金項(xiàng)目：新疆高等學(xué)?？蒲杏?jì)劃青年教師培育基金項(xiàng)目【XJEDU2011S18)；新疆水利水電工程塹點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目資助【xjzdxk一20021005】第一作者：魯克恩(1971～)。男，高級(jí)工程師，主要從事水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。通訊作者：李雙喜{1978～】．男。講師，主要從事建筑材料研究工作．電子信箱：xjlsxl23@126．coin收稿日期：2011—12-19·6·況下，不同水膠比混凝土的力學(xué)性能及抗凍性能。1工程概況小石峽水電站位于新疆阿克蘇地區(qū)庫(kù)瑪拉克河中下游溫宿縣與烏什縣交界處，總裝機(jī)容量為110MW，水庫(kù)總庫(kù)容0．69億m3。樞紐工程由大壩、表孔溢洪道、導(dǎo)流兼深孔泄洪洞、發(fā)電引水洞及岸邊式電站廠房組成。其中大壩采用鋼筋混凝土面板砂礫石壩，最大壩高63．3m。庫(kù)瑪拉克河流域地處歐亞大陸腹地，流域內(nèi)呈典型的大陸性氣候，多年平均氣溫10．3。C，極端最高氣溫38．1℃，極端最低氣溫一27．4℃，最大凍土深度59CI"112斌驗(yàn)材料試驗(yàn)材料包括：(1)阿克蘇青松水泥廠生產(chǎn)的42．5R普通水泥，3d抗壓強(qiáng)度為26弗MPa，28d抗壓強(qiáng)萬(wàn)方數(shù)據(jù)粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENsj【VE UTⅡ。IZATION 2012 NO．3度為50．9MPa，安定性合格；(2)新疆庫(kù)車(chē)國(guó)電電廠加工的高鈣粉煤灰，燒失量為3．72％，細(xì)度為6．3％。其化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。(3)骨料細(xì)骨料為小石峽峽口右岸Ⅳ級(jí)階地平臺(tái)上的cl料場(chǎng)天然砂，細(xì)度模數(shù)2．6，連續(xù)級(jí)配，含泥量1．8％；粗骨料為小石峽峽口右岸Ⅳ級(jí)階地平臺(tái)上的cl料場(chǎng)卵石，最大粒徑40ram，連續(xù)級(jí)配。(4)天山建材精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的FDN萘系高效減水劑，最佳摻量為1．O％；山西覬迪建材有限公司生產(chǎn)的KDSF型引氣劑，最佳摻量以滿足混凝土拌合物達(dá)到適宜的含氣量為標(biāo)準(zhǔn)；(5)拌合水和養(yǎng)護(hù)水均用試驗(yàn)室自來(lái)水。表1庫(kù)車(chē)電廠11級(jí)粉煤灰化學(xué)成分Loss Si02 AI：03 Fe203 CaO M90 SOa fCa0 Na20 K20 R：O3 72 51．36 16 79 6 78 13 48 3．16 l 03 4“0．37 1．49 1．423試驗(yàn)方案表2摻不同摻量庫(kù)電粉煤灰的膠凝材料安定性試驗(yàn)結(jié)果高鈣粉煤灰一般游離氧化鈣含量較高，如使用不當(dāng)將會(huì)造成混凝土體積安定性不良，因此孟使用庫(kù)車(chē)電廠高鈣粉煤灰時(shí)，為了驗(yàn)證將不同摻量的庫(kù)電粉煤灰加入到混凝土中，混凝土的安定性是否合格，將不同摻量的庫(kù)電粉煤灰和水泥混合，測(cè)定其膠凝材料的安定性，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)果顯示，摻25％庫(kù)電粉煤灰的膠凝材料安定性合格，混凝土中允許摻入25％的庫(kù)電粉煤灰，其余摻量庫(kù)電粉煤灰的膠凝材料安定性安定性均不合格，不得使用。因此，針對(duì)小石峽水電站用混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土中摻合料的摻量固定為25％，改變水膠比為0．45、0．40、0．35、0．30。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算出初步配合比，然后進(jìn)行每個(gè)配合比混凝土拌合物試拌調(diào)整試驗(yàn)，此時(shí)以滿足達(dá)到混凝土和易性(坍落度、粘聚性、保水性)要求作為考核指標(biāo)，進(jìn)行配合比調(diào)整。然后，將滿足試拌調(diào)整的混凝土拌合物澆筑試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，再進(jìn)行不同齡期的力學(xué)性能試驗(yàn)及抗凍性能試驗(yàn)。4試驗(yàn)結(jié)果按照上述試驗(yàn)方案，首先依次進(jìn)行混凝土拌合物試驗(yàn)、調(diào)整，使每一個(gè)配合比的混凝土拌合物的和易性都能達(dá)到工程設(shè)計(jì)的要求。在此翦提下，再澆筑混凝土試件、標(biāo)養(yǎng)，進(jìn)行不同齡期抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試拌調(diào)整后的混凝土配合比見(jiàn)表3，拌合物和易性試驗(yàn)結(jié)果和以及抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。表3試拌調(diào)整后的混凝土配合比表4摻高鈣粉煤灰混凝土試驗(yàn)結(jié)果試件編號(hào)水膠比等耋篡雩竺麓量粘聚性保水性囂囂，煎筍塑氅等 Xl 0．45 32 25 50 4．4 好 好 2403 17．5 28．6x2 0．40 31 25 74 4．7 好 好 2391 23．5 32．1x3 0．35 30 25 67 6．7 好 好 2302 25．2 33．5x4 0．30 30 25 75 5，2 好 好 2379 33．8 44．1對(duì)混凝土配合比迸行分析，水膠比最高、混凝土強(qiáng)度最低的配合比為xl。如果對(duì)X1組配合比的混凝土進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足抗?jié)B、抗凍要求，那么X2組、)(3組、X4組配合比的混凝土均可滿足要求。根據(jù)上述原則，我們對(duì)Xl組配合比的混凝土進(jìn)行了抗?jié)B、抗凍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5和表6。·7·萬(wàn)方數(shù)據(jù)2012 NO．3粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTⅡ。IZATIoN表5 xl組配合比的混凝土抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果注：抗?jié)B試驗(yàn)采用逐級(jí)加壓法表6 Xl組配合比的混凝土抗凍試驗(yàn)結(jié)果注：抗凍囂驗(yàn)采用快凍法5試驗(yàn)結(jié)果分析5，1 高鈣粉煤灰對(duì)水泥混凝土力學(xué)性能的影響從強(qiáng)度試驗(yàn)可以看出，隨著水膠比的降低，混凝土同齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸增大，這說(shuō)明水膠比是影響抗壓強(qiáng)度的顯著因素。S．2 高鈣粉煤灰對(duì)水泥混凝土抗?jié)B、抗凍性能的影響從高鈣灰混凝土的抗?jié)B試驗(yàn)可以看出，其抗?jié)B指標(biāo)均比較高，且試件滲水高度較低。摻高鈣粉煤灰混凝土抗?jié)B指標(biāo)均達(dá)到WlO以上，說(shuō)明摻高鈣粉煤灰灰混凝土具有良好的抗?jié)B性能。從高鈣粉煤灰的抗凍試驗(yàn)可以看出，其抗凍指標(biāo)也比較高，質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模茸。富裕率比較大，由此可以看出，當(dāng)水膠比降低時(shí)，摻高鈣粉煤灰的混凝土其抗凍性能更好，說(shuō)明摻高鈣粉煤灰混凝土具有良好的抗凍性能。6結(jié)論(1)隨著高鈣灰在混凝土中摻量的增加，引入高鈣灰所含游離氧化鈣增加，相應(yīng)的混凝土體積安定性不合格的可能性增加。因此，高鈣灰在混凝土中應(yīng)用時(shí)，存在著”一個(gè)體積安定性合格的最大摻量，其最大摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果而定。摻高鈣粉煤灰混凝十的體積安定性是否合格，可通過(guò)將不同摻量的高鈣粉煤灰和水泥混合，測(cè)定其膠凝材料的安定性，當(dāng)膠凝材料的安定性合格時(shí)，則混凝土的安定性則認(rèn)為合格，反之，則可評(píng)定為不合格。(2)高鈣灰的適宜摻量需要根據(jù)高鈣灰的品質(zhì)和混凝土配合比情況，由試驗(yàn)決定。一般來(lái)說(shuō)，摻加25％左右的高鈣灰，所配制的混凝土的強(qiáng)度性能和體積穩(wěn)定性都較好。(3)隨著水膠比的膨低，混凝土同齡期的抗壓強(qiáng)度逐漸增大，這說(shuō)明水膠比是影響抗壓強(qiáng)度的顯著因素。(4)摻高鈣粉煤灰灰混凝土具有良好的抗?jié)B性能和良好的抗凍性能。(上矮第5貞)為石膏激發(fā)劑，利用水泥中C3A與石膏反應(yīng)生成鈣礬 結(jié)材研究[J]．粉煤灰綜合利用，1997．3：27-32石，而當(dāng)水泥摻量較高時(shí)，體系中呈現(xiàn)水泥水化為主的 [2] 施惠生，吳敏，脫硫石膏-粉煤灰復(fù)合咬凝體系強(qiáng)度的改性研究望簍：皇翌許妻登璧壹：苧警蘭好的水化礦物；該體系 養(yǎng)護(hù)制度以采用蒸汽養(yǎng)護(hù)為佳。[3] ‘裟’2礦00渣7(及6脫)：2硫9石”3膏4．．粉焊灰復(fù)合膠凝材料的試驗(yàn)研究fJ]，水泥．2008泛)：；：6，…… ～參考 文 獻(xiàn)[4] 姜洪義，袁潤(rùn)章·向新·石膏基新型膠凝材料高強(qiáng)耐水機(jī)理的探[1] 林芳輝，彭家惠，季建新．以粉煤灰為改性組份的石膏粉煤灰

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