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行業標準

捋一捋粉煤灰的抽樣檢測做法

時間:2018-2-2 9:17:14 來源: 點擊次數:5364


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最難弄的是粉煤灰

商品混凝土企業原材料中粉煤灰質量控制較其它材料困難,為防止劣質原材料混進產品中,抽樣檢測及質量快速鑒別就顯得尤為重要,筆者從事商混多年,在實踐中總結出一點快速檢測、實際有效的方法和辦法,以供同行們指正和完善。

筆者從事商品混凝土試驗室工作已有 11 年,每天從事商品混凝土原材料檢測工作。在實際工作中,除了必要的快速應對每天大量的原材料進場檢測外,更重要的是對混凝土的主要材料如水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑的抽樣檢測,而在所有的原料檢測中,如水泥、礦粉、外加劑,一般情況下是由一到兩個主供應商提供,質量相對是較穩定的,且溯源方便。

最不穩定、最不能及時檢測其質量的是粉煤灰,原因很簡單,一是粉煤灰價格相對較低,供應商利潤微薄,導致供應商在進貨渠道就先天不足,哪家貨源便宜就進哪家的;二是貨源不穩,這主要體現在當電廠產量高時粉煤灰則貨源充足,當電廠產量低時,產量則下降,加之混凝土出貨量大,從而導致供貨緊張,一旦供貨緊張,供應商為了保障供應,往往是不加選擇地將 Ⅲ 級灰甚至等外灰一起送到攪拌站,供應商為了過檢測關,在罐車內上層覆蓋Ⅱ級灰或Ⅰ級灰,以應付檢測,這樣,既加大了試驗室檢測量,更是加大了檢測難度(為了控制質量,我們幾乎是每車必檢,再做抽檢)。

01如何監控粉煤灰質量

為了確保產品質量,特別是對粉煤灰質量的監控,我們從以下幾個方面進行控制:

(1)抽樣時對罐車分層用取樣器進行取樣,并立即進行篩分,以細度作為第一道檢測參數指標;

(2)對穩定的供應商提供的粉煤灰或粉煤灰細度接近標準時,對樣品進行燒失量的檢測,這樣盡管時間較長,但也能反映樣品的質量情況,且這項檢測也是必做的,以燒失量作為第二道把關措施;

(3)試驗室還要對樣品進行需水量的試驗,同時做樣品的活性檢測,樣品需水量的大小一定程度上直接影響混凝土的強度及質量,而樣品需水量的檢測要比燒失量檢測要快很多。

下面筆者想表達的是,在對樣品進行上述第三條檢測試驗時,我們現在所用的是 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準進行檢測,具體指標見表 1。

作為商品混凝土企業,粉煤灰的活性指數更是一個重要的參數和指標,如果粉煤灰的活性達不到一定的標準,將直接影響混凝土的強度及質量,因此,在原材料的檢測中細度檢測只是第一個物理指標,燒失量仍然是物理性的指標,而活性才是粉煤灰質量的核心!

活性試驗在 GB/T 1596—2005 附錄 D 中,粉煤灰活性指數試驗方法第 D.2 條規定,按 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法)》試驗進行,具體配比見表 2。

從以上數據可以看出,單做粉煤灰需水量比與單做粉煤灰活性指數,其水膠比、膠砂比例、(計算方式)、膠砂流動度檢測標準 GB/T 2419—2005《水泥膠砂流動度測定方法》是一樣的,理論上所用對比膠砂是用標準水泥(GSB 14 - 1510 標準樣品水泥),砂一樣用的是標準砂,飲用水。

筆者的做法是:將兩種試驗合二為一,在做粉煤灰的活性指數試驗的同時就做了粉煤灰的需水量比試驗,這樣做的有多個好處:一是,二種試驗合二為一節省了試驗時間;二是,不必單做需水量,同樣還節省了水泥標準樣,節省了標準砂,效果并沒有什么區別,做了需水量比后的樣品再做膠砂強度試件,筆者通過多次的對比試驗,效果基本一致。

在實際的試驗和檢測中,由于商品混凝土企業并非國家法定檢測機構,日常試驗中較少使用標準水泥來做試驗,因為檢測人員每天必須應對現有的生產用水泥做檢測,所有的檢測試驗工作均是為了控制原料質量,有效地指導生產而進行的,如用標準水泥可以做些年度或季度檢測樣本,更多的是以原材料進行試驗和對比。做粉煤灰的需水量比試驗時, 以生產用水泥與之對比更有實際鑒別和可操控性,而所有的檢測試驗,都是為混凝土質量提供保障,最終是以混凝土的物理性能和強度來體現。

當然,作為國家標準,該標準肯定是有其一定的道理的, 之所以在此進行探討,一是本人在基層工作,在人員常常不 足的情況下,作為試驗人員仍應嚴謹、認真、規范地工作, 在此情況下,最好的辦法是:既科學規范地檢測和試驗,又學習并深刻領會相關標準的意圖。

02粉煤灰最佳摻量

國外的粉煤灰摻量,主要有70~120kg/m3,50~150kg/m3。歐、美等西方發達國家早已涉入這一領域的研究,我國起步較晚,有關研究不多,常直接以水泥用量的百分比以及超量部分來確定粉煤灰摻量。在南浦大橋、上鋼、上海寶電等工程中大量采用,并積累了不少經驗。我們經過大量試驗、應用,發現粉煤灰的摻量與混凝土所用的原材料、設計強度等級、塌落度、澆筑氣溫等都有一定的關系。摻量在50~~130kg/m3范圍對混凝土的凝結時間影響不大,早期強度降低有限。但混凝土的性能卻能得到較大幅度的改善。在實際應用中,切入原材料理念,選用固定摻量法較易掌握,即預先確定粉煤灰的每m3用量的方法,歐、美國家大多采用固定摻量法。現將我們試驗應用的結果總結出以下幾個特點:

1、最佳摻量與塌落度的關系

在同強度等級條件下,隨著塌落度增加,為了確保和易性、工作度,細集料和粉集料比例則應相應增大。我們發現最佳摻量與塌落度之間存在一定的比例關系,以C20砼為例,兩者趨于線性關系。

C20中塌落度為40㎜時,粉煤灰摻量在60kg/m3混凝土強度最高,R28接近基準配合比強度,但R45卻為基準混凝土強度的108.8%,那么它的最佳摻量可選取60kg/m3。

C20中塌落度為160㎜時,摻量在120kg/m3時,混凝土強度最理想,R45可達基準配合比強度的11.1%,但R90可達115.1%,那么它的最佳摻量可選取120kg/m3。我們對其它塌落度的C20混凝土試驗證實也存在類似結果。

2、最佳摻量與混凝土強度等級的關系

在C10、C15低標號混凝土中,由于水泥用量較低、孔隙率大、和易性差,這時應當增加粉煤灰摻量,對混凝土中的粉集料進行補償。經試驗發現C15混凝土摻量100kg/m3,C10混凝土固定摻量在130kg/m3比較合理,能充分補充混凝土中的粉集料含量,使低標號混凝土表面也能光潔,有較好的外觀質量。在C20及其以上,其最佳摻量隨著混凝土設計強度等級的最大而增加。試驗發現兩者之間存在一定的比例關系。

C25在塌落度為60㎜的混凝土,粉煤灰摻量在80kg/m3時,其強度較為理想。即80kg/m3就是它的最佳摻量。

3、最佳摻量與澆筑氣溫的關系

眾所周知,試驗室所進行的試驗是在標養條件下養護的,而實際施工中,環境氣溫變化很大,對混凝土強度影響也較大。在炎熱的夏季,隨著氣溫的升高,混凝土特別是大體積混凝土越易受干縮、干裂危害。由于氣溫高時,早期強度增長較快,可以不考慮摻粉煤灰后混凝土早期強度低的特點,適當增加摻量,以多替代一些水泥,減少水化熱。從而減少因水化熱過大所造成的危害。而且摻量越大,其緩凝效果也會越明顯,對夏季施工較有利。

在低氣溫條件下,砼強度增長放慢,受干縮、干裂的危害較小,這時應當減少粉煤灰摻量。特別是冬期施工期間,為確保混凝土在受凍前超過臨界抗凍強度,要求早期強度要高。這時,粉煤灰就應少摻或不摻。如果摻早強劑、早強型復合抗凍劑,或采用暖棚法、蒸汽養護法施工時,粉煤灰的摻量應用試驗進行確定。

4、最佳摻量與原材料的關系

混凝土所用原材料不同,對粉煤灰摻量的影響也很大。在JGJ28-86、GBJ146-90中,對采用不同品種水泥,規定的最大替代量也是不同的。我們發現在使用粗砂時,混凝土外觀質量較次,粉煤灰的摻量就應適當調大。粗砂中的細顆粒偏少,增加摻量可以給予補償,降低混凝土的孔隙率。細砂中的細顆粒含量偏高,宜相應減少粉煤灰的摻量。也可以根據碎石、砂的實測空隙率,對粉煤灰的摻量進行適當調整。

經過大量試驗及應用,我們總結出摻粉煤灰混凝土配合比設計按以下步驟進行:

1、根據設計規范要求,設計出不摻粉煤灰的基準配合比。

2、根據混凝土強度等級,原材料情況、氣溫條件,確定粉煤灰的最佳摻量。

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