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行业标准

捋一捋粉煤灰的抽样检测做法

时间:2018-2-2 9:17:14 来源: 点击次数:1654


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最难弄的是粉煤灰

商品混凝土企业原材料中粉煤灰质量控制较其它材料困难,为防止劣质原材料混进产品中,抽样检测及质量快速鉴别就显得尤为重要,笔者从事商混多年,在实践中总结出一点快速检测、实际有效的方法和办法,以供同行们指正和完善。

笔者从事商品混凝土试验室工作已有 11 年,每天从事商品混凝土原材料检测工作。在实际工作中,除了必要的快速应对每天大量的原材料进场检测外,更重要的是对混凝土的主要材料如水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂的抽样检测,而在所有的原料检测中,如水泥、矿粉、外加剂,一般情况下是由一到两个主供应商提供,质量相对是较稳定的,且溯源方便。

最不稳定、最不能及时检测其质量的是粉煤灰,原因很简单,一是粉煤灰价格相对较低,供应商利润微薄,导致供应商在进货渠道就先天不足,哪家货源便宜就进哪家的;二是货源不稳,这主要体现在当电厂产量高时粉煤灰则货源充足,当电厂产量低时,产量则下降,加之混凝土出货量大,从而导致供货紧张,一旦供货紧张,供应商为了保障供应,往往是不加选择地将 Ⅲ 级灰甚至等外灰一起送到搅拌站,供应商为了过检测关,在罐车内上层覆盖Ⅱ级灰或Ⅰ级灰,以应付检测,这样,既加大了试验室检测量,更是加大了检测难度(为了控制质量,我们几乎是每车必检,再做抽检)。

01如何监控粉煤灰质量

为了确保产品质量,特别是对粉煤灰质量的监控,我们从以下几个方面进行控制:

(1)抽样时对罐车分层用取样器进行取样,并立即进行筛分,以细度作为第一道检测参数指标;

(2)对稳定的供应商提供的粉煤灰或粉煤灰细度接近标准时,对样品进行烧失量的检测,这样尽管时间较长,但也能反映样品的质量情况,且这项检测也是必做的,以烧失量作为第二道把关措施;

(3)试验室还要对样品进行需水量的试验,同时做样品的活性检测,样品需水量的大小一定程度上直接影响混凝土的强度及质量,而样品需水量的检测要比烧失量检测要快很多。

下面笔者想表达的是,在对样品进行上述第三条检测试验时,我们现在所用的是 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准进行检测,具体指标见表 1。

作为商品混凝土企业,粉煤灰的活性指数更是一个重要的参数和指标,如果粉煤灰的活性达不到一定的标准,将直接影响混凝土的强度及质量,因此,在原材料的检测中细度检测只是第一个物理指标,烧失量仍然是物理性的指标,而活性才是粉煤灰质量的核心!

活性试验在 GB/T 1596—2005 附录 D 中,粉煤灰活性指数试验方法第 D.2 条规定,按 GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)》试验进行,具体配比见表 2。

从以上数据可以看出,单做粉煤灰需水量比与单做粉煤灰活性指数,其水胶比、胶砂比例、(计算方式)、胶砂流动度检测标准 GB/T 2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》是一样的,理论上所用对比胶砂是用标准水泥(GSB 14 - 1510 标准样品水泥),砂一样用的是标准砂,饮用水。

笔者的做法是:将两种试验合二为一,在做粉煤灰的活性指数试验的同时就做了粉煤灰的需水量比试验,这样做的有多个好处:一是,二种试验合二为一节省了试验时间;二是,不必单做需水量,同样还节省了水泥标准样,节省了标准砂,效果并没有什么区别,做了需水量比后的样品再做胶砂强度试件,笔者通过多次的对比试验,效果基本一致。

在实际的试验和检测中,由于商品混凝土企业并非国家法定检测机构,日常试验中较少使用标准水泥来做试验,因为检测人员每天必须应对现有的生产用水泥做检测,所有的检测试验工作均是为了控制原料质量,有效地指导生产而进行的,如用标准水泥可以做些年度或季度检测样本,更多的是以原材料进行试验和对比。做粉煤灰的需水量比试验时, 以生产用水泥与之对比更有实际鉴别和可操控性,而所有的检测试验,都是为混凝土质量提供保障,最终是以混凝土的物理性能和强度来体现。

当然,作为国家标准,该标准肯定是有其一定的道理的, 之所以在此进行探讨,一是本人在基层工作,在人员常常不 足的情况下,作为试验人员仍应严谨、认真、规范地工作, 在此情况下,最好的办法是:既科学规范地检测和试验,又学习并深刻领会相关标准的意图。

02粉煤灰最佳掺量

国外的粉煤灰掺量,主要有70~120kg/m3,50~150kg/m3。欧、美等西方发达国家早已涉入这一领域的研究,我国起步较晚,有关研究不多,常直接以水泥用量的百分比以及超量部分来确定粉煤灰掺量。在南浦大桥、上钢、上海宝电等工程中大量采用,并积累了不少经验。我们经过大量试验、应用,发现粉煤灰的掺量与混凝土所用的原材料、设计强度等级、塌落度、浇筑气温等都有一定的关系。掺量在50~~130kg/m3范围对混凝土的凝结时间影响不大,早期强度降低有限。但混凝土的性能却能得到较大幅度的改善。在实际应用中,切入原材料理念,选用固定掺量法较易掌握,即预先确定粉煤灰的每m3用量的方法,欧、美国家大多采用固定掺量法。现将我们试验应用的结果总结出以下几个特点:

1、最佳掺量与塌落度的关系

在同强度等级条件下,随着塌落度增加,为了确保和易性、工作度,细集料和粉集料比例则应相应增大。我们发现最佳掺量与塌落度之间存在一定的比例关系,以C20砼为例,两者趋于线性关系。

C20中塌落度为40㎜时,粉煤灰掺量在60kg/m3混凝土强度最高,R28接近基准配合比强度,但R45却为基准混凝土强度的108.8%,那么它的最佳掺量可选取60kg/m3。

C20中塌落度为160㎜时,掺量在120kg/m3时,混凝土强度最理想,R45可达基准配合比强度的11.1%,但R90可达115.1%,那么它的最佳掺量可选取120kg/m3。我们对其它塌落度的C20混凝土试验证实也存在类似结果。

2、最佳掺量与混凝土强度等级的关系

在C10、C15低标号混凝土中,由于水泥用量较低、孔隙率大、和易性差,这时应当增加粉煤灰掺量,对混凝土中的粉集料进行补偿。经试验发现C15混凝土掺量100kg/m3,C10混凝土固定掺量在130kg/m3比较合理,能充分补充混凝土中的粉集料含量,使低标号混凝土表面也能光洁,有较好的外观质量。在C20及其以上,其最佳掺量随着混凝土设计强度等级的最大而增加。试验发现两者之间存在一定的比例关系。

C25在塌落度为60㎜的混凝土,粉煤灰掺量在80kg/m3时,其强度较为理想。即80kg/m3就是它的最佳掺量。

3、最佳掺量与浇筑气温的关系

众所周知,试验室所进行的试验是在标养条件下养护的,而实际施工中,环境气温变化很大,对混凝土强度影响也较大。在炎热的夏季,随着气温的升高,混凝土特别是大体积混凝土越易受干缩、干裂危害。由于气温高时,早期强度增长较快,可以不考虑掺粉煤灰后混凝土早期强度低的特点,适当增加掺量,以多替代一些水泥,减少水化热。从而减少因水化热过大所造成的危害。而且掺量越大,其缓凝效果也会越明显,对夏季施工较有利。

在低气温条件下,砼强度增长放慢,受干缩、干裂的危害较小,这时应当减少粉煤灰掺量。特别是冬期施工期间,为确保混凝土在受冻前超过临界抗冻强度,要求早期强度要高。这时,粉煤灰就应少掺或不掺。如果掺早强剂、早强型复合抗冻剂,或采用暖棚法、蒸汽养护法施工时,粉煤灰的掺量应用试验进行确定。

4、最佳掺量与原材料的关系

混凝土所用原材料不同,对粉煤灰掺量的影响也很大。在JGJ28-86、GBJ146-90中,对采用不同品种水泥,规定的最大替代量也是不同的。我们发现在使用粗砂时,混凝土外观质量较次,粉煤灰的掺量就应适当调大。粗砂中的细颗粒偏少,增加掺量可以给予补偿,降低混凝土的孔隙率。细砂中的细颗粒含量偏高,宜相应减少粉煤灰的掺量。也可以根据碎石、砂的实测空隙率,对粉煤灰的掺量进行适当调整。

经过大量试验及应用,我们总结出掺粉煤灰混凝土配合比设计按以下步骤进行:

1、根据设计规范要求,设计出不掺粉煤灰的基准配合比。

2、根据混凝土强度等级,原材料情况、气温条件,确定粉煤灰的最佳掺量。

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