第３３卷第１期 ２０１４年３月 武汉轻工大学学报 Ｖｏ１．３３Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２０１４ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 文章编号：２０９５－７３８６（２０１４）０１－００７２－０５ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７３８６．２０１４．０１．０１８ 搅拌时间对粉煤灰水泥净浆流动性 及早期抗压强度的影响 郭浩然，吴建林 （武汉轻工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉４３００２３） 摘要：影响粉煤灰水泥净浆的流动性与早期抗压强度等问题一个重要原因就是拌合是否充 分，搅拌时间是否合适。现有的相关规范中对于拌合时间的规定大都针对普通混凝土，随着高 性能混凝土的发展，尤其是粉煤灰混凝土近几年来的广泛使用，导致现有的拌合时间规定无法 满足粉煤灰混凝土均匀性的控制要求。为此，通过初步研究不同拌合时间对不同掺量的粉煤 灰水泥净浆流动性及早期抗压强度的影响，最终确定合理的粉煤灰水泥净浆拌合时间，供进一 步研究与工程应用参考。 关键词：粉煤灰水泥净浆；拌合时间；流动性；抗压强度 中图分类号：ＴＵ ７５５．４ 文献标识码：Ａ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ ａｓｈ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅ ＧＵＯ Ｈａｏ—ｒａｎ． Ｊｉａｎ—ｌｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔａｃｔｉｖｅ，Ｗｕｈａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｅａｓｏｎ ｆｏｒ ｌｆｙ ａｓｈ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｓ ｆｕｌｌｙ ｍｉｘｉｎｇ，ＳＯ ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ｔｉｍｅ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ．Ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｅ ｍｉｔｘｉｎｇ ｔｉｍｅ ｒｕｌｅｓ ａｒｅ ｍｏｓｔｌｙ ｆｏｒ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｃｏｎ— ｃｒｅｔｅ，ｗｉｈ ｔｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ｕｓｅ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｍｉｘｉｎｇ ｔｉｍｅ ｃａｎｎｏｔ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｙ ａｓｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｎ ｎｅｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｃｅ— ｍｅｎｔ ｓｌｕｒｒｙ ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅａｒｌｙ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｒｔｉｃｌｅ ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｎｅｔ ｏｆ ｌｆｙ ｓｈ ｃｅｍｅｎｔ ｓｌｕｒｒｙ ｍｉｘｉｎｇ ｔｉｍｅ．ａ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｆｙ ａｓｈ ｃｅｍｅｎｔ ｐａｓｔｅ；ｍｉｘｉｎｇ ｔｉｍｅ；ｌｆｕｉｄｉｔｙ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ 混凝土由于其具备功能多样性和经济性成为使 用最为广泛的一种人造建筑材料，波特兰水泥在生 产过程中，会释放大量ＣＯ：。再加上混凝土的广泛 使用，使得波特兰水泥大量生产，从而加剧了温室效 收稿日期：２０１３－１０－２１． 应。我国的粉煤灰年排放量在不断地增长，这给国 民经济建设和生态环境造成了巨大的压力。粉煤灰 混凝土技术不仅可以实现粉煤灰的资源化，解决环 境污染问题；还可以改善混凝土的质量，增加混凝土 作者简介：郭浩然（１９９０一），女，硕士研究生，Ｅ—ｍａｉｌ：４０５７３４７５７＠ｑｑ．ｃｏｍ 通信作者：吴建林（１９６３一），男，副教授，Ｅ—ｍａｉｌ：４４５９８１５６４＠ｑｑ．ｃｏｉｎ． １期 郭浩然，吴建林：搅拌时间对粉煤灰水泥净浆的影响 ７３ 品种，降低混凝土水化热及综合成本 ｊ。因此大力 发展粉煤灰的综合利用具有十分重要的意义。 搅拌是使混合料趋干匀质化的过程，是混凝土 生产中的关键工序，良好均匀性和施工性能是混凝 土搅拌的最终目的。目前水泥砂浆普遍采用将水泥 加入水中，先慢速搅拌６０ｓ，再快速搅拌１２０ｓ的搅拌 方法，该方法优点是搅拌设备与工艺较简单。但是 对于粉煤灰水泥净浆，尤其是粉煤灰掺量较大时，应 在加水之前将混合物充分搅拌再加入水，以利于混 合物的化学反应可以更加充分。根据对搅拌过程的 分析，搅拌时间可以定义为：从开始搅拌到拌合物开 始离析时的时间［２］。对于粉煤灰水泥净浆搅拌效 果的分析可以从两个方面进行：一是搅拌后净浆的 流动性，二是净浆的７ｄ抗压强度。 在实际应用中发现，拌和后宏观上均匀的水泥 净浆放在显微镜下会，仍有１０％—３０％的水泥颗粒 粘聚成微小的水泥团，微观上并未达到均匀 。这 种现象同样会出现在粉煤灰水泥净浆中，而这种问 题与净浆的搅拌时间有关。 １ 实验设计 １．１实验原材料 粉煤灰：湖北省武汉市青山发电厂的一级粉煤 灰，粒度分布以及化学成分见表１表２。 水泥：采用波特兰第一型水泥，其物理性质及化 学成分如表３所示。 水：自来水。 表１粉煤灰的粒度分布 筛孔径（ ） ３１ ３８ ４０ ４５ ６１ ８０ １．２实验分组 实验中采用的粉煤灰水泥净浆的配合比分组如 表４所示。 １．３粉煤灰水泥净浆的制作与取样 对于Ｓ０２．Ｓ０５组，先将称量好的固体粉末倒在 水泥净浆搅拌机中干拌５分钟，使混合物可以混合 均匀，再缓慢加入称量好的水，注意加水过程应为边 加水边搅拌。对于搅拌时间为２ ｍｉｎ，５ ｍｉｎ，１０ ｍｉｎ， １５ ｍｉｎ和２０ ｍｉｎ时取５个试样，进行后续的净浆流 动性及抗压强度实验。 １．４实验依据 根据《水泥胶砂强度检验方法（ＩＳＯ法）》ＧＢ／ Ｔ１７６７１、《水泥取样方法》ＧＢ１２５７３，《水泥标准稠度 用水量、凝结时间、安定性检验方法））ＧＢ１３４６，《用于 水泥和混凝土中的粉煤灰》ＧＢ１５９６中规定的方法 检验相关指标。 表３水泥物理性质及化学成分 比重 ３．１５ 细度（ｍ２／ｋｇ） ３４９ ＳｉＯ． ２０．３１％ Ａｌ２Ｏ３ ５．０５％ Ｆｅ２０３ ３．１６％ ＣａＯ ６２．４３％ ＭｓＯ ３．８ｌ％ ＳＯ３ ２．４８％ ２实验结果及分析 ２．１流动性实验结果 图１一图５为搅拌时间与不同配合比净浆流动 性的关系曲线图。从图中可以看出随着粉煤灰掺人 量的加大，净浆流动性逐渐减小。对每一配合比的 净浆再逐一进行分析，可以发现对于Ｓ０１组，当搅拌 时间在５ｍｉｎ时，可以达到最大流动度１７９ ｍｍ。对 于Ｓ０２组，仍然是５ ｍｉｎ时达到最大流动度，但这时 最大流动度已经降低至１５８ ｍｍ。而在Ｓ０３组中，我 们发现最大流动度是在搅拌时间为１０ ｒａｉｎ而不是 ５ｍｉｎ。对于ＳＩＭ组，搅拌１０ ｍｉｎ与１５ ｒａｉｎ时的流动 ７４ 武汉轻工大学学报 ２０１４在 度非常接近，并且１５ ｍｉｎ时净浆的流动度已经略大 于１０ ｍｉｎ的流动度。ＳＯ５组中，净浆的最大流动度 为搅拌了２０ ｍｉｎ时。 图１ ＳＯ１组水泥粉煤灰浆流动度 时间／ｍｉｎ 图２ ＳＯ２组水泥粉煤灰浆流动度 时间／ｍｉｎ 图３ ＳＯ３组水泥粉煤灰浆流动度 由此可见，对于水泥净浆，最高的流动性发生在 图４ ＳＯ４组水泥粉煤灰浆流动度 图５ ＳＯ５组水泥粉煤灰浆流动度 搅拌时间为５ ｍｉｎ时，此后，随着搅拌时间的增长， 净浆的流动性逐渐降低。当掺人粉煤灰时，情况发 生了改变。随着粉煤灰掺人量的增大，要达到最佳 的净浆流动性所需的搅拌时间也逐渐增加，当以粉 煤灰完全替代水泥时，搅拌时间在２０ｒａｉｎ时才能达 到最佳的净浆流动性。其次，比较每个配合比的最 高流动度可得，随着粉煤灰的掺人量的加大，净浆的 流动度在逐渐减小，即，粉煤灰的掺人量也是净浆流 动度的重要影响因素。 ２．２抗压强度实验结果 图５一图１０为搅拌时间与不同配合比净浆的 ７ｄ抗压强度的关系。由图可知，随着粉煤灰掺入量 的加大，净浆抗压强度逐渐减小。对每一配合比的 净浆再逐一进行分析，可以发现净浆达到最大抗压 强度后再进行搅拌，抗压强度虽然略有降低，但是基 本稳定。对于ＳＯ１组，当搅拌时间在５ ｍｉｎ时，可以 １期 郭浩然，吴建林：搅拌时间对粉煤灰水泥净浆的影响 ７５ 图６ ＳＯ１组７ｄ抗压强度 图７ ｓｏ２组７ｄ抗压强度 达到最大抗压强度２６ Ｍｐａ。对于Ｓ０２组，仍然是５ ｍｉｎ时达到最大抗压强度，但这时最大抗压强度已 经降低至２１Ｍｐａ。而在Ｓ０３组中，我们发现最大抗 压强度是在搅拌时间为１０ ｍｉｎ而不是５ ｍｉｎ。对于 Ｓ０４组，搅拌１５ ｍｉｎ才达到最大抗压强度。Ｓ０５组 中，净浆的最大抗压强度为搅拌了２０ ｍｉｎ时。 由此可见，对于水泥净浆，最大抗压强度发生在 搅拌时间为５ ｍｉｎ时，此后，随着搅拌时间的增长， 净浆的抗压强度基本稳定。当掺人粉煤灰时，情况 发生了改变。随着粉煤灰掺人量的增大，要达到最 大净浆抗压强度所需的搅拌时间也逐渐增加，当以 粉煤灰完全替代水泥时，搅拌时间在２０ ｍｉｎ时才能 达到最大抗压强度。其次，比较每个配合比的最大 抗压强度可得，随着粉煤灰的掺人量的加大，净浆的 抗压强度在逐渐减小，即，粉煤灰的掺入量也是影响 净浆抗压强度的重要因素。 图８ Ｓ０３组７ｄ抗压强度 图９ Ｓ０４组７ｄ抗压强度 图１０ Ｓ０５组７ｄ抗压强度 ３ 结论 ３．１搅拌时间对净浆流动性的影响非常明显，并且 随着粉煤灰掺量的增大，达到净浆最佳流动性的搅 ７６ 武汉轻工大学学报 ２０ｌ４年 拌时间也在增加，而净浆所能达到的最大流动度在 减小。 时间为２０ ｍｉｎ。 参考文献： ３．２搅拌时间对净浆的７ｄ抗压强度有一定的影 响，当达到一定的搅拌时间以后，净浆的７ｄ抗压强 ［１］钱觉时．粉煤灰特性与粉煤灰混凝土［Ｍ］．北 京：科学出版社，２００２：８１－２３． 度几乎没有变化。随着粉煤灰掺量的增加，达到最 高的７ｄ抗压强度的搅拌时间在增加，７ｄ抗压强度 在减小。 ［２］赵利军，张晓波，冯忠绪．混凝土的双速搅拌 拌工艺研究［Ｊ］．混凝土，２００６（１０）：７８—８０． ［３］ 赵利军．搅拌低效区及其消除方法的研究 ３．３ 对于不掺加粉煤灰的净浆最佳搅拌时间为 ５ｍｉｎ，对于完全以粉煤灰替代水泥的净浆最佳搅拌 ［Ｄ］西安：长安大学，２００５． （上接第６４页） 块化设计，系统升级时只需升级相应模块就可以。 实验证明，在嵌入式操作平台上以软件的方式实现 视频监控具有可操作性强的特点，系统应用范围广， 前景广阔。 参考文献： ［２］ 韦东山．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用开发完全手册 ［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２０１１：８６－８７． Ｐ详解（卷一） ［３］ 理查德・史蒂文斯．ＴＣＰ／Ｉ［Ｍ］．陆雪莹，译．北京：机械工业出版社， ２０００：１４７－１４９． ［１］ 潘国辉．安防天下——智能网络视频监控技 术详解与实践［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２０１０：２１－２３． ［４］ 刘峰．视频编码技术与国际标准［Ｍ］．北京： 北京邮电出版社，２００５：１３３．