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1、粉煤灰混凝土应用技术规范目录第一章总则()第二章粉煤灰的技术要求()第一节质量指标()第二节试验方法()第三节验收要求()第三章粉煤灰混凝土的工程应用()第四章粉煤灰混凝土配合比设计与粉煤灰取代水泥的最大限量()第一节粉煤灰混凝土配合比设计()第二节粉煤灰取代水泥的最大限量()第五章粉煤灰混凝土的施工()第六章粉煤灰混凝土的检验()附录一粉煤灰细度试验方法()附录二粉煤灰需水量比试验方法()附录三粉煤灰混凝土配合比计算方法()附录四名词解释()附录五本规范用词说明()附加说明()第一章总则第条为了正确、合理地在混凝土中应用粉煤灰,使之掺入混凝土后达到改善混凝土性能、提高工程质量、节省水泥、降低
2、混凝土成本、节约资源等要求,以适应基本建设发展的需要,特制订本规范。第条本规范适用于各类工程建设中,在施工现场、集中搅拌站和预制厂,掺用粉煤灰的无筋混凝土、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土。不适用于建筑砂浆和作为外加剂载体所应用的粉煤灰。第条粉煤灰混凝土的应用,除执行本规范规定外,尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定。第二章粉煤灰的技术要求第一节质量指标第条用于混凝土中的粉煤灰质量的指标划分为三个等级。其质量指标应符合表的规定。粉煤灰质量指标的分级()表粉煤灰等级质量指标细度(方孔筛筛余)烧失量需水量比三氧化硫含量第条干排法获得的粉煤灰,其含水量不宜大于;湿排法获得的粉煤灰,其质量应均匀。第条主
3、要用于改善混凝土和易性所采用的粉煤灰,可不受本规范的限制.第二节试验方法第条粉煤灰的细度,应按本规范附录一粉煤灰细度试验方法(气流筛法)测定.第条粉煤灰的烧失量、三氧化硫含量和含水量等,应按现行国家标准水泥化学分析法测定。第条粉煤灰的需水量比试验方法,应按本规范附录二规定的试验方法测定。第三节验收要求第条用灰单位应按本规范对粉煤灰进行按批检验。每批粉煤灰应有供灰单位的出厂合格证,合格证的内容应包括:厂名、合格证编号、粉煤灰等级、批号及出厂日期、粉煤灰数量及质量检验结果等。第条粉煤灰的取样,应以连续供应的相同等级的粉煤灰为一批:不足者按一批计。第条粉煤灰的取样,应符合下列规定:一、散装灰的取样,
4、应从每批不同部位取份试样,每份不得少于,混拌要均匀,按四分法缩取出比试验用量大一倍的试样。二、袋装灰的取样,应从每批中任抽袋,每袋各取试样不得少于,按本条第一款的方式缩取试样。第条每批的粉煤灰试样,应测定细度和烧失量。对同一供灰单位每月测定一次需水量比,每季度应测定一次三氧化硫含量。第条粉煤灰的质量检验,应符合本规范对粉煤灰的各项质量指标规定。当有一项指标达不到规定要求时,应重新从同一批中加倍取样进行复检,复检后仍达不到要求时,该批粉煤灰应作为不合格品或降级处理。第三章粉煤灰混凝土的工程应用第条粉煤灰用于混凝土工程可根据等级,按下列规定应用:一、级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于的预应力钢筋混
5、凝土。二、级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。三、级粉煤灰主要用于无筋混凝土。对设计强度等级及以上的无筋粉煤灰混凝土,宜采用、级粉煤灰。四、用于预应力钢筋混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级,如经试验论证,可采用比本条第一、二、三款规定低一级的粉煤灰。第条粉煤灰用于跨度小于的预应力钢筋混凝土时,放松预应力前,粉煤灰混凝土的强度必须达到设计规定的强度等级,且不得小于。第条配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、压浆混凝土及碾压混凝土等,宜掺用粉煤灰。第条根据各类工程和各种施工条
6、件的不同要求,粉煤灰可与各类外加剂同时使用.外加剂的适应性及合理掺量应由试验确定。第条粉煤灰用于下列混凝土时,应采取相应措施:一、粉煤灰用于要求高抗冻融性的混凝土时,必须掺入引气剂;二、粉煤灰混凝土在低温条件下施工时,宜掺入对粉煤灰混凝土无害的早强剂或防冻剂,并应采取适当的保温措施;三、用于早期脱模、提前负荷的粉煤灰混凝土,宜掺用高效减水剂、早强剂等外加剂。第条掺有粉煤灰的钢筋混凝土,对含有氯盐外加剂的限制,应符合现行国家标准混凝土外加剂应用技术规范的有关规定.第四章粉煤灰混凝土配合比设计与粉煤灰取代水泥的最大限量第一节粉煤灰混凝土配合比设计第条粉煤灰混凝土的设计强度等级、强度保证率、标准差及
7、离差系数等指标,应与基准混凝土相同,其取值应按现行国家有关标准规范执行。第条粉煤灰混凝土设计强度等级的龄期,地上工程宜为;地面工程宜为或;地下工程宜为或;大体积混凝土工程宜为或.在满足设计要求的条件下,以上各种工程采用的粉煤灰混凝土,其强度等级龄期也可采用相应的较长龄期。第条混凝土中掺用粉煤灰可采用等量取代法、超量取代法和外加法。粉煤灰混凝土配合比设计,应按绝对体积法计算,其计算方法按本规范附录三规定执行.第条当粉煤灰混凝土配合比设计采用超量取代法时,超量系数可按表选用;当混凝土超强较大或配制大体积混凝土时,可采用等量取代法;当主要为改善混凝土的和易性时,粉煤灰的超量系数表粉煤灰等级超量系数可
8、采用外加法。第条粉煤灰的含水率大于时,应从粉煤灰混凝土配合比用水量中扣除。粉煤灰混凝土中掺入引气剂时,其增加的空气体积应在配合比设计的混凝土体积中扣除。第二节粉煤灰取代水泥的最大限量第条粉煤灰在各种混凝土中取代水泥的最大限量(以重量计),应符合表的规定。粉煤灰取代水泥的最大限量表混凝土种类粉煤灰取代水泥的最大限量(%)硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥预应力钢筋混凝土钢筋混凝土高强度混凝土高抗冻融性混凝土蒸养混凝土中、低强度混凝土泵送混凝土大体积混凝土水下混凝土地下混凝土压浆混凝土碾压混凝土第条当钢筋混凝土中钢筋保护层厚度小于时,粉煤灰取代水泥的最大限量,应比表的规定相应
9、减少。第五章粉煤灰混凝土的施工第条粉煤灰掺入混凝土中的方式,可采用干掺或湿掺。其掺入方法应符合下列要求:一、干掺时,干粉煤灰单独计量,与水泥、砂、石、水等材料按规定次序加入搅拌机进行搅拌;二、湿掺时,先将粉煤灰配制成粉煤灰与水及外加剂的悬浮浆液,与砂、石等材料按规定次序加入搅拌机进行搅拌。第条使用干态或湿态粉煤灰应以重量计量,称量误差不得超过.粉煤灰中的含水量,应在拌合水中扣除。第条粉煤灰混凝土拌合物必须搅拌均匀,其搅拌时间应比基准混凝土延长。第条粉煤灰混凝土浇筑时,不得漏振或过振。振捣后的粉煤灰混凝土表面,不得出现明显的粉煤灰浮浆层.第条粉煤灰混凝土振捣完毕后,应加强养护,混凝土表面宜加遮盖
10、,并保持湿润。暴露面的潮湿养护时间,不得少于;干燥或炎热气候条件下的潮湿养护时间,不得少于。第条粉煤灰混凝土在低温条件下施工时应加强表面保温,粉煤灰混凝土表面的最低温度不得低于.寒潮冲击情况下,日降温幅度大于时,应加强粉煤灰混凝土表面的保护,防止产生裂缝.第条蒸养粉煤灰混凝土,应符合下列要求:一、成型后热预养温度不宜高于;预养(静停)时间不得少于;常温预养时,其预养时间应适当延长。二、蒸养时的升温速度宜为燉;恒温温度宜为;降温速度宜为燉。三、蒸养粉煤灰混凝土的养护周期,宜为.第六章粉煤灰混凝土的检验第条粉煤灰混凝土的质量,应以坍落度或工作度、抗压强度进行检验。引气剂的粉煤灰混凝土,应增测含气量
11、。有特殊要求时,还应增测其它相应的检验项目。第条现场施工粉煤灰混凝土的坍落度或工作度的检验,每班至少应测定两次,其测定值允许偏差应为。第条粉煤灰混凝土抗压强度的检验,应符合下列规定:一、非大体积粉煤灰混凝土每拌制,至少成型一组试块;大体积粉煤灰混凝土每拌制,至少成型一组试块;不足上列规定数量时,每班至少成型一组试块.二、用边长的立方体试块,在标准养护条件下所得的抗压强度极限值作为标准。三、每组个试块试验结果的平均值,作为该组试块强度代表值。当个试块的最大或最小强度值与中间值相比超过时,以中间值代表该组试块的强度值.第条掺引气剂的粉煤灰混凝土,每班应至少测定次含气量,其测定值的允许偏差应为%。7
12、。3。1锅炉灰渣的综合利用分析根据化学工业出版聂永丰主编的三废处理工程技术手册-固体废物卷可知,锅炉粉煤灰的化学成分为:锅炉粉煤灰的化学成分(%)Si02AL2O3Fe2O3CaOMg0Na20K20SO3 43-56 20-32 4-10 1.55.5 0.6-2.0 1.02.5 0。3-1。5 目前,我国粉煤灰的大宗利用途径是生产建筑材料、筑路和回填。粉煤灰建筑材料的性能与传统的建筑材料相比具有轻质、绝热、耐火、保温、隔热、抗冲击等许多优点,在高层建筑、大跨度构件和耐热混凝土中得到应用。粉煤灰烧结砖是以粉煤灰和粘土为原料,经搅拌、成型、干燥、焙烧制成的砖,粉煤灰掺量30-70%,其生产工
13、艺及主要设备与普通粘土砖基本相同,主要是多了粉煤灰的贮运、计量、脱水和搅拌设备。炉渣可用作制砖内燃料,作硅酸盐制品的骨架,用于筑路或做屋面保温材料等.制砖内燃料是将炉渣粉碎到3mm以下,与粘土掺合制成砖坯,在焙烧过程中,炉渣中的未燃碳会缓慢燃烧并放出热量。由于砖的焙烧时间很长,这些未燃碳可在砖内燃烧得很完全,采用内燃烧技术可收到显著的节能效果。通常生产万块砖耗煤1。21。6t, 而用炉渣作内燃料后每万块砖仅需煤0.1-0。2t。据统计辽宁省凌源县几十个砖厂利用炉渣后煤耗降低了80%。炉渣由于容重较轻,可作屋面保温材料。北京、武汉等地用炉渣作粉煤灰砖骨料.本项目锅炉炉渣定期通过汽车外运,用作建材
14、或铺路. 2 粉煤灰的物理化学特性 粉煤灰又称飞灰,是一种颗粒非常细以至能在空气中流动并能被特殊设备收集的粉状物质。我们通常所指的粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出、被收尘器收集的物质。简单地说,粉煤灰呈灰褐色,通常呈酸性,比表面积在2500 7000cm2g,尺寸从几百微米(x10的6次方m)到几微米,通常为球状颗粒,主要成分为Si02、A1203和Fe203,有些时候还含有比较高的CaO。粉煤灰是一种典型的非均质性物质,含有未燃尽的碳、未发生变化的矿物(如石英等)和碎片等,而相当大比例(通常大于50),是粒径小于10m的球状铝硅颗粒。 粉煤灰是排放量最大的一种工业废料,在
15、所有燃煤副产品中占有绝对大的比例,并且随世界各国对环境要求的提高、收集技术的发展和大量低级煤的使用,粉煤灰的排放量增长速度非常快。一般来说,现代化电厂如果使用低灰分的优质煤,煤能比较充分燃烧,则1x104kW装机容量的年粉煤灰排放量为o102x104t;但如果使用的是劣质煤,煤又不能充分燃烧,则粉煤灰的排放量可高达1x104t按火力电厂的效率为4261,煤耗210307e(kWh)Hgg。 现代化火力电厂,煤必须进行粉磨才能送入燃烧室。粉磨的细度首先要满足煤粉能悬浮在空气中,并能满足在最短时间内燃烧充分。通常煤粉颗粒越细越能满足这样的条件,但不同的煤,满足最短时间燃烧充分的最佳颗粒尺寸有一定的
16、差异.一般来说,煤粉颗粒的尺寸通常在3070txm,当然实际煤粉的尺寸可能比此范围要宽。因此,一般煤粉的平均粒径在50xm,小于logan和大于100m的颗粒通常占总量的10左右。 虽然粉煤灰绝大多数颗粒形状为球形,而煤粉颗粒形状则没有这样规则。在很高温度下,煤粉颗粒将发生一系列的物理化学变化。首先煤粉达到熔融状态后由于表面张力使表面能达到最小,则煤粉颗粒的棱角会收缩使颗粒成为球状,这些熔化的球状颗粒将会在煤粉燃烧过程中产生的CO、COz、S03和水蒸气中漂浮。这些颗粒充分燃烧后离开火焰区域后,将会迅速移动到温度较低的第9页区域,然后淬灭成中空厚壁的球状颗粒.由于CO、CO2、S02和水蒸气的
17、存在,这些颗粒可能与这些气体发生二次反应进行聚合和解聚。这些形状相似的、在排出烟道过程中被收尘器收集到的粉末,我们就称为粉煤灰. 煤主要是由碳、氢、氧、氮和硫组成。比较典型的煤中,碳占8090,氢占45%,氧占5%0,氮占152%,以及1%左右的有机硫,这些物质充分燃烧将全部变为气体。但实际煤中还含有其他微量元素,特别是很多煤中还含有比较多的矿物或在开采过程中混有的其他矿物,这些物质将构成粉煤灰的主要来源。 (1)煤中混杂的矿物在煤破碎时可能与煤的颗粒分离,这些矿物颗粒尺寸相对比较大,在燃烧过程中可能成为碎块,也可能部分熔融,这取决于燃烧的温度、矿物的成分以及挥发性物质的含量。 (2)煤内含有
18、的矿物颗粒通常粒度很小,存在于煤粉颗粒之中,这些颗粒将受煤的膨胀、焦化和燃烧的影响,也会参与煤粉在燃烧过程中的破碎、挥发物质的迁移、团聚和熔融。 (3)分散在煤中的一些无机物在煤的燃烧过程中会气化成很细的颗粒,这些颗粒通常会粘附在大颗粒的表面,或团聚成非常小的颗粒。21 粉煤灰的分类和分级211 粉煤灰的分类 国内外在粉煤灰的理论和应用研究正处于百家争鸣的初期阶段,各国的分类标准还不统-.由于粉煤灰的用途和应用领域不同,客观上也难以形成统一的标准;在我国也没有形成一个统一的专业学会组织并进行系统的研究和规划。 (1)国内对粉煤灰的分类 国内一些学者对粉煤灰的分类也进行了探讨,孙抱真利用扫描电镜
19、研究了国内22种粉煤灰的形貌,发现粉煤灰主要由三类颗粒组成,即球形颗粒、不规则的熔融颗粒和碳粒。根据粉煤灰中三种颗粒的组成和比例,将粉煤灰分成四类: I类粉煤灰主要由一类球形颗粒组成;类粉煤灰除含有球形颗粒外还有少量熔融玻璃体,以;两类质量好,可作为建筑材料;类粉煤灰主要为熔融玻璃体和多孔疏松玻璃体组成,类粉煤灰为多孔疏松玻璃体和碳粒组成,后两种粉煤灰质量差,不能作为建筑材料。上海等地专家也根据粉煤灰颗粒组成的情况,提出了粉煤灰资源研究、开发和利用的新观点。将粉煤灰分为三种资源产品:优质粉煤灰、粉煤灰粉料和灰渣充填材料,简称为“珠灰一粉灰一渣灰粉煤灰资源系统。根据美国S。Diamond提出的粉
20、煤灰基本特征和分 3 鬲掺量粉煤灰建筑材料 高掺量粉煤灰建筑材料是采用北京真然绿色建材科技有限公司生产的真然粉煤灰固化剂作固结材料,按照不同配比与粉煤灰混合经成型养护后可制成高掺量粉煤灰建筑制品,包括粉煤灰地砖、粉煤灰标准砖、粉煤灰空心砖、粉煤灰砌块和粉煤灰墙板等高掺量粉煤灰建材制品。3.1 高掺量粉煤灰建筑材料的力学试验方法311 高掺量粉煤灰建筑材料试验样晶的制备31。 11 原材料 粉煤灰:北京京西发电有限公司原状炉底粉煤灰。 固化剂:北京真然绿色建材科技有限公司生产的真然粉煤灰固化剂。3112 试验样品的制备 所选择的粉煤灰掺量要求在高掺量标准以上,即重量百分比达到50以上,试验试件制
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