浅析粉煤灰混凝土配合比设计及应用.pdf

2011 年 11 月 第 11 期 电子测试 ELECTRONIC TEST Nov.2011 No.11 21 2013.24理论与算法 在混凝土中掺杂一定量的粉煤灰， 不仅能够有效节约混凝 土当中水泥的成分， 有效降低了施工成本， 并且对于改善和提升 混凝土的和易性有着非常明显的作用， 对于增加混凝土的整体 粘性， 还有有效降低混凝土和泌水的分离， 同时还可以使得混凝 土的凝结时间加长， 材料损失性较少， 有效降低了水化热， 能够 有效减少并且消除出现在混凝土当中的碱性材料产生的不当危 害， 并且有效减少温度变化以及混凝土的内应力， 有效抑制因为 温差造成的裂缝， 但是也有可能存在着因为粉煤灰的品质太差 或者说波动大， 而出现混凝土强度偏低并且极易碳化这一缺点。 在进行配合比设计的时候， 应该对原材料以及粉煤灰的取代率 进行正确的选择， 使得混凝土能够充分满足施工需求。 1 原材料 1.1 粉煤灰 被运用于混凝土当中的粉煤灰可以按照掺杂的比例分为三 个等级， 分别是 I、II、III 三个等级， 主要的技术指标相见下 表 1。 在进行桥梁结构设计的时候， 混凝土和粉煤灰的配合比进 行设计的时候， 一般较长使用 I 和 II 级的粉煤灰，I 级粉煤灰 一般运用到强度高于 40Mpa 的混凝土结构中，II 级粉煤灰一 般被运用到强度等于或者小于 C30 的混凝土强度中， 比如说桩 基、 立柱以及承台等等。 粉煤灰的活性 ： 一般认为， 粉煤灰如果越细， 则其比表面积 将越大， 意味着粉煤灰的活性将越加容易被激发出来， 所以， 粉 煤灰如果越细的话， 则混凝土的强度也就越高， 其耐久性也比较 好。 粉煤灰的烧失量对于水性的需求影响也是比较明显的， 随着 粉煤灰的烧失量增加， 粉煤灰的需水量也在逐渐增加。 粉煤灰的 细度以及需水量， 还有烧失量都有很大的关系， 通常来说， 如果 粉煤灰的需水量比较小， 则其对于混凝土的性能比较有利， 而且 需水量越小的话， 对于混凝土的性能将越加有利。 如果含水量太 高的话， 将有可能降低所有粉煤灰的活性， 而且直接影响到粉煤 灰的使用效果。 三氧化硫的含量将直接影响到混凝土的强度以 及混凝土的凝结时间， 并且粉煤灰中含有的三氧化硫含量太多 的话将有可能导致硫酸盐的侵蚀。 1.2 水泥 如果混凝土的强度低于 C30 的时候， 则可以选择使用 32.5 或者是 42.5 的普通的硅酸盐水泥 ； 如果混凝土的强度等级高 于 C30 的时候， 则可以选择使用 42.5 或者是 52.5 的较浓的硅 酸盐水泥或者是较为普通的硅酸盐水泥。 1.3 黄砂 在能够满足 II 类砂的基本要求之下， 最先选择级别较高的 配合程度较好的江砂或者是河砂。 并且砂的细度模数需要控制 在 2.43.0 之间， 对于 C50 的混凝土使用砂的细度模数应该控 制在 2.63.0 之间。 1.4 碎石 粗集料的级配、 强度以及颗粒形状， 还有表面特征等等都会 对混凝土的强度以及耐久性产生非常重要的影响。 因此， 所使用 的碎石应该尽量满足 II 类的碎石技术的基本要求。 在选择碎石 的时候应该尽量选择具有连续级配的碎石， 因为单粒级的碎石 和混凝土进行配置的时候易性交差， 并且容易产生离析情况发 生。 粗集料的表面特征以及颗粒形状都对混凝土的粘性产生很 大影响。C40 以下的混凝土内的针片状的碎石其总体含量应该 不超过 15%， 而在 C50 的混凝土中最好不应该超过 8%。 1.5 外加剂 一般选用比较高效的减水剂， 还有高效混凝的减水剂等等。 高效减水剂能够有效增强混凝土的强度以及流动性。 高效混凝 减水剂能够有效控制水泥的过早水化， 能够使得混凝土和杂物 浅析粉煤灰混凝土配合比设计及应用 李文莉1,王旭明2,袁吉娜3 (1,3 河南省水利科学研究院 河南省水利工程安全技术重点实验室 ,450002;2. 黄河勘测规划设计有限公司 ,450003) 摘要 ： 在混凝土中掺杂一定量的粉煤灰， 能够有效改善和提高混凝土的粘合性能， 充分降低施工成本。 并且， 不同等级不同层 次的粉煤灰能够取代以及超过标准配置的混凝土原装材料， 具有更高更好的性能， 但是， 粉煤灰在和混凝土配合使用的时候一 定还注意比例。 本文主要探讨的是混凝土和粉煤灰进行配合使用的设计以及一些注意事项。 关键词 ： 粉煤灰 ; 混凝土 ; 配合比设计 The mix design and application of fly ash concrete Li Wenli1,Wang Xuming2,Yuan Jina3 (1,3 Henan Province Water Conservancy Research Institute;Henan water conservancy engineering safety technology key laboratory;450002) (2.The Yellow River surveying and Planning Design Co.Ltd.450003) Abstract ： In the concrete with a certain amount of fly ash,can effectively improve the binding performance of concrete,reduce the construction cost.And concrete,fly ash of different grade and different levels can replace and exceed the standard configuration of the original material,has higher performance,better yet,- fly ash in concrete mix use and must also pay attention to the proportion of.This paper mainly discusses is concrete and fly ash with the use of the design and some matters needing attention. Keywords ： fly ash;concrete;mix design 22 2011 年 11 月 第 11 期 电子测试 ELECTRONIC TEST Nov.2011 No.11 2013.24理论与算法 进行搅拌的时候减少损失度。 因此， 在试配的时候一定要实现做 好验证工作。 表 1 粉煤灰质量技术指标 I 级粉煤灰作用于后张预应力钢筋混凝土的构建以及跨度 6m 的先张预应力钢筋混凝土，II 级粉煤灰用于普通钢筋混 凝土及 C30 以下无筋混凝土，III 级粉煤灰主要作用于无筋混 凝土以及砂浆。 2 粉煤灰混凝土的配合比设计 根据混凝土的强度进行设计， 计算的试配强度其公式如下： 在这一公式中，指的是混凝土的施工配制强度， 单位为 MPa。 根据混凝土强度的数据统计资料显示， 混凝土的可以分为 多个等级， 比如说低于20的为一个等级， 2035的为一个等级， 大于 35 的又为一个等级， 并且， 混凝土的强度标准差 可以分 别取 4.0,5.0 和 6.0 三种。 按照不同的基准进行配合。 配合方 法和一般的普通混凝土相比配比方法有所不同， 也就是说先确 定水灰比， 然后确定用水量以及水泥的用量， 还有砂率。 计算出 砂和石子的用量， 主要采用的是绝对体积法。 在选择粉煤灰的时 候可以用水泥来取代， 其百分率 c 值可以通过表 2 做出详细 分析。 一般来说， 处于 C30 以下的都被称之为混凝土， 一般此种 混凝土的取代率选择在 10% 到 15% 之间； 而 C40 以上的混凝土， 尤其是需要具备早期强度的， 混凝土的取代率不应该超过 10%。 在计算的时候， 每立方的粉煤灰搭配的混凝土水泥量参考公式： C=C0( 1-c) 在这个公式中， Co 代表的是混凝土中掺杂的水 泥用量， 单位为 kg，c 代表的是粉煤灰用作取代水泥时的百 分率。 对于如何确定粉煤灰是否超量， 可以根据表 3 进行对照。 一般情况下： C30 以下的混凝土通常用II级灰进行混合使用， 超量系数选择在 1.5 或者是 1.6。 而 C40 以上的混凝土一般配 用的是 I 级灰， 选择的超量系数为 1.3 或者是 1.4。 每立方混凝 土中粉煤灰的用量 (F) 按式 (3) 计算 :F=c(C- C0) (3) 式 中 : c粉煤灰超量系数。 用绝对体积法求出粉煤灰超出水 泥的体积 , 按粉煤灰超出的体积 , 扣除同体积的细料用量 , 碎石用量不变。 混凝土中砂用量 S 按式 (4) 计算。S=S- (C/ c+F/F- C0/c) s (4) 式中 : So基准配合比的砂用 量 ;s砂相对密度 ;C0基准混凝土的水泥用量 ;C粉煤 灰混凝土中水泥用量 ;c水泥相对密度 ;F粉煤灰混凝土 中粉煤灰用量。 表 2 粉煤灰取代水泥百分率 c 值 （%） 表 3 粉煤灰超量系数 F为粉煤灰相对密度 ( 一般取 2.2 g/cm3)。 粉煤灰混 凝土的用水量 , 按基准配合比的用水量选取。 根据计算得到粉 煤灰混凝土配合比,在试配确保和易性、 水灰比不变的基础上, 进行配合比的试拌调整。 根据调整后的配合比 , 确定为粉煤灰 混凝土的理论配合比。 3 粉煤灰混凝土配合比设计一般规定 3.1 粉煤灰用于港口工程混凝土可根据粉煤灰等级、 混凝 土强度等级和耐久性要求， 按规定应用。 3.1.1 预应力混凝土应采用级粉煤灰。 3.1.2 钢筋混凝土、 C30 及 C30 以上素混凝土应采用 级、 级粉煤炭， 海水港浪溅区钢筋混凝土应采用需水量比不大于 100的级、 级粉煤灰。 3.1.3 C30 以下素混凝土可采用级粉煤灰。 3.1.4 有抗冻要求的混凝土， 应采用 级、 级粉煤灰。 3.1.5 用于预应力混凝土、 钢筋混凝土、C30 及 C30 以上 素混凝土的粉煤灰等级， 经混凝土强度和耐久性试验论证后， 满 足设计要求。 3.2 掺用粉煤灰的混凝土宜掺入减水剂， 减水剂的适用性 和合理掺量由试验确定。 3.3 根据各类工程和各种施工条件的不同要求， 粉煤灰可 与各类外加剂同时使用、 外加剂的适用性和掺量由试验确定。 4 总结 在混凝土中掺杂一定量的粉煤灰， 不仅能够降低了施工成 本， 还能增强混凝土的内应力， 减少温差裂缝的产生， 所以在进 行配合比设计的时候， 应该对原材料以及粉煤灰的取代率进行 正确的选择， 使得混凝土能够充分满足施工需求。 参考文献 1 刘文永、 付海明、 冯春喜 . 高掺量粉煤灰固结材料 . 中国 建材工业出版社 ,2007.11. 2 杨伟军、 李炜 . 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块生产及应 . 中 国建筑工业出版社 ,2011.10. 3 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、 中国国家标 准化管理委员会 .GB/T1596-2005 用于水泥和混凝土中 的粉煤灰 . 中国标准出版社 ,2005.7. 表 4 不同强度等级的混凝土参考配合比