粉煤灰砼的配合比设计

第23卷第2期重庆交通学院学报2004年4月Vo1.23No.2JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITYApr.2004粉煤灰砼的配合比设计王瑞燕重庆交通学院土木建筑学院重庆400014)摘要提岀了应用火山灰效应数值分析的方法确定粉煤灰在砼中的合理掺量及超量系数的方法,定量解决粉煤灰与水泥适配性的问题对掺粉煤灰砼的配合比设计具有实用的指导意义关键词火山灰效应激值分析合理掺量超量系数中图分类号U528.2文献标识码B文章编号:001-7162004)2.00603粉煤灰作为具有潜在活性的火山灰质固体废量及超量系数涕二步建立胶水比与砼强度的关系,料在水利工程、路桥工程、房建工程用砼中得到了根据等效的原则进行配合比设计广泛的应用12]粉煤灰对砼性能的影响体现在其1原材料″粉煤灰效应”上表现为形态效应、活性效应、微集料效应3个方面粉煤灰的活性效应是通过其与水1水泥采用四川省宜宾市巡场双三牌PO425R水泥,泥水化产物的二次水化反应体现出来的要使粉煤按CB175-9检测28d抗压强度50.9Ma抗折强灰的火山灰效应得到充分的发挥就要求粉煤灰与度7.23MPa水泥之间具有一定的适配性以提供反应物及反应界2粉煤灰面由于各地火电厂的生产工艺流程不同原煤不采用宜宾黄桷庄电厂电除尘灰按GB1596-91同除尘设备及除尘工艺不同,各地的粉煤灰在成《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》检测A5um方孔筛分颗粒特征上都有很大的差异加之各地生产的水筛余187%烧失量1.16%需水量比8%含水率泥矿物成分也不尽相同因此粉煤灰的应用具有其0.52%符合二级灰质量标准自身的特殊性不能照搬照用1.3机制砂关于粉煤灰砼配合比的设计现阶段在我国主表观密度2.703g/cm3装填密度1.332gcm3,<要采用的方法有调整系数法、超量系数法、固定粉0.08m颗粒含量3.8%空隙率50.7%煤灰用量法、固定掺量比法等方法3H]现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规程XGBJ46-9厢建1.4碎石表观密度2.649g/cm3装填密度1.2907g/cm3针设部标准《粉煤灰在混凝士和砂浆中应用技术规程》片状118%压碎值8.6%空隙率51.0%最大粒JGJ28-86)推荐粉煤灰砼配合比设计采用等量取径40m代法、超量取代法、外掺法56现在又有同行提出掺粉煤灰砼配合比的正交试验设计及二元线性分2砼配合比设计析通过正交试验建立砼强度与水胶比及粉煤灰掺2.1确定粉煤灰的最佳掺量及超量系数量之间的二元线性关系7]这些方法对实际工程都2.1.1确定粉煤灰的最佳掺量表1~表2)具有较强的实用性和指导性但是对粉煤灰的取代从表2分析就所选用材料而言在实验掺量范量、超量系数、粉煤灰胶凝效率系数等反映粉煤灰与围内当粉煤灰掺量为35%时砼抗压比强度最大水泥适配性的参数都未提岀具体的确定方法火山灰效应抗压比强度最大抗压比强度系数最高笔者认为粉煤灰砼的配合比设计可以分两步火山灰效应抗压强度贡献率最大当粉煤灰掺量为第一步根据原材料的具体特性确定粉煤灰的合理掺30%时砼抗折比强度最大火山灰效应抗折比强度第2期王瑞燕粉煤灰砼的配合比设计67表1配合比及强度测试结果编号0水泯kg/m3)粉煤灰kgm3)FF+CC%)胶水比27.9/4.69强度20.9/3.9621.5/3.8423.3/4.1228430.3/34834.1/5.9931.7/42531.2/4.53324/481321/415注表中数值分子为抗压强度数据分母为抗折强度数据表228d火山灰效应分8项目1-02-03-04-0基准砼比强度0.303/0.035掺粉煤灰砼比强度0.3030.0350.401/0.0700.3960.0530.416/0.0600.463/0.0690.494/0.064火山灰效应比强度0/00.098/0,0350,093/0.0180,113/0.0250.160/0.0340.191/0.029比强度系数1.323/2.0001.307/1.5141.373/1.7141.528/1.9711.630/1.830火山灰效应强度贡献率0/023.5/34.434.6/49.3水化反应强度贡献率100/10075,6/50.076.5/66072.858.365.4/50.761.3/54.7注】.表中分子为抗压强度分母为抗折强度2.表中掺粉煤灰砼比强度〓砼强度/水泥掺量百分数火山灰效应比强度=摻粉煤灰砼比强度-基准砼比强度北强度系数=掺粉煤灰砼比强度/基准砼比强度火山灰效应强度贡献率=火山灰效应比强度/掺粉煤灰砼比强度冰化反应强度贡献率=100-火山灰效应强度贡献率最大抗折比强度系数最高火山灰效应抗折强度贡泥熟料相对较少,且胶凝材料的水化反应是二次反献率最大.若砼按抗折强度进行设计则可选择粉煤应因此其早期的水化反应速度比未掺粉煤灰时慢,灰的掺量为30%;若砼按抗压强度进行设计测可早期水化生成物相对较少早期强度相对较低为保选择粉煤灰的掺量为35%证砼宏观强度、特别是现行规范普遍采用的28d强2.1.2确定粉煤灰的超量系数度等效在粉煤灰砼配合比设计时应视粉煤灰的活由于粉煤灰旳活性是澘在的其活性的激发有性考虑采用超量取代超量系数的大小主要取决于赖于粉煤灰自身旳矿物组成、提供的反应界面及水粉煤灰的粒度、颗粒特征及矿物组成水泥粒度及矿泥水化产物中的氢氧化钙和水化硅酸钙的生成数量物组成通过对掺粉煤灰砼火山灰效应的数值分析及生成速度掺粉煤灰砼中胶凝材料所含硅酸盐水可以确定与具体材料相适应的粉煤灰超量系数.表3配合比及强度测试结果3-0水泯kg/m3)FAF+CⅩ%)超量系数1.0胶水比2.382.382,382.342.3421.5/3.8427.0/4.1726.2/4.0123.3/4.1223.6/44.1225,0/4.1128d31.2/4.5334.2/4.5634.3/4.5832.4/4.8133.6/4.4931.9/4.25表428d火山灰效应分析项目3-24-2基准砼比强度0.303/0.035掺粉煤灰砼比强度0.416/0.0600.456/0.0610.4570.0610.463/0.0690.480/0.0640.456/0.061火山灰效应比强度0.113/0.0250.153/0.0260.1540.0260.160/0.0340.1770.0290.153/0.026比强度系数1.373/1.7141.505/1,7431.508/1.7431.528/1.9711.584/1.8291.505/1.743火山灰效应强度贡献率27.24133,6/42.633.742,634.6/49,336.9/45.333,6/42,6水化反应强度贡献率72.8/58.36,4/57.466.3/57.465,4/50.763.1/54.766,4/57.4重庆交通学院学报第23卷和4-2高3-1和3-2指标相差不大且比3-0灰活性其掺量必须与所用水泥具有良好的适配性高因此若按抗压强度进行配合比设计,可取粉煤以提供反应物及反应界面在掺粉煤灰砼的配合比灰超量系数为1.2.就抗折强度而言4-0的比强设计中通过对粉煤灰火山灰效应的数值分析可以度、比强度系数、火山灰效应强度贡献率较4-1和较准确地确定与所用材料相适应的粉煤灰掺量及超4-2高3-0与3-1、3-2相差不大因此若按抗量系数在此基础上完成的配合比设计将能更充分折强度进行配合比设计,可取粉煤灰超量系数为地发挥粉煤灰的活性作用最大限度地节约水泥对粉煤灰砼及掺活性混合材的砼配合比设计具有实用2.2建立在一定粉煤灰掺量和超量系数下的强度-的指导意义胶水比关系由于胶凝材料的水化产物及其相对含量对砼的参考文献抗压强度和抗折强度会产生不同的影响因此在砼[1]马国靖王硕太藻玉书等粉煤灰道面混凝士性能研配合比设计时应首先明确以何种强度为设计强度究J]混凝土1998(4)17-20选用相应的合理掺量及超量系数以本文所用材料[2]黄健超粉煤灰混凝土路面在高速公路中的应瓶J为例若用于路面砼测按相关规范应以抗折强度为混凝土1999(2)48-49设计强度取粉煤灰掺量为30%超量系数取1.0[31雍本特种混凝土设计与施IM]北京冲国建筑(即等量取代)若为一般的砼配合比设计以抗压强工业出版社1993[4]郑建岚.现代混凝土结构技术[M]北京:民交通出度为设计强度则取粉煤灰掺量为35%超量系数版社取1.x即超量取代)在此基础上即可按照国家标[5]粉煤灰混凝土应用技术规范(cB146-90s北京准《粉煤灰混凝土应用技术规程XGBJ46-90和建中国建筑工业出版社1991设部标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》[6]粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程JJ28-86)JGJ28-86雕推荐的配合比设计方法通过试验确定[S]北京中国建筑工业出版社1987砼强度与胶水比的一元线性关系从而完成掺粉煤[7]王德民掺粉煤灰混凝士配合比正交试验设计及二元灰砼的配合比设计9线性分机J混凝土2002(10)3-453结论[8]蒲心诚高强与高性能混凝土火山灰效应的数值分析[J].混凝土,998(6):l3-23粉煤灰作为活性掺合材料要充分发挥其火山[9]章祈锡.鲍罗米公式中回归系数AB值的探诃J]混凝土2001(1)21-24.Proportion designing of fly-ash concreteWANG Rui-yanSchool of Civil Engineering Architecture, Chongqing Jiaotong University Chongqing 400074 China)Abstract: By numerically analyzing the volcanic effects of fly ash the author points out the method of determining the most reasonable conterand exceeding quantity coefficient of fly ash. By that way we can solve the problem of coordination of the materials used in conerete and itis practicable in proportion designing of fly ash concreteKey words: volcanic ash effects numerically analyzing ahe most reasonable fly ash content exceeding quantity coefficient责任编辑袁本奎