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1、【技術(shù)交流】“混凝土強(qiáng)度—粉煤灰摻量—水膠比”關(guān)系探究與應(yīng)用2015-07-15?耿加會(huì)?商品混凝土汪軍“混凝土強(qiáng)度—粉煤灰摻量—水膠比”關(guān)系探究與應(yīng)用耿加會(huì)1余春榮2（1.舞陽(yáng)縣惠達(dá)公路工程有限公司，河南，舞陽(yáng)，4624002.建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，北京，朝陽(yáng)，100024）【摘要】粉煤灰作為商品混凝土中最常用的礦物摻合料，其優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。對(duì)于“混凝土強(qiáng)度——粉煤灰摻量——水膠比”三者之間的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)粉煤灰進(jìn)行了深啊入的研究。本文通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，探討“混凝土強(qiáng)度——粉煤灰摻量——水膠比”三者之間的關(guān)系，并通過(guò)工程應(yīng)用，為粉煤灰的使用提供一點(diǎn)借鑒。【關(guān)
2、鍵詞】混凝土強(qiáng)度、粉煤灰摻量、膠凝材料、水膠比、水灰比、配合比設(shè)計(jì)0概述商品混凝土經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展，截止2013年底產(chǎn)量己達(dá)21.96億m3/年，比2012年﹙18.49億m3/年﹚增長(zhǎng)了18.77%，混凝土已經(jīng)成為重要的大宗建筑材料?；炷料牡乃嗔恳苍谥鹉暝黾?，利用礦物摻合料部分取代水泥，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。粉煤灰是我國(guó)目前排放量最大的燃煤副產(chǎn)品之一，也是利用程度和利用水平最高的工業(yè)廢渣之一[1]；粉煤灰以其諸多優(yōu)點(diǎn)成為混凝土的重要組成部分[2]。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)電廠設(shè)備的改進(jìn)使粉煤灰的燃燒更加充分，粉煤灰的質(zhì)量和穩(wěn)定性有較大的提高。再加上高效減水劑（高性能減水
3、劑）復(fù)合使用，可以大幅度降低水膠比，改善了粉煤灰的使用環(huán)境。工程實(shí)踐及試驗(yàn)研究表明，粉煤灰作為混凝土的礦物摻合料，既可以降低水化熱，利用二次水化增加混凝土后期強(qiáng)度，又能提高混凝土的和易性、泌水性、流動(dòng)性、泵送性及耐久性等。上世紀(jì)80年代我國(guó)杰出的粉煤灰學(xué)者沈旦申[3]提出了“粉煤灰效應(yīng)”假說(shuō)：形態(tài)效應(yīng)、填充效應(yīng)、火山灰效應(yīng)。英國(guó)的Dunstan研究發(fā)現(xiàn)：混凝土的水膠比減小，粉煤灰對(duì)不同齡期混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨之增大，粉煤灰對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)與水膠比的關(guān)系比水泥還敏感。粉煤灰摻入以后，“混凝土強(qiáng)度——水灰比”二元關(guān)系轉(zhuǎn)變成“混凝土強(qiáng)度——粉煤灰摻量——水膠比”三元關(guān)系（如圖[4]）。0—1“混
4、凝土抗壓強(qiáng)度——粉煤灰摻量——水膠比”的關(guān)系數(shù)年來(lái)的研究工作使混凝土技術(shù)的巨大的進(jìn)步和發(fā)展，這些為人們認(rèn)識(shí)和使用粉煤灰的作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)提供了可靠的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持，對(duì)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用起到了積極的推動(dòng)作用。但是長(zhǎng)期以來(lái),粉煤灰是作為水泥的替代品來(lái)?yè)接玫模群蟪霈F(xiàn)了等水膠比[1]法、超量取代法和等水灰比法[3]‘[5]。本文在混凝土強(qiáng)度指標(biāo)的基礎(chǔ)上對(duì)粉煤灰摻量與水膠比的關(guān)系上進(jìn)行探討，力求找到“混凝土強(qiáng)度——粉煤灰摻量——水膠比”的之間的具體量化關(guān)系，更好地指導(dǎo)粉煤灰在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用。1原材料1.1水泥寶豐大地水泥P.O42.5，其物理力學(xué)性能如表1-1。表1-1水泥的物
5、理與力學(xué)性能細(xì)度（%）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%）抗折強(qiáng)度（MPa）抗壓強(qiáng)（MPa）凝結(jié)時(shí)間（min）3d28d3d28d初凝終凝2.126.65.47.230.846.71882251.2粉煤灰平頂山姚孟電廠Ⅱ級(jí)灰，其性能如表1-2。表1-2粉煤灰性能細(xì)度（%）需水量比（%）活性指數(shù)（%）燒失量7d28d15.49874783.61.3粗集料舞鋼市礦山碎石，其性能指標(biāo)如表1-3。表1-3舞鋼碎石性能指標(biāo)表觀密度（㎏/㎡）堆積密度（㎏/M3）空隙率(%)針片狀含（%）壓碎值(%)級(jí)配(㎜)26901580415.29.55-251.4細(xì)集料平頂山市葉縣辛店鎮(zhèn)河砂，細(xì)度模數(shù)2.8，性能指標(biāo)見(jiàn)表
6、1-4。表1-4河砂性能指標(biāo)表觀密度（㎏/m3）堆積密度（㎏/m3）空隙率（%）細(xì)度模數(shù)（%）顆粒級(jí)配25501530402.7Ⅱ區(qū)1.5減水劑脂肪族復(fù)合高效減水劑，其性能指標(biāo)見(jiàn)表1-5。表1-5減水劑性能指標(biāo)密度g/m摻量%減水率%含氣量%凝結(jié)時(shí)間（h）抗壓強(qiáng)度比（%）初凝終凝7d28d1.192.021.52.5681421302.粉煤灰摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響2.1粉煤灰摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)常用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10~C60，水膠比的變化范圍為0.7~0.3，膠凝材料的用量也從300~550kg/m3。依據(jù)混凝土公司的生產(chǎn)實(shí)際所需要的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，試驗(yàn)分別采用膠凝材料為
7、：300kg/m3、350kg/m3、410kg/m3、470kg/m3和540kg/m3；水膠比為：0.60、0.50、0.42、0.35和0.30；粉煤灰摻量為：10%、20%、30%、40%和50%；用調(diào)整砂率及減水劑用量的方法將混凝土的坍落度控制在180~200mm的范圍內(nèi)，進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如下：表2-1不同水膠比、膠凝材料用量、粉煤灰摻量的混凝土強(qiáng)度水膠比膠凝材料總量（kg）粉煤灰摻量λ（%）7d(MPa)28d(MPa)28d強(qiáng)度
