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粉煤灰商品混凝土配合比


粉煤灰商品混凝土配合比试验研究
摘要: 摘要: 充分利用当地资源。采用“双掺”技术。以正交设计方法。配制并优选出一批粉煤灰商品混凝土配合 比,改善并提高了混凝土性能。推动了本地商品混凝土的应用与发展。 1 原材料 水泥,采用符合国标要求的 32.5 级普硅水泥(徐州第二水泥厂)和 42.5 级普硅水泥(徐州淮海水 泥厂)。 外加剂,JM 一Ⅱ型混凝土高效增强剂和 FNC

—I 型混凝土泵送剂。 粉煤灰,淮北电厂细磨粉煤灰和徐州电厂的袋装、散装的原状粉煤灰,其物理性能和化学成分分别列于 表 1、表 2。 细集料,采用中河砂,其表观密度 2.58×10 kg/rn ,含泥量 1.3 %,泥块含量 0.2% 。 粗集料,采用碎石:表观密度 2.70×10 kg/m ,压碎指标 9.4 %,针片状含量 1.2% 。
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2 粉煤灰混凝土配合比试验 (1)粉煤灰优选 根据对材料品质的检验和国家有关标准规定, 徐州电厂的粉煤灰只能评为Ⅲ级, 按规定Ⅲ级灰主要用于 无筋混凝土及砂浆;C20 以上的配筋混凝土宜采用 I 级、Ⅱ级灰,C15 以下的素混凝土可采用Ⅲ级灰。 为充分利用本地粉煤灰,提高商品混凝土的经济效益,本研究将淮北电厂 I 级灰同徐州电厂Ⅲ级灰(袋 装、散装)作对比试验,以探索徐州电厂Ⅲ 级灰用于混凝土的可行性。选取粉煤灰种类、粉煤灰取代率、 粉煤灰超量系数三个因数,每个因素选取三个水平,采用 L9(3 )正交试验表,分别考察粉煤灰混凝土 7d、28d、60d、180d 龄期强度、塌落度及塌落度损失值来比较此三种灰的性能。试验结果见表 3。
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试验结果表明,淮北电厂 I 级灰优于徐州电厂Ⅲ级袋装灰,而徐州电厂Ⅲ级袋装粉煤灰又优于Ⅲ级散装 粉煤灰。但从 60d、180d 龄期的试验结果来看,徐州电厂Ⅲ级袋装粉煤灰同淮北电厂 I 级灰已几乎没有差 异。试验结果表明,徐州电厂的Ⅲ级灰能够配制出强度等级 C30 以上的混凝土。 (2) 粉煤灰取代率及超量系数的确定 采用与不掺粉煤灰的基准混凝土对比的方法, 以寻求粉煤灰的合理掺量及超量系数。 选取了粉煤灰取代 率、超量系数两个因素,每个因素取三个水平,用 L9 (3 )正交试验表进行试验,分别考察了 7d、28d、 60d 龄期的基准混凝土和粉煤灰混凝土的强度,以两者间的强度对比来确定粉煤灰的合理取代率及超量系 数。结果见表 4。
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试验结果表明:粉煤灰的取代率及超量系数这两个因素对混凝土 28d 龄期强度的影响并不十分显著; 使用徐州电厂Ⅲ 级粉煤灰,取代率在 10%~20%之内,超量系数在 1.0~2.0 之间,完全可以配制出 C10~ C40 强度等级的大流动性粉煤灰混凝土。 (3)粉煤灰混凝土与基准混凝土性能的比较 粉煤灰混凝土与基准混凝土塌落度比较结果见表 5。

粉煤灰混凝土与基准混凝土泌水性比较结果见表 6.

粉煤灰混凝土与基准混凝土抗压强度比较结果见表 7。试验结果表明:同基准混凝土相比,粉煤灰混凝 土坍落度损失较小,半小时内基本上没有损失,而 lh 后损失率仅在 15 %~20% 左右,保水性、粘聚性较 好,且不易离析、泌水。在粉煤灰掺量为 10 %~20% 时,粉煤灰掺量每增加 5 %,则泌水率比随之降低 5% 左右,其流动度和可泵性远远优于基准混凝土。在抗压强度方面,粉煤灰混凝土 7d 龄期强度稍低于基 准混凝土,28d 龄期强度已接近或稍高于基准混凝土,但到 60d、180d 龄期时,强度已明显高于基准混凝 土。 3 粉煤灰混凝土配合比的优选 在本次掺粉煤灰商品混凝土配合比研究中, 通过大量的试配试验, 有些并通过工程验证, 按不同的要求, 优选出表 8 所示粉煤灰混凝土配合比,供商品混凝土搅拌站或施工现场参考选用。

4 粉煤灰商品混凝土配合比工程验证 徐州铁路 l 号综合楼地下室底板混凝土是目前我市地下室混凝土工程中厚度最大的底板,决定采用徐州 淮海水泥厂的普硅 42.5 级和“双掺”技术,并使用两种外加剂:JM 一 1I 混凝土高效增强剂及 UEA 膨胀 剂。粉煤灰为淮北电厂 I 级灰。使用材料状况与试验研究过程中采用的原材料基本相同。 在使用过程中,混凝土拌合物不离析,不泌水,泵送顺利,流畅,连续浇灌 72 小时无一次堵管现象。 试验室试配强度、商品混凝土搅拌站试块强度及工地现场试块强度对比见表 9。 现场混凝土 28d 后无结构裂缝,混凝土配合比满足施工要求。

5 结语 (1) 使用徐州电厂Ⅲ级粉煤灰,采取“双掺”技术可配制出 C40 级大流动度混凝土,完全可满足商品 混凝土的需要。从本次试验中,使用淮北 I 级(磨细)粉煤灰配制出 C50 强度等级的大流动性混凝土来看, 对徐州地区的Ⅲ级粉煤灰在今后的应用中应采取优选、磨细等技术措施,以改善粉煤灰的功能,使之能配 制出高强商品混凝土。 (2) 掺粉煤灰的混凝土和易性好、泌水率小,有利于运输及泵送。粉煤灰混凝土的早期强度随着粉 煤灰取代率和超量系数的增加,同基准混凝土相比,有所降低,但至 60d 龄期时,其强度增长率随粉煤灰 取代率的增加而增加,后期强度已明显高于基准混凝土

摘要:混凝土中掺适量的粉煤灰,能改善混凝土的性能,降低工程成本。 重点探讨不同品质的粉煤灰在取代或超代水泥配制混凝土的原材料选择, 粉煤灰混凝土的配 合比设计及施工注意事项。 列出不同强度等级要求的粉煤灰混凝土与普通混凝土的参考配合 比。 关键词:粉煤灰;混凝土;配合比设计;施工注意事项;原材料选择混凝土中掺人适量的粉 煤灰,既可降低工程施工成本,改善混凝土的和易性、可泵性,增加混凝土的黏性,减少混 凝土离析与泌......

摘要: 摘要:混凝土中掺适量的粉煤灰,能改善混凝土的性能,降低工程成本。重点探讨不同品质 的粉煤灰在取代或超代水泥配制混凝土的原材料选择, 粉煤灰混凝土的配合比设计及施工注 意事项。列出不同强度等级要求的粉煤灰混凝土与普通混凝土的参考配合比。 关键词: 混凝土中掺人适 关键词:粉煤灰;混凝土;配合比设计;施工注意事项;原材料选择 量的粉煤灰,既可降低工程施工成本,改善混凝土的和易性、可泵性,增加混凝土的黏性, 减少混凝土离析与泌水, 又可使混凝土的凝结时间相对延长, 坍落度损失减小, 降低水化热, 减少或消除混凝土中碱集料反应的危害。 但也存在粉煤灰品质波动大, 混凝土早期强度偏低 的缺点。若在配合比设计时,对原材料、粉煤灰取代率及超掺量系数作正确选择,其混凝土 能满足设计施工要求。本文论述桥梁结构中 C25 灌注桩、承台,C30 墩帽及墩身,C40、C50 后张法预应力混凝土箱梁的粉煤灰混凝土配合比设计,原材料选择及施工注意事项。 1 原材料 (1) 粉煤灰:用于混凝土的粉煤灰按其品质分为 I、Ⅱ、Ⅲ3 个等级,主要技术指标见表 1。

桥梁结构混凝土配合比设计时,选择 I、Ⅱ级粉煤灰,其中 I 级灰用于强度大于 40 MPa 的 混凝土,Ⅱ级灰用于混凝土强度等级小于 C30 的桩基、承台、立柱、墩台帽工程。 粉煤灰活性:粉煤灰越细,比表面积越大,粉煤灰的活性就越容易被激发,因此,所用粉煤 灰越细,混凝土早期强度越高、耐久性越好。 粉煤灰烧失量对需水性影响显著,随粉煤灰烧失量增加,粉煤灰的需水量增加,当烧失量大 于 10%时,粉煤灰对流动扩展度无有利作用;粉煤灰含碳量增高,烧失量增大,在混凝土 搅拌、运送、成型过程,粉煤灰更容易浮到表面,影响混凝土的外观与内在质量。另外,由 于烧失量增大,还会降低减水剂的使用效果。 需水量与粉煤灰的细度、烧失量也有一定的关系,一般来说粉煤灰需水量越小,对混凝土性

能越有利。粉煤灰越细,需水量越小;烧失量越大,需水量也越大。所以粉煤灰的需水量指 标可以综合反映出粉煤灰的性能。 含水量过高,会降低粉煤灰的活性,直接影响使用效果。 SO3 含量影响混凝土的强度增长极限和凝结时间,同时粉煤灰中 SO3 含量过多还可能造成 硫酸盐侵蚀。 (2)水泥:混凝土强度等级小于 C30 时,选用 32.5 或 42.5 的普通硅酸盐水泥;混凝土 强度等级大于 C30 时,选用 42.5 或 52.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 (3)黄砂:满足Ⅱ类砂要求的条件下,优先选择级配良好的江砂或河砂。因为江砂或河砂 含泥量少,砂中石英颗粒含量较多,级配一般都能满足要求。山砂中含泥量较大,且含有较 多风化颗粒,一般不能使用。砂的细度模数控制在 2.4 —3.0,其中 C50 混凝土用砂的细 度模数宜控制在 2.6—3.0,因细度模数小于 2.5 时, C50 混凝土拌和物显得太黏稠, 施工中难于振捣,泵送较困难。砂的细度模数大于 3.0 时,容易引起新拌混凝土在运输浇 筑过程中离析及保水性能差,从而影响混凝土内在和外观质量。 (4)碎石:粗集料的强度、级配、颗粒形状、表面特征、杂质的含量、吸水率对混凝土强 度及耐久性有着重要的影响。 所用碎石应满足Ⅱ类碎石技术要求。 碎石的压碎值通常被用来 间接地判定岩石的强度,混凝土的强度等级与岩石抗压强度及碎石压碎值关系见表 2

碎石宜选择连续级配碎石, 单粒级碎石易引起混凝土离析。 C40 以下混凝土宜选择最大 粒径不大于 31.5 mm 碎石,粒径过大会引起混凝土在运输、浇筑过程中的离析。C40 以上 的混凝土,碎石最大粒径不宜大于 25 mm。因为 C40 以上混凝土(特别是 C50 混凝土)水 泥浆较富余,而大粒径集料比同质量小粒径集料表面积小,其与砂浆粘结面积小,粘结力低 且混凝土的均质性差,所以用大粒径集料不可能配制出高强度混凝土。 粗集料的颗粒形状、表面特征对混凝土的粘结性能有一定的影响,特别是对 C50 混凝 土影响较大,宜选择表面粗糙多棱角,颗粒近似立方体的碎石。C40 以下混凝土中的针片状 碎石总含量应不超过 15%,在 C50 混凝土中不宜超过 8%。 外加剂:通常选用高效减水剂、高效缓凝减水剂、高效早强减水剂,如 NF、UNF、JC 等。 高效减水剂同时具有增加混凝土强度和流动性的作用。掺高效减水剂的混凝土坍落度 损失一般较快,施工时最好采用后掺法,这样可提高高效减水剂减水作用,使混凝土的流动 性增加。在温度低于 8~10℃时,高效减水剂虽能增加和易性,但增加强度的作用大大降低。

粉煤灰混凝土
1、配制原理:改善和易性,增强粘结力。 由于粉煤灰具用火山灰的活性作用, 改善砼拌合物和易性, 但在砼加入粉煤灰以后早期强度 会随着掺入量多少而降低,后期强度可以赶上或超过普通砼。 2、粉煤灰品质和分类 Ⅰ级粉煤灰的品质最高, 一般都是给静电发尘器收集的, Ⅰ级粉煤灰可用于后张预力钢筋 砼。 Ⅱ级粉煤灰的细度较粗,经加工磨细的方能满足工程要求,主要用于普通钢筋砼。 Ⅲ级粉煤灰的颗粒粗和没有烧尽的炭粒较多,主要用于素砼和砂浆中。 3、 水泥砼中粉煤灰的最大掺量和取代水泥砼率: 对于普通砼粉煤灰掺量不宜超过基准砼水泥用量的 35%,对于素砼中煤灰的掺入量可适量 增加。 粉煤灰取代水泥砼率 f 按照,C15 以下取代普通水泥率 f 为(%)15~25,取代矿渣水泥率 f 为(%)10~20 C20 以下取代普通水泥率(%)10~15,取代矿渣水泥率(%) 10 C25~C30 以下取代普通水泥率(%)15~20,取代矿渣水泥率(%)10~15 注: ①以 32.5 水泥配制的砼取下限值; ②以 42.5 水泥配制的砼取上限值; ③以 C20 以上的砼可采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰,C15 以下砼可采用Ⅲ级粉煤灰; ④在预应力砼中取代率,普通水泥不大于 15%,矿渣水泥不大于 10%。 4、 粉煤灰砼的配合比设计方法: 以基准配合比为基础 (基准砼配合比即按普通砼配合比设计方法计算得到的配合比) 按等和 易性、等强度原则,用超量取代法进行计算调整。 按照设计要求的强度等级设计普通砼的配合比作为基准砼的配合比(体积法和容重法) ,然 后在此基础上,再进行粉煤灰的配合比设计步骤: (1) 查表选择粉煤灰取代水泥率 、 (2) 按照所选用取代水泥率 f,求出每个立方米粉煤灰的水泥用量 C(Kg) 、 C=C0(1-f) C0----基准水泥用量 (3) 、选择超量系数 K 粉煤灰级别为Ⅰ级的超量系数 K 为 1.0~1.4 , 粉煤灰级别为Ⅱ级的超量系数 K 为 1.2~1.7, 粉煤灰级别为Ⅲ级的超量系数 K 为 1.5~2.0 注:C25 以上砼取下限值,其它强度等级砼取上限值。 (4) 按照超量系数 K 求出每立方米砼的粉煤灰掺量 F (Kg) 、 F=K(C0-C) (5) 计划每立方米粉煤灰中水泥粉煤灰和细骨料的绝对体积,求出粉煤灰超量部分的体 、 积 VK (升) VK=F/VF-(C0-C)/γC VF、γC 分别为粉煤灰和水泥的比重。VF=2.2 f、 以基准砼的细骨料用量 S0 中扣除与粉煤灰超量部分同体积 VK 的细骨料用量,求出粉煤灰

砼的细骨料用量 S S=S0-VK×γS γS 细骨料比重 (Kg/m3) g、 粉煤灰砼用水量按照基准砼配合比的用水量 W0;粗骨料用量也按基准砼的粗骨料用量 G0 取用。 W=W0 G=G0 假如用粉煤灰砼,砼强度等级为 C30,坍落度为 30~50mm,材料如下: 32.5 普通水泥:γC=3.1 ①、假设已知基准的配合比: C0=406 Kg/m3 S0=648 Kg/m3 G0=1151 Kg/m3 W0=195 Kg/m3 ②、水泥用量: C=C0(1-f)=406×0.85=345 Kg/m3 ③、选取粉煤灰超量系数: K=1.5 ④、计算粉煤灰掺量: F=1.5×(406-345)=92 Kg ⑤、粉煤灰超量部分的体积: VK=F/VF-(C0-C)/γC=92/2.2-(406-345)/3.1=22.1 ⑥、计算砂用量: S=S0-VK×γS=648-22.1×2.6=590 Kg/m3 ⑦、计算石、水用量: W=W0=195 Kg/m3 G=G0=1151Kg/m3 ?每立方粉煤灰砼的材料用量:C=345 W=195 S=590 G=1151 F=92 5、 粉煤灰的性质和应用: 在水泥砼中掺入适量粉煤灰可以节约 10~15%的水泥,改善砼的性能,粉煤灰的抗碳化能 力稍差,耐久性也较差,但严格控制粉煤灰掺入量,保证施工质量,在一般情况下不会影响 安全问题。 拌制粉煤灰砼的搅拌时间宜长些,养护时间要延长一些。 粉煤灰砼的应用范围与结构设计时的力学性质与普通砼相同。 在技术上及经济方面均有显著的效益,而且大量利用粉煤灰可以解决工业废渣对环境的问 题。 注: 1、粉煤灰可代替约 1.5%以上的砂率; 2、路面面层砼配合比粉煤灰最大掺量可为 15%~25%


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