第23卷第2期重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)2004年4月Vo1.23No.2JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITYApr.2004粉煤灰砼的配合比設(shè)計(jì)王瑞燕重慶交通學(xué)院土木建筑學(xué)院重慶400014)摘要提岀了應(yīng)用火山灰效應(yīng)數(shù)值分析的方法確定粉煤灰在砼中的合理摻量及超量系數(shù)的方法,定量解決粉煤灰與水泥適配性的問題對摻粉煤灰砼的配合比設(shè)計(jì)具有實(shí)用的指導(dǎo)意義關(guān)鍵詞火山灰效應(yīng)激值分析合理摻量超量系數(shù)中圖分類號U528.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號:001-7162004)2.00603粉煤灰作為具有潛在活性的火山灰質(zhì)固體廢量及超量系數(shù)涕二步建立膠水比與砼強(qiáng)度的關(guān)系,料在水利工程、路橋工程、房建工程用砼中得到了根據(jù)等效的原則進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)廣泛的應(yīng)用12]粉煤灰對砼性能的影響體現(xiàn)在其1原材料″粉煤灰效應(yīng)”上表現(xiàn)為形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)、微集料效應(yīng)3個(gè)方面粉煤灰的活性效應(yīng)是通過其與水1水泥采用四川省宜賓市巡場雙三牌PO425R水泥,泥水化產(chǎn)物的二次水化反應(yīng)體現(xiàn)出來的要使粉煤按CB175-9檢測28d抗壓強(qiáng)度50.9Ma抗折強(qiáng)灰的火山灰效應(yīng)得到充分的發(fā)揮就要求粉煤灰與度7.23MPa水泥之間具有一定的適配性以提供反應(yīng)物及反應(yīng)界2粉煤灰面由于各地火電廠的生產(chǎn)工藝流程不同原煤不采用宜賓黃桷莊電廠電除塵灰按GB1596-91同除塵設(shè)備及除塵工藝不同,各地的粉煤灰在成《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》檢測A5um方孔篩分顆粒特征上都有很大的差異加之各地生產(chǎn)的水篩余187%燒失量1.16%需水量比8%含水率泥礦物成分也不盡相同因此粉煤灰的應(yīng)用具有其0.52%符合二級灰質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自身的特殊性不能照搬照用1.3機(jī)制砂關(guān)于粉煤灰砼配合比的設(shè)計(jì)現(xiàn)階段在我國主表觀密度2.703g/cm3裝填密度1.332gcm3,<要采用的方法有調(diào)整系數(shù)法、超量系數(shù)法、固定粉0.08m顆粒含量3.8%空隙率50.7%煤灰用量法、固定摻量比法等方法3H]現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程XGBJ46-9廂建1.4碎石表觀密度2.649g/cm3裝填密度1.2907g/cm3針設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰在混凝士和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》片狀118%壓碎值8.6%空隙率51.0%最大粒JGJ28-86)推薦粉煤灰砼配合比設(shè)計(jì)采用等量取徑40m代法、超量取代法、外摻法56現(xiàn)在又有同行提出摻粉煤灰砼配合比的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及二元線性分2砼配合比設(shè)計(jì)析通過正交試驗(yàn)建立砼強(qiáng)度與水膠比及粉煤灰摻2.1確定粉煤灰的最佳摻量及超量系數(shù)量之間的二元線性關(guān)系7]這些方法對實(shí)際工程都2.1.1確定粉煤灰的最佳摻量表1~表2)具有較強(qiáng)的實(shí)用性和指導(dǎo)性但是對粉煤灰的取代從表2分析就所選用材料而言在實(shí)驗(yàn)摻量范量、超量系數(shù)、粉煤灰膠凝效率系數(shù)等反映粉煤灰與圍內(nèi)當(dāng)粉煤灰摻量為35%時(shí)砼抗壓比強(qiáng)度最大水泥適配性的參數(shù)都未提岀具體的確定方法火山灰效應(yīng)抗壓比強(qiáng)度最大抗壓比強(qiáng)度系數(shù)最高筆者認(rèn)為粉煤灰砼的配合比設(shè)計(jì)可以分兩步火山灰效應(yīng)抗壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)率最大當(dāng)粉煤灰摻量為第一步根據(jù)原材料的具體特性確定粉煤灰的合理摻30%時(shí)砼抗折比強(qiáng)度最大火山灰效應(yīng)抗折比強(qiáng)度第2期王瑞燕粉煤灰砼的配合比設(shè)計(jì)67表1配合比及強(qiáng)度測試結(jié)果編號0水泯kg/m3)粉煤灰kgm3)FF+CC%)膠水比27.9/4.69強(qiáng)度20.9/3.9621.5/3.8423.3/4.1228430.3/34834.1/5.9931.7/42531.2/4.53324/481321/415注表中數(shù)值分子為抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)分母為抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)表228d火山灰效應(yīng)分8項(xiàng)目1-02-03-04-0基準(zhǔn)砼比強(qiáng)度0.303/0.035摻粉煤灰砼比強(qiáng)度0.3030.0350.401/0.0700.3960.0530.416/0.0600.463/0.0690.494/0.064火山灰效應(yīng)比強(qiáng)度0/00.098/0,0350,093/0.0180,113/0.0250.160/0.0340.191/0.029比強(qiáng)度系數(shù)1.323/2.0001.307/1.5141.373/1.7141.528/1.9711.630/1.830火山灰效應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率0/023.5/34.434.6/49.3水化反應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率100/10075,6/50.076.5/66072.858.365.4/50.761.3/54.7注】.表中分子為抗壓強(qiáng)度分母為抗折強(qiáng)度2.表中摻粉煤灰砼比強(qiáng)度〓砼強(qiáng)度/水泥摻量百分?jǐn)?shù)火山灰效應(yīng)比強(qiáng)度=摻粉煤灰砼比強(qiáng)度-基準(zhǔn)砼比強(qiáng)度北強(qiáng)度系數(shù)=摻粉煤灰砼比強(qiáng)度/基準(zhǔn)砼比強(qiáng)度火山灰效應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率=火山灰效應(yīng)比強(qiáng)度/摻粉煤灰砼比強(qiáng)度冰化反應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率=100-火山灰效應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率最大抗折比強(qiáng)度系數(shù)最高火山灰效應(yīng)抗折強(qiáng)度貢泥熟料相對較少,且膠凝材料的水化反應(yīng)是二次反獻(xiàn)率最大.若砼按抗折強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)則可選擇粉煤應(yīng)因此其早期的水化反應(yīng)速度比未摻粉煤灰時(shí)慢,灰的摻量為30%;若砼按抗壓強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)測可早期水化生成物相對較少早期強(qiáng)度相對較低為保選擇粉煤灰的摻量為35%證砼宏觀強(qiáng)度、特別是現(xiàn)行規(guī)范普遍采用的28d強(qiáng)2.1.2確定粉煤灰的超量系數(shù)度等效在粉煤灰砼配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視粉煤灰的活由于粉煤灰旳活性是澘在的其活性的激發(fā)有性考慮采用超量取代超量系數(shù)的大小主要取決于賴于粉煤灰自身旳礦物組成、提供的反應(yīng)界面及水粉煤灰的粒度、顆粒特征及礦物組成水泥粒度及礦泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣和水化硅酸鈣的生成數(shù)量物組成通過對摻粉煤灰砼火山灰效應(yīng)的數(shù)值分析及生成速度摻粉煤灰砼中膠凝材料所含硅酸鹽水可以確定與具體材料相適應(yīng)的粉煤灰超量系數(shù).表3配合比及強(qiáng)度測試結(jié)果3-0水泯kg/m3)FAF+CⅩ%)超量系數(shù)1.0膠水比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火山灰效應(yīng)分析項(xiàng)目3-24-2基準(zhǔn)砼比強(qiáng)度0.303/0.035摻粉煤灰砼比強(qiáng)度0.416/0.0600.456/0.0610.4570.0610.463/0.0690.480/0.0640.456/0.061火山灰效應(yīng)比強(qiáng)度0.113/0.0250.153/0.0260.1540.0260.160/0.0340.1770.0290.153/0.026比強(qiáng)度系數(shù)1.373/1.7141.505/1,7431.508/1.7431.528/1.9711.584/1.8291.505/1.743火山灰效應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率27.24133,6/42.633.742,634.6/49,336.9/45.333,6/42,6水化反應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率72.8/58.36,4/57.466.3/57.465,4/50.763.1/54.766,4/57.4重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)第23卷和4-2高3-1和3-2指標(biāo)相差不大且比3-0灰活性其摻量必須與所用水泥具有良好的適配性高因此若按抗壓強(qiáng)度進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),可取粉煤以提供反應(yīng)物及反應(yīng)界面在摻粉煤灰砼的配合比灰超量系數(shù)為1.2.就抗折強(qiáng)度而言4-0的比強(qiáng)設(shè)計(jì)中通過對粉煤灰火山灰效應(yīng)的數(shù)值分析可以度、比強(qiáng)度系數(shù)、火山灰效應(yīng)強(qiáng)度貢獻(xiàn)率較4-1和較準(zhǔn)確地確定與所用材料相適應(yīng)的粉煤灰摻量及超4-2高3-0與3-1、3-2相差不大因此若按抗量系數(shù)在此基礎(chǔ)上完成的配合比設(shè)計(jì)將能更充分折強(qiáng)度進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),可取粉煤灰超量系數(shù)為地發(fā)揮粉煤灰的活性作用最大限度地節(jié)約水泥對粉煤灰砼及摻活性混合材的砼配合比設(shè)計(jì)具有實(shí)用2.2建立在一定粉煤灰摻量和超量系數(shù)下的強(qiáng)度-的指導(dǎo)意義膠水比關(guān)系由于膠凝材料的水化產(chǎn)物及其相對含量對砼的參考文獻(xiàn)抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度會產(chǎn)生不同的影響因此在砼[1]馬國靖王碩太藻玉書等粉煤灰道面混凝士性能研配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先明確以何種強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度究J]混凝土1998(4)17-20選用相應(yīng)的合理摻量及超量系數(shù)以本文所用材料[2]黃健超粉煤灰混凝土路面在高速公路中的應(yīng)瓶J為例若用于路面砼測按相關(guān)規(guī)范應(yīng)以抗折強(qiáng)度為混凝土1999(2)48-49設(shè)計(jì)強(qiáng)度取粉煤灰摻量為30%超量系數(shù)取1.0[31雍本特種混凝土設(shè)計(jì)與施IM]北京沖國建筑(即等量取代)若為一般的砼配合比設(shè)計(jì)以抗壓強(qiáng)工業(yè)出版社1993[4]鄭建嵐.現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)[M]北京:民交通出度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度則取粉煤灰摻量為35%超量系數(shù)版社取1.x即超量取代)在此基礎(chǔ)上即可按照國家標(biāo)[5]粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(cB146-90s北京準(zhǔn)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程XGBJ46-90和建中國建筑工業(yè)出版社1991設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[6]粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JJ28-86)JGJ28-86雕推薦的配合比設(shè)計(jì)方法通過試驗(yàn)確定[S]北京中國建筑工業(yè)出版社1987砼強(qiáng)度與膠水比的一元線性關(guān)系從而完成摻粉煤[7]王德民摻粉煤灰混凝士配合比正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及二元灰砼的配合比設(shè)計(jì)9線性分機(jī)J混凝土2002(10)3-453結(jié)論[8]蒲心誠高強(qiáng)與高性能混凝土火山灰效應(yīng)的數(shù)值分析[J].混凝土,998(6):l3-23粉煤灰作為活性摻合材料要充分發(fā)揮其火山[9]章祈錫.鮑羅米公式中回歸系數(shù)AB值的探訶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責(zé)任編輯袁本奎