《【技术交流】“混凝土强度—粉煤灰掺量—水胶比”关系探究与应用文档》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【技术交流】“混凝土强度—粉煤灰掺量—水胶比”关系探究与应用文档（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【技技术术交流交流】“混凝土混凝土强强度度粉煤灰粉煤灰掺掺量量水胶比水胶比”关系探究与关系探究与应应用用2015-07-15 耿加会 “混凝土强度混凝土强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”关系探究与应用关系探究与应用耿加会耿加会1 余春荣余春荣2（1.舞阳县惠达公路工程有限公司，河南，舞阳，舞阳县惠达公路工程有限公司，河南，舞阳，4624002.建筑材料工业技术情报研究所，北京，朝阳，建筑材料工业技术情报研究所，北京，朝阳，100024）【摘要摘要】粉煤灰作为商品混凝土中最常用的矿物掺合料，其优粉煤灰作为商品混凝土中最常用的矿物掺合料，其优点得到业界的广泛认可。对于点得到业界的广泛认可。对于
2、“混凝土强度混凝土强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”三者之间的关系，国内外专家学者对粉煤灰进行了三者之间的关系，国内外专家学者对粉煤灰进行了深啊入的研究。本文通过大量的试验数据，探讨深啊入的研究。本文通过大量的试验数据，探讨“混凝土强度混凝土强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”三者之间的关系，并通过工程应三者之间的关系，并通过工程应用，为粉煤灰的使用提供一点借鉴。用，为粉煤灰的使用提供一点借鉴。【关键词关键词】混凝土强度、粉煤灰掺量、胶凝材料、水胶比、水混凝土强度、粉煤灰掺量、胶凝材料、水胶比、水灰比、配合比设计灰比、配合比设计0 0 概述概述商品混凝土经过三十年的发展，截止商品混凝土经
3、过三十年的发展，截止 2013 年底产量己达年底产量己达21.96 亿亿 m3/年，比年，比 2012 年年18.49 亿亿 m3/年年增长了增长了 18.77%，混凝土已经成为重要的大宗建筑材料。混凝土消耗的水泥量也混凝土已经成为重要的大宗建筑材料。混凝土消耗的水泥量也在逐年增加，利用矿物掺合料部分取代水泥，具有良好的经济在逐年增加，利用矿物掺合料部分取代水泥，具有良好的经济效益和社会效益。粉煤灰是我国目前排放量最大的燃煤副产品效益和社会效益。粉煤灰是我国目前排放量最大的燃煤副产品之一，也是利用程度和利用水平最高的工业废渣之一之一，也是利用程度和利用水平最高的工业废渣之一1；粉煤；粉煤灰以其
4、诸多优点成为混凝土的重要组成部分灰以其诸多优点成为混凝土的重要组成部分2。经过几十年的发展，我国电厂设备的改进使粉煤灰的燃烧更经过几十年的发展，我国电厂设备的改进使粉煤灰的燃烧更加充分，粉煤灰的质量和稳定性有较大的提高。再加上高效减加充分，粉煤灰的质量和稳定性有较大的提高。再加上高效减水剂（高性能减水剂）复合使用，可以大幅度降低水胶比，改水剂（高性能减水剂）复合使用，可以大幅度降低水胶比，改善了粉煤灰的使用环境。工程实践及试验研究表明，粉煤灰作善了粉煤灰的使用环境。工程实践及试验研究表明，粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料，既可以降低水化热，利用二次水化增为混凝土的矿物掺合料，既可以降低水化热，利用
5、二次水化增加混凝土后期强度，又能提高混凝土的和易性、泌水性、流动加混凝土后期强度，又能提高混凝土的和易性、泌水性、流动性、泵送性及耐久性等。性、泵送性及耐久性等。上世纪上世纪 80 年代我国杰出的粉煤灰学者沈旦申年代我国杰出的粉煤灰学者沈旦申3提出了提出了“粉粉煤灰效应煤灰效应”假说：形态效应、填充效应、火山灰效应。英国的假说：形态效应、填充效应、火山灰效应。英国的Dunstan 研究发现：混凝土的水胶比减小，粉煤灰对不同龄期研究发现：混凝土的水胶比减小，粉煤灰对不同龄期混凝土强度的贡献随之增大，粉煤灰对强度的贡献与水胶比的混凝土强度的贡献随之增大，粉煤灰对强度的贡献与水胶比的关系比水泥还敏感
6、。粉煤灰掺入以后，关系比水泥还敏感。粉煤灰掺入以后，“混凝土强度混凝土强度水灰水灰比比”二元关系转变成二元关系转变成“混凝土强度混凝土强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”三元关系（如图三元关系（如图4）。）。01“混凝土抗压强度混凝土抗压强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”的关的关系系数年来的研究工作使混凝土技术的巨大的进步和发展，这些数年来的研究工作使混凝土技术的巨大的进步和发展，这些为人们认识和使用粉煤灰的作用机理和应用技术提供了可靠的为人们认识和使用粉煤灰的作用机理和应用技术提供了可靠的理论指导和技术支持，对粉煤灰在混凝土中的应用起到了积极理论指导和技术支持，对粉煤灰在混凝土中的应用
7、起到了积极的推动作用。但是长期以来的推动作用。但是长期以来, 粉煤灰是作为水泥的替代品来掺粉煤灰是作为水泥的替代品来掺用的，先后出现了等水胶比用的，先后出现了等水胶比1法、超量取代法和等水灰比法法、超量取代法和等水灰比法35。本文在混凝土强度指标的基础上对粉煤灰掺量与水胶比的。本文在混凝土强度指标的基础上对粉煤灰掺量与水胶比的关系上进行探讨，力求找到关系上进行探讨，力求找到“混凝土强度混凝土强度粉煤灰掺量粉煤灰掺量水胶比水胶比”的之间的具体量化关系，更好地指导粉煤灰在混凝土的之间的具体量化关系，更好地指导粉煤灰在混凝土生产中的应用。生产中的应用。1 1 原材料原材料1.1 水泥水泥宝丰大地水泥
8、宝丰大地水泥 P.O42.5，其物理力学性能如表，其物理力学性能如表 1-1。表表 1-1 水泥的物理与力学性能水泥的物理与力学性能抗折强度（抗折强度（MPa）抗压强（抗压强（MPa）凝结时间（凝结时间（min）细度（细度（%）标准稠度标准稠度用水量（用水量（%） 3d28d3d28d初凝初凝终凝终凝2.126.65.47.230.846.71882251.21.2 粉煤灰粉煤灰平顶山姚孟电厂平顶山姚孟电厂级灰，其性能如表级灰，其性能如表 1-2。表表 1-2 粉煤灰性能粉煤灰性能活性指数（活性指数（%） 细度（细度（%）需水量比（需水量比（%） 7d28d烧失量烧失量15.49874783.
9、61.31.3 粗集料粗集料舞钢市矿山碎石，其性能指标如表舞钢市矿山碎石，其性能指标如表 1-3。表表 1-3 舞钢碎石性能指标舞钢碎石性能指标表观密度（表观密度（/）堆积密度（堆积密度（/M3）空隙率空隙率(%)针片状含（针片状含（%）压碎值压碎值(%) 级配级配()26901580415.29.55-251.1. 4 4 细集料细集料平顶山市叶县辛店镇河砂，细度模数平顶山市叶县辛店镇河砂，细度模数 2.8，性能指标见表，性能指标见表 1-4。表表 1-4 河砂性能指标河砂性能指标表观密度（表观密度（/m3）堆积密度（堆积密度（/m3）空隙率（空隙率（%）细度模数（细度模数（%）颗粒级配颗粒
10、级配25501530402.7区区1.1. 5 5 减水剂减水剂脂肪族复合高效减水剂，其性能指标见表脂肪族复合高效减水剂，其性能指标见表 1-5。表表 1-5 减水剂性能指标减水剂性能指标凝结时间（凝结时间（h）抗压强度比（抗压强度比（%）密度密度 g/m掺量掺量% 减水率减水率% 含气量含气量% 初凝初凝终凝终凝7d28d1.192.021.52.5681421302.2.粉煤灰掺量对混凝土强度的影响粉煤灰掺量对混凝土强度的影响2.12.1 粉煤灰掺量对混凝土强度的影响试验粉煤灰掺量对混凝土强度的影响试验常用的混凝土强度等级为常用的混凝土强度等级为 C10C60，水胶比的变化范围为，水胶比的
11、变化范围为0.70.3，胶凝材料的用量也从，胶凝材料的用量也从 300550 kg/m3。依据混凝土公司。依据混凝土公司的生产实际所需要的混凝土强度等级，试验分别采用胶凝材料的生产实际所需要的混凝土强度等级，试验分别采用胶凝材料为：为：300kg/m3、350 kg/m3、410 kg/m3、470 kg/m3和和 540 kg/m3；水胶比为：；水胶比为：0.60、0.50、0.42、0.35 和和 0.30；粉煤灰掺；粉煤灰掺量为：量为：10%、20%、30%、40%和和 50%；用调整砂率及减水剂；用调整砂率及减水剂用量的方法将混凝土的坍落度控制在用量的方法将混凝土的坍落度控制在 180
12、200mm 的范围内，进的范围内，进行混凝土强度试验，其试验结果如下：行混凝土强度试验，其试验结果如下：表表 2-1 不同水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量的混凝土强度不同水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量的混凝土强度水胶比水胶比胶凝材胶凝材料总量料总量（kg）粉煤灰粉煤灰掺量掺量 （%）7d(MPa)28d(MPa)28d 强度强度变化变化 （%）/026.932.31024.830.171.42021.928.0131.53017.725.4211.44014.121.3341.20.63005010.215.7511.0033.741.21031.239.442.52027.837.2102
13、.03024.233.7181.74018.7.27.3341.20.53505013.523.2441.1039.847.71039.146.925.02035.643.782.53030.940.6152.00.424104026.233.5301.3水胶比水胶比胶凝材胶凝材料总量料总量（kg）粉煤灰粉煤灰掺量掺量 （%）7d(MPa)28d(MPa)28d 强度强度变化变化 （%）/5021.129.8381.3047.556.41048.757.625.02047.255.5210.03044.351.2103.04037.546.7172.40.354705029.939.2301.
14、7057.865.81058.467.933.32057.665.803052.963.147.54045.557.4133.10.35405035.346.1301.7注：注：/ 表示强度每变化表示强度每变化 1%，粉煤灰掺量变化情况；，粉煤灰掺量变化情况；表示强度增加，表示强度降低。表示强度增加，表示强度降低。从上表可以看出：随着粉煤灰掺量的增加，混凝土各龄期的从上表可以看出：随着粉煤灰掺量的增加，混凝土各龄期的强度均表现出不同程度的下降；各水胶比下混凝土强度均表现出不同程度的下降；各水胶比下混凝土 7d 强度的降强度的降低幅度均大于混凝土低幅度均大于混凝土 28d 强度变化的幅度；从强度
15、变化的幅度；从 28d 强度下降的强度下降的幅度来看，水胶比越大强度下降的幅度越大（例如，水胶比为幅度来看，水胶比越大强度下降的幅度越大（例如，水胶比为0.6，粉煤灰掺量为，粉煤灰掺量为 10%时，混凝土时，混凝土 28d 强度下降强度下降 7%，粉煤灰，粉煤灰掺量为掺量为 50%时混凝土时混凝土 28d 强度降低下降强度降低下降 51%。而水胶比为。而水胶比为0.3，粉煤灰掺量为，粉煤灰掺量为 10%时，混凝土时，混凝土 28d 强度上升了强度上升了 3%，粉煤，粉煤灰掺量灰掺量 50%时混凝土时混凝土 28d 强度降低下降了强度降低下降了 30%，水胶比，水胶比 0.6 时时的混凝土的混凝土 28d 强度降低幅度明显大于水胶比强度降低幅度明显大于水胶比 0.3 时的强度降低时的强度降低幅度）；随着水胶比的降低，混凝土幅度）；随着水胶比的降低，混凝土 28d 强度每变化强度每变化 1%，粉，粉煤灰掺量的变化范围在扩大（例如，水胶比煤灰掺量的变化范围在扩大（例如，水胶比 0.6，粉煤灰掺量为，粉煤灰掺量为10%50%，混凝土，混凝土 28d 强度每变化强度每变化 1%，粉煤灰掺量变化在范，粉煤灰掺量变化在范围在围在 1.0
