粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量

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1、粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量粉煤灰是制作水泥的一种原材料，具有一定的活性。在水泥混凝土中掺一定量的粉煤灰，既可以替代一部分水泥，节约成本，又能增加和易性，减少泌水、离析现象，改善混凝土的性能。具有缓凝、减水，提高密实度和后期强度，降低水化热，抑制干裂、收缩，增强抗酸碱反应能力的作用。近年来已在国内外引起广泛的关注，并得到大量的推广应用。但是在混凝土中掺多少粉煤灰才能取得最佳效果呢?到目前为止，还没有较完善的理论体系。八十年代以来，我国已对粉煤灰混凝土做了一定的研究、应用，并制定了一些规范。如《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-

2、86,《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90等，对粉煤灰应用作了初步规定，制定了最大替代水泥量。见下表：粉煤灰最大替代水泥量%JGJ28-86N0-01水泥品种砼强度等级普通水泥矿渣水泥粉煤灰级别≤C1515～2510～20Ⅲ级C2010～1510Ⅰ～Ⅱ级C25～C3015～2010～15Ⅰ～Ⅱ级预应力砼≤15＜10Ⅰ级粉煤灰最大替代水泥限量%GBJ146-90N0-02水泥品种砼类别硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥预应力砼251510钢筋砼、高强砼、耐冻砼、蒸养砼30252015中、低强度砼、泵送砼、大体积砼、地下砼、水下砼50403020碾压砼655545

3、35粉煤灰超量系数GBJ146-90N0-03粉煤灰级别Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级超量系数1.1～1.41.3～1.71.5～2.0在国标GBJ146-90中规定各级粉煤灰适用范围如下：1、Ⅰ级粉煤灰适用于跨度小于6米的预应力混凝土好钢筋混凝土。2、Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。3、Ⅲ级粉煤灰适用于无筋混凝土。4、C30及其C30以上的无筋粉煤灰混凝土宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，对于预应力混凝土、钢筋混凝土，设计强度等级在C30及其C30以上的无筋混凝土所有粉煤灰，经试验论证，可采用上述规定低一级的粉煤灰。国外的粉煤灰掺量，主要有70～120kg/m3，50～150kg/m3。欧、

4、美等西方发达国家早已涉入这一领域的研究，我国起步较晚，有关研究不多，常直接以水泥用量的百分比以及超量部分来确定粉煤灰掺量。在南浦大桥、上钢、上海宝电等工程中大量采用，并积累了不少经验。我们经过大量试验、应用，发现粉煤灰的掺量与混凝土所用的原材料、设计强度等级、塌落度、浇筑气温等都有一定的关系。掺量在50～～130kg/m3范围对混凝土的凝结时间影响不大，早期强度降低有限。但混凝土的性能却能得到较大幅度的改善。在实际应用中，切入原材料理念，选用固定掺量法较易掌握，即预先确定粉煤灰的每m3用量的方法，欧、美国家大多采用固定掺量法。现将我们试验应用的结果总结出以下几个特点：1、

5、最佳掺量与塌落度的关系在同强度等级条件下，随着塌落度增加，为了确保和易性、工作度，细集料和粉集料比例则应相应增大。我们发现最佳掺量与塌落度之间存在一定的比例关系，以C20砼为例，两者趋于线性关系，见下图：粉煤灰N0-04最佳130掺量kg/m34020180200塌落度㎜在C20设计强度等级混凝土，塌落度为40㎜，相同原材料，标准养护条件下，粉煤灰掺量分别取40、60、80、100kg/m3，我们各制取了25组试块，与基准混凝土配合比强度对比见下表：C20中塌落度为40㎜时粉煤灰不同掺量混凝土各龄期强度对比表MpaN0-04龄期掺量7d28d45d90d018.826.9

6、29.432.74018.326.230.334.16017.926.632.036.78017.125.731.835.910016.624.930.935.0从上表可以看出，粉煤灰掺量在60kg/m3混凝土强度最高，R28接近基准配合比强度，但R45却为基准混凝土强度的108.8%，那么它的最佳掺量可选取60kg/m3。同样是C20砼，在塌落度为160㎜时，粉煤灰掺量分别取100、120、140kg/m3，我们各制取了25组试块，与基准混凝土配合比强度对比见下表：C20在塌落度为160㎜时粉煤灰不同掺量混凝土各龄期强度对比表MpaN0-06龄期掺量7d28d45d90

7、d019.227.830.633.210018.327.032.536.812017.627.334.038.214016.425.932.035.9由上表可发现，掺量在120kg/m3时，混凝土强度最理想，R45可达基准配合比强度的11.1%，但R90可达115.1%，那么它的最佳掺量可选取120kg/m3。我们对其它塌落度的C20混凝土试验证实也存在类似结果。通过对C20混凝土试验数据整理，得出简化经验式为：F´=+40kg/m3式中：F´----粉煤灰的最佳掺量（包括替代水泥量与超量之和），kg/m3T----混凝土的塌