粉煤灰掺量对长龄期混凝土抗压强度的影响.pdf

文章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 3 - 0 0 1 0 - 0 3 _ 粉煤获誓 粉煤灰掺量对长龄期混凝土抗压强度的影响 E ff e c t o f F l y A s h A mo u n t o n C o m p r e s s i v e S t r e n g t h o f L o n g - A g e C o n c r e t e 黄寿 良，杨富亮，马芳 ( 中国水利水电第三工程局有限公司勘测设计研究院，陕西西安 7 1 0 0 3 2) 摘 要： 通过对掺粉煤灰混凝土1 O 年龄期抗压强度的试验，了解粉煤灰不同掺量对混凝土抗压强度随龄期增加而增 长的规律，为今后粉煤灰混凝土配合 比设计提供参考依据。 关键 词 ： 粉煤 灰 ；掺 量 ；长龄 期 ；混凝 土 ；抗 压 强度 中图分类号 ：T U5 2 8 2 文献标 志码 ：A 0 前 言 用粉煤灰取代部分水泥，可显著改善混凝土的和易性， 降低水化热，提高耐久性能和混凝土后期强度。这样，既 节约了水泥用量，改善混凝土性能，减少环境污染，产生 了较好的社会效益和经济效益，亦符合国家 “ 节能减排” 的大政方针。 某大型水利枢纽工程采用花岗岩人工砂石集料，混凝 土单位用水量高，水泥用量大。为了降低用水量，通过缓 凝高效减水剂和引气剂联掺、使用 I 级粉煤灰，以达到最 大限度地降低混凝土单位用水量，从而降低水泥用量。为 了解粉煤灰混凝土长期强度增长规律，我们进行了混凝土 长龄期抗压强度试验研究，以供粉煤灰混凝土配合比设计 参考。 1 试验方案 试验采用常态混凝土，葛洲坝 5 2 5中热水泥；平圩 I 级粉煤灰，其掺量为 2 0 一 4 5 ；Z B 一 1 A减水剂；D H 9 引 气剂；花岗岩人工砂石集料，二 四级配， 采用湿筛法剔 除粒径超过 4 0 m m的集料。成型边长 1 5 0 m m立方体标准 试件，预养 2 d 拆模，然后放入标准养护室，养护至规定 龄期，试验龄期分别为 2 8 d 、9 0 d 、1 8 0 d 、1 年、3年、 5 年 、1 O年 ，不掺粉煤灰的混凝土试验龄期为3 年，混凝 土配合比参数如表 1 所示。 1 0 CoAL AsH 3 20 1 4 表 1 混凝土配合比参数 2 试验结果分析 2 1 混凝土抗压强度 长龄期混凝土抗压强度试验结果见表2 。从表 2 可以 看出，混凝土抗压强度随龄期的增长而提高，不掺粉煤灰 混凝土抗压强度增长周期至 1 年龄期趋于稳定，3年龄期 抗压强度甚至出现倒缩。 掺粉煤灰混凝土抗压强度增长随着龄期和粉煤灰掺量 增大而提高；水胶比0 4 5 ，粉煤灰掺量 2 0 和 3 0 ，不 论是二级配还是三级配，9 0 d 抗压强度基本相当，1 8 0 d 以后，2 0 掺量各龄期抗压强度均低于3 0 掺量的强度， 5年龄期抗压强度可以看出，二级配低 4 1 MP a ，三 级配低 6 0 M P a 。0 5 0水胶比，粉煤灰掺量高达4 5 ，各 龄期抗压强度略均低于 3 5 掺量的强度。 表 2 长龄期混凝土抗压强度试验结果 2 0 掺量 1 0 年龄期强度均略低于 5龄期年，但降低 幅度不大，表明混凝土抗压强度增长周期至5 年趋于稳定。 掺量 3 0 4 5 ，1 0年龄期抗压强度仍略有增长；显示了 粉煤灰掺量增加，长龄期混凝土抗压强度增长幅度大的特 点。在满足设计和耐久性能的前提下， 适当提高粉煤灰掺 量对混凝土后龄期是十分有利的。 2 2 不同级配与抗压强度关 系 不同级配长龄期抗压强度试验结果也见表 2 。从表2 可 以看出，不同级配，0 4 5 水胶比，粉煤灰掺量 3 0 ，各龄 期混凝土抗强度基本相当， 说明级配对长龄期抗压强度影 响不大。特别是水电工程，如施工条件允许的情况下，采 用多级配，不但降低胶材用量，节约成本，而且对大坝温 控也是有利的。 2 3 混凝土抗压强度增长系数 长龄期混凝土抗压强度增长系数，见表 3 、图 1 、图 2 。 以2 8 d 抗压强度系数为 1 ，由表 3 可知，不掺粉煤灰混凝 土抗压强度增长系数较缓，1 年龄期的增长系数在 1 1 9 1 3 7之间，3 年龄期略有下降。 0 4 5 水胶比，不论是二级配还是三级配，粉煤灰掺量 2 0 比掺量3 0 的各龄期强度增长系数均要减缓，5 年龄 期强度增长系数可以看出，二级配减缓 1 6 ，三级配减缓 4 7 。 0 5 0 水胶比，粉煤灰掺量 3 5 比掺量 4 5 各龄期强 度增长系数也均要减缓，1 0年龄期强度增长系数减缓高 达7 8 。粉煤灰掺量 3 0 4 5 ，1 0年龄期的增长系数为 1 9 l 一 3 8 5 ，混凝土抗压强度增长系数随着粉煤灰掺量增加 而提高。 表 3 混凝土抗压强度增长系数 2 8 d 9 0 d 1 8 0 d 1 年 3 年 龄 期 图 1 不掺粉煤灰混凝土强度增长系数 藿 冀 + 编号3 掺量2 0 * , + 编号4 掺量3 0* * 2 8 d 9 0 d 1 8 0 d 1 年 3 年 5 年 1 0 年 龄 期 图 2 掺粉煤灰混凝土强度增长系数 2 4 强度与龄期的关系 强度与龄期的关系，见表 4 。由表4可知，不掺粉煤 灰混凝土抗压强度与龄期的自然对数成正比，显著相关； ( 下转第1 5 页) 3 2 0 1 4 粉煤灰 1 1 2 薅i 氅 半异 f 趟罾 l 关重要。 ( 3 ) 润管砂浆一定要保证其保水性；停泵间隙不能过 长，超过 3 m i n就应开泵一次，必要时采取反泵方法，使 管内混凝土保持流动状态；起泵应均匀，逐步加大压力， 避免压力过大造成砂浆或混凝土内水析出，导致集料 堆积。 ( 4 )不同的高强混凝土振捣要求也不一样，应该通 过试验来确定。结合中试和实际施工，我们总结出本工程 振捣时间控制在每点每个分层 1 2 S 左右，混凝土较为密实。 5 结 论 通过施工阶段的具体实施，我们将 C 7 0 混凝土顺利地 从地下室顶板达到了 1 8 2 m高度。这也填补了南京 C 7 0以 上级高强混凝土的施工空白。 参考文献 1 】张君， 阎培渝， 覃维祖 建筑材料【 M】 北京： 清华大学出版社， 2 0 0 8 【 2 水中和， 魏小胜， 王栋民 现代混凝土科学技术【 M】 一 E 京： 科学出版社， 2 O l 4 3 】邵红才， 王修春， 李洁勇等 高强混凝土配比研究 J 徐州建筑职业技 术学院学报， 2 0 0 7 ， 7 ( 1 ) ： 1 2 - 1 5 【 4 周群， 王章夫， 杨宝忠， 等 优质活性矿物掺合料“ 功能效应” 的合理应 用 J 混凝土， 2 0 0 2 ( 1 2 ) ： 3 0 - 3 4 【 5 】 万朝均 高强超高强高性能混凝土配合比设计经验探讨 J 】 l混凝土， 2 0 0 2 ( 3 ) ： 4 l - 4 3 【 6 王玲玲， 刘军， 王东山， 等 高性能粉煤灰混凝土研究 J 】 混凝土， 2 0 0 3 ( 1 O ) ： 3 2 3 3 作者简介：倪建新 ( 1 9 5 5 一) ，男 ，本科，高级工程师。通讯地址：上 海市桂林路9 2 8 号 ( 2 0 1 1 0 3 ) 收稿 日期： 2 0 1 3年 l O月 2 3日 ( 上接第1 1 页) 掺粉煤灰混凝土抗压强度与龄期的自然对数亦成正比，且 高度相关，随着粉煤灰掺量的增加，相关系数也随着提高， 表明粉煤灰掺量对混凝土后龄期强度增长起着关键作用； 强度与水胶比、粉煤灰掺量和龄期三元相关关系也高度相 关。 表 4 强度与水胶 比、粉煤灰掺量和龄期的关系 强度与水胶比、粉煤灰掺 3 7 8 X ( C ) W+ O 1 2 l 量及龄期三元相关关系式X F + 6 6 1 X l n f f 1 8 5 2 8 0 9 2 5 9 4 9 4 注： 公式中符号含义： R 一 龄期，t 的抗压强度；t - - 龄期， d ； ( C + F) ， 胶水比； 卜 粉煤灰掺量。 3 结 论 ( 1 ) 粉煤灰应用于水利水电工程，可以充分考虑水 工建筑物建设周期比较长和粉煤灰混凝土后期强度发展的 特点，建议采用较长龄期作为设计标准。 ( 2 ) 粉煤灰对混凝土强度的影响，主要体现在 2 8 d 龄期以后，随着龄期的增加，掺粉煤灰混凝土抗压强度增 长系数明显要高于不掺粉煤灰的强度，长龄期抗压强度增 长率随着粉煤灰掺量的增加而增大。在满足设计要求和耐 久性能的前提下，建议适当提高粉煤灰掺量。 ( 3 ) 不掺粉煤灰混凝土强度增长周期至1 年趋于稳定， 掺量 2 0 强度增长周期至 5 年趋于稳定，掺量 3 0 一 4 5 强度增长系数可长达 1 O 年。 ( 4) 不同级配，相同水胶比和粉煤灰掺量，各龄期混 凝土抗压强度基本相当。 作者简介：黄寿良，男 ，助理工程师，主要从事水工混凝土材料试验研 究。 杨富亮，男，高级工程师， 主要从事水工混凝土材料试验研究。 通信地址： 湖北省宜昌 市三峡坝区八河口洞湾小区 中国长江三峡集团公 司试验中心 ( 4 4 3 1 3 3 )。E - m a i l ： h u a n g _s h o u l i a n g c t g p e t o m c n 。 收稿 日期： 2 0 1 3年 9月 2 3日 3 2 0 1 4 粉煤灰 1 5