混凝土强度、粉煤灰掺量和水胶比关系探究与应用.pdf

2 0 1 5年 第 9 期 (总 第 3 1 1 期) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 1 1 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL OGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 5 0 9 0 4 1 混凝 土 强度 、 粉煤 灰掺量和水胶 比关系探究与应 用 刘志杰 ，张栓齐 ，余春荣 ， 李国宏 ， 耿加会 ( 1 河南省建筑业协会混凝土分会，河南 漯河 4 6 2 0 0 0； 2 漯河市建设工程质量监督站 ， 河南 漯河 4 6 2 0 0 0 ； 3 建筑材料工业技术情报研究所， 北京 1 0 0 2 4 3 ； 4 舞阳县惠达公路工程有限公司， 河南 漯河 4 6 2 4 0 0 ) 摘要： 粉煤灰作为混凝土中最常用 的矿物掺合料， 其优点得到业界的广泛认可。 对于“ 混凝土强度 一粉煤灰掺量 一 水胶 比” 三 者之间的关系 ， 国内外专家学者对粉煤灰进行了深入的研究。 通过大量的试验数据 ， 探讨 “ 混凝土强度 一粉煤灰掺量 一水胶比” 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。 关键词： 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 中图分类号： T U 5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 1 5 1 0 5 E x p l o r a t i on a n d a p p l i c a t i on o f c o n c r e t e s t r e n g t h， f ly a s h c on t e n t a n d wa t e r c e me n t r a t i o U UZ h i j i e ， Z HANG S h u a n q i ， y【 ， C h u n r o n g ， L IGu o h o n g ， G ENG J i a h u i ( 1 He n a n Co n s t r u c ti o n I n d u s t r y As s o c i a ti o n c o n c r e t e s b r a n c h， L u o h e 4 6 2 0 0 0， C h i n a ； 2 L u o h e C i t y C o n s t r u c ti o n P r o j e c t Q u a l i t y S u p e r v i s i o n S t a ti o n， L u o h e 4 6 2 0 0 0， C h i n a ； 3 B u i l d i n g Ma t e ri a l s I n d u s t r y T e c h n o l o g y I n f o r ma t i o n I n s ti t u t e ， B e ij i n g 1 0 0 2 4 3 ， C h i n a 4 Wu y a n g Hu i d a Hi g h wa y E n g i n e e ri n g C o ， L t d ， L u o h e 4 6 2 4 0 0， C h i n a ) Abst r a c t： F l y a s h i s t h e mos t c o mmon l y u s e d a s mi n e r a l a d mi x t u r e s o f c o mme r c i a l c o n c r e t e， i t s a dv a n t a g e i s wi d e l y r e c o g n i z e d b y the i n du s t r y Ex pe ls an d s c h ol a r s a t h o me a n d a b r o a d h a v e c o n d uc t e d mo r e th o r o ug h r e s e arc h o n the ny a s h f o r th e r e l a tio n s h i p b e t we e n t h e c o n c r e te s t r e n g t hf l y a s h c o n t e n twa t e r t o b i nd e r r a tio I t e x p l o r e d the r e l a tio n s h i p b e t we e n the c o n c r e te s tr e n g t hfl y a s h c o n t e n t wa t e r t o b i n d e r r a tio t h r o u g h a l arg e n u mbe r o f e x p e rime n t a l d a t a an d wa s a pp l i e d t o e ng i n e e rin g， i n o r d e r to p r o v i de s o me r e f e r e n c e s f o r the u s e o f fly a s h Key wor ds： c o nc r e t e s ge ng th ； fly a s h c on t e n t ； c e me n tin g ma t e r i a l ； wa ter t o b i n d e r r a tio； wa t e r c e me n t r a tio； mi x t u r e r a t i o d e s i g n 0 引言 预拌混凝土经过 三十年 的发展 ， 截止 2 0 1 3年底 产量 已达 2 1 9 6亿 IT I ， 年 ， 比 2 0 1 2年 ( 1 8 4 9亿 r n 年 ) 增长 了 1 8 7 7 ， 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 ； 粉煤灰以其诸 多优点成为混凝土 的重要组成部分 。 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。 2 0 世纪 8 0年代我国杰 出的粉煤灰学者沈旦 申 提出 了“ 粉煤灰效应” 假说 ： 形态 效应 、 填 充效应 、 火山灰效应。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 1 2 1 英 国的 D u n s t a n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 比的关 系 比水 泥还 敏感 。 粉 煤灰 掺入 以后 ， “ 混凝土强度 一水灰 比” 二元关 系转 变成 “ 混凝 土强度 一 粉煤灰掺量 一 水胶 比” 三元关系( 如图 1 4 ) 。 ( B o l o my ， 定性) 粉煤灰掺量 图 1 “ 混凝土抗压强度 一粉煤灰掺量 一 水胶 比” 的关系 1 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 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 掺用的 ， 先后 出现 了等水 胶 比 1 法 、 超量取代法和等水灰 比法 。 本试验在混凝土强度指标 找到“ 混凝土强度 一 粉煤灰掺量 一 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生产 中的应用。 1 原材料 水泥 ： 宝丰大地水泥 P O 4 2 5级 ， 其物理力学性能如 表 1 。 的基础上对粉煤灰掺量与水胶 比的关系上进行探讨 ， 力求 粉煤灰 ： 平顶 山姚孟 电厂 I I 级灰 ， 其性能如表 2 。 表 1 水泥的物理与力学性能 表 2粉煤灰 性能 粗集料 ： 舞钢市矿 山碎石 ， 其性能指标如表 3 。 细集料 ： 平顶 山市叶县辛店镇河砂 ， 细度模数 2 8 ， 性 能指标见表 4 。 减水剂 ： 脂肪族复合高效减水剂 ， 其性能指标见表 5 。 2 粉煤灰掺 量对混凝土强度 的影 响 2 1 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 C 1 0 C 6 0 ， 水胶 比的变化范 围为 0 7 0 3 ， 胶凝材料的用量也从 3 0 0 5 5 0 k g m。 。 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 材料为 ： 3 0 0 、 3 5 0 、 4 1 0 、 4 7 0 、 5 4 0 k g m ； 水胶 比 为： 0 6 0 、 0 5 0 、 0 4 2 、 0 3 5 、 0 3 0 ； 粉煤灰 掺量为 ： 1 0 、 2 0 、 3 0 、 4 0 、 5 0 ； 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 1 8 0 2 0 0 mi l l 的范围内 ， 进行混凝 土强度 试验 ， 其试验结果如表 5 。 表 3 舞钢碎石性能指标 k 观密 g m霉 k积 密g m 零 空 细 数颗 粒 级 配 ( ) ( ) ，9 6 96 一 2 5 5 0 1 5 3 0 4 0 2 7 I I区 表 5减水 剂性 能指标 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 7 d 强度的降低幅度均大于混凝 土 2 8 d 强度变化 的幅度 ； 从 2 8 d 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 0 6 ， 粉煤灰掺量为 1 0 时 ， 混凝 土 2 8 d强度下 降 7 ， 粉煤灰掺量 为 5 0 时混凝土 2 8 d 强度 降低下降 5 1 。 而水胶 比为 0 3 ， 粉煤灰掺 量为 1 0 时， 混 凝土 2 8 d强度上升了 3 ， 粉煤灰掺量 5 0 时混凝 土 2 8 d 强度 降低下降了 3 0 ， 水胶比 0 6时的混凝土 2 8 d强度 降 低幅度 明显大于水胶 比 0 3时的强度 降低 幅度 ) ； 随着水 胶比的降低， 混凝土2 8 d强度每变化 l ， 粉煤灰掺量的变 化范围在扩 大 ( 例 如 ， 水 胶 比 0 6 ， 粉 煤 灰 掺 量 为 1 0 5 0 ， 混凝土 2 8 d强度每变化 1 ， 粉煤灰掺量变化在范围 在 1 0 1 4 ， 水胶比为 0 3 ， 粉煤灰掺量为 1 0 - 5 0 ， 混 凝土 2 8 d强 度 每 变 化 1 ， 粉 煤 灰 掺 量 变 化 在 范 围 在 1 7 7 5 ， 随着水胶 比的降低 ， A K的变化范围在扩大 ) ； 粉煤灰掺量相同时， 随着水胶 比的降低 ， 混凝 土 2 8 d强度 1 5 2 降低的幅度在缩小( 例如， 粉煤灰掺量为 3 0 ： 水胶 比0 6 时， 混凝土 2 8 d强度 降低 了 2 1 ； 水胶 比 0 5时 ， 混凝 土 2 8 d强度降低 了 1 8 ； 水胶比 0 4 2时， 混凝土 2 8 d 强度降 低 了 1 5 ； 水胶 比 0 3 5时， 混凝 土 2 8 d强度降低 了 1 0 ； 水胶 比0 3时， 混凝土 2 8 d强度仅降低 了 4 ) 。 2 2 试验 结果分析 试验研究说明孔隙率对混凝土强度有着决定性的影 响 ， 孔的其他属性 ( 例如孔径 、 孔的分布 、 孔形与取向等 ) 对 混凝土强度也有影 响 J 。 水泥水化过程 中， 单位体 积的水 泥水化后体积增加约 1 2倍 ， 使原来 由水 占据的空间为水 化产物所填充 ， 而引起浆 体孔 隙率的降低。 同样粉 煤灰的 火山灰反应形成水化产物体积超过反应前 的体积 ， 也会对 减少浆体孔隙率起 到作用 。 中国建材 院董刚 研 究表 明： 水泥浆体中粉煤灰在 1 4 d前反应较少( 仅为 2 5 ) ， 2 8 d 以后粉煤灰 的反应 程度才开始逐渐增 大， 到 1 8 0 d仅 有 2 0 左右参与二次水化 。 总 的来说 ， 粉煤 灰的反应速率 和反应率是很低的。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 6 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 胶凝材料总量 k g 粉煤灰掺量 A 9 6 7 d MP a 2 8 d MP a 2 8 d 强度变化 x A K O 6 0 5 0 3 5 注 ： A x 表不强度每变化 1 ， 粉煤灰掺量变化情况； +表不强度增加 ， 一 表示强度降低 。 水泥的活性好 、 反应 速度远远大 于粉 煤灰 ， 在水胶 比 利用水泥的水化产物进行二次水化反应 ， 使混凝土 中早期 相同的条件下， 水泥之间的孔隙可以得到水泥水化产物的 参与水化反应的水泥的“ 水灰比” 变大。 如果不考虑粉煤 有效填充 ， 随着粉 煤灰掺量 的增 加 ， 水泥熟料矿 物成分相 灰对水 的表面物理 吸附作用 ， 初期 实际参 与水泥 水化 的 对减少 ， 水胶比不变 ， 而水灰 比增大 ， 产生的水化产 物也减 “ 水灰 比” 接近 0 6 ， 远远高于水泥理 论上完 全水化所需要 少 ， 不能足 以填充 颗粒间 的空隙 ， 混凝土 中水 泥石有大量 的水灰 比， 此时可 以认为水 泥水化 不受水化空 间的制约 ， 的孔隙存在， 混凝土强度降低。 粉煤灰掺量越大， 未被填充 较之于水灰比为 O 3 0的纯水泥浆体， 掺粉煤灰的浆体中 的空 隙越多 ， 混凝土降低 的幅度越 大。 水 泥的水 化及粉煤 水泥组分可达到较高的水化程度。 灰利用水泥水化产物 C a ( O H) 二次水化均能降低混凝土 的孔 隙率 ， 早期粉煤 灰反应程度低 ， 掺量 越大强 度降低幅 度越 明显 ， 但到后期 随着水化反 应的进行 ， 混凝 土浆体 的 孔 隙率逐渐被填充 ， 混凝土强度降低 的幅度变小 。 水胶 比也是影响混凝土空隙率 的一个重要 的因素 ， 随 着水胶 比的降低 ， 用水量 减少 ， 胶凝材料 颗粒之 间距 离变 小 。 需要填充 的孔 隙也变 小 ， 不需 要过多 的胶凝 材料水化 产物就能填充胶凝材料颗粒之间的空 隙， 且粉煤灰 中含有 较高的球形玻璃体 ， 使 水泥分散更均匀 。 再加上粉煤 灰对 水泥的颗粒填充效应， 使混凝土浆体孑 L 隙率得到有效降 低 ， 并成为水泥水化产物的内核 ， 加之 ， 粉煤灰 的掺入水化 热的减少， 都有利于强度提高。 因此， 在低水胶 比的环境 下 ， 粉煤灰水化慢的弱点被掩 盖 ， 降低混凝土水 化热及 改 善低水胶 比情况下的水化环境的优点体现出来 。 例如在水 灰比0 3时， 用 5 0 的粉煤灰等量替代水泥， 由于粉煤灰是 3 等强度条件下粉煤灰掺量与水胶比的关系 3 1 等强度试验 水胶比降低可以有效降低胶凝材料颗粒之 间的距离 ， 降低混凝土浆体 的孔隙率 ， 使需要填充空隙的水化产物降 低 。 粉煤灰等量替代水泥后 ， 高活性的水泥颗粒减小 ， 水化 产物生成量降低 ， 胶 凝材料之 间的颗粒得不 到有效填充 ， 强度降低 。 根据上表 的试验结果可以看出不 同水胶 比的条 件下 ， 随着粉煤灰掺 量的增 加 ， 混凝土强度不 同程 度的降 低。 要保持掺加粉煤灰后混凝土的2 8 d强度不发生变化， 需要降低水胶 比， 提 高胶凝 材料强度 ， 粉煤灰 的减水 性及 与外加剂的协同效应为降低水胶比提供条件。 为 了研究“ 混凝土强度 一 粉煤灰掺量 一 水胶 比” 三者 之间 的关 系 ， 试 验 分别 采用 胶 凝 材料 为 ： 3 0 0 、 3 5 0 、 4 1 0 、 4 7 0 、 5 4 0 k g m ； 基准水胶 比分别 为 0 6 6 、 0 5 5 、 0 4 6 、 0 4 0 、 】 5 3 一 4 5 4 一 一 5 3 3 一 4 一 3 5 J一 1 1 l 1 1 2 2 1 1 1 5 2 2 1 1 5比3 2 1 3 7 3 1 一 一 一 矗 瑚 瑚 一 瑚 一 0 瑚 3 1 0 4 3 7 2 4 2 7 3 2 7 9 7 6 5 8 4 6 5 2 7 2 8 9 8 1 4 1 加 勰 卯 钙 加 驺 卯 ： 合 ： 含 9 8 9 7 1 2 7 2 8 2 7 5 8 1 6 9 2 1 5 7 2 3 5 9 8 4 6 9 5 3 m 懈 钉 能 钾 卯 船 卯 O m 加 O m 加 0 m 加 O m 加 O m 加 如 珊 瑚 m m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 3 3 、 0 3 0 ， 并 以基准水胶 比对应的混凝土 2 8 d抗压 强度 值为基本 强度值 ； 粉煤灰 掺量从 1 0 依次递增 至 5 0 ， 保 持各掺量的混凝 土 2 8 d抗压强度值与基本强度值基本相 将混凝土的坍落度控制为 1 8 0 2 0 0 r f l l n ， 进行试验， 并记录 各掺量与基本水胶 比对应混凝土 2 8 d抗压强度值 的试验 结果如表 7 。 同( 差值在5 以内) 。 用调整砂率及减水剂用量的方法， 从表中试验数据分析： 表 7 等强度条件下粉煤灰掺量与水胶比关系 注 ： 表不水胶比调整值 ， A 表示水胶比与粉煤灰掺量变化的关系。 ( 1 ) 随着粉煤灰掺量的增加， 要保持各掺量与相应基 3 2 等强度试验结果分析 本水胶 比混凝土 2 8 d抗压强度值不变 ， 掺入粉煤灰 以后 ， 从粒形上来看 ， 粉煤灰 中 7 0 以上 的颗粒 是表 面光 水胶 比均相应的降低 ； 且粉煤灰 掺量越 大 ， 水胶 比需要 降 滑 、 质地致密 、 内比表面积小 、 性能稳定的球状玻璃 体和硅 低的值也越大。 酸盐玻璃微珠 。 粉煤灰玻璃微珠颗粒所特 有的物理形状 ， ( 2 ) 混凝土 2 8 d抗压强度值不变 的情况下 ， 随着基 本 有利 于水泥颗粒的絮凝结构解絮和颗粒扩散 ， 同时使混凝 水胶 比的降低 ， 相同粉煤灰掺量的水胶 比需要降低 的幅度 土内部降低 黏度 和颗粒之间 的摩擦力 ， 增加 流动性 ， 或流 在减小 。 动性一定 ， 需水量减少 。 在混凝土浆体 中起到改善保水性 ， ( 3 ) 随着基本水胶 比的降低 ， 混凝土 2 8 d抗压强度 对 粉煤灰玻璃微珠均匀分散到在混凝土浆体中 ， 类似轴 承滚 粉煤灰掺量 的敏感度下 降， 对水胶 比的敏感度增加 ， 粉 煤 珠的作用 ， 对改善混凝土和易性也有 明显作用 。 由于粉煤 灰掺量对水胶比的敏感度降低。 灰的密度较水泥低 ， 等量的粉煤灰取代水泥， 浆体的黏聚 ( 4 ) 从龄期来看 ， 随着 粉煤灰 掺量的增加 ， 混 凝土 7 d 性提高 ， 加之 ， 粉煤灰粒径小于水泥 的粒径 ， 粉煤灰 等量替 抗压强度值呈下降趋势 明显 ， 尤 其在水胶 比较 大时 ， 更 为 代水泥后 ， 由于粒型的差异 ， 水 泥和粉煤灰混合后 ， 细小的 明显 ， 而后期粉煤灰掺量 的影 响降低 ， 表明粉煤灰参 与水 粉煤灰颗粒可以均 匀地填充在水泥颗粒 中， 使 “ 水泥一粉 化反应的活性较低 。 煤灰” 二元胶凝体系 的颗粒级配得 到改善 ， 孔隙率得 到有 1 S 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 效填充， 有利于降低混凝土浆体内部的孔隙数量和孔隙尺 寸 ， 硬化水泥石更为致密 ， 提高 了混凝土的抗侵蚀能力 。 粉 煤灰的这些特性直接影响硬化 中的混凝土 的初始结构 ， 提 高混凝土密实度和强度 。 水胶比大于 0 4时， 水泥颗粒被水分隔开的间距较 大 ， 水泥 虽能 充分 水 化 ， 可 以迅 速生 成 水化凝 胶 并不 能 填充水泥与水 之 间 的空 隙 ， 混 凝 土强 度 自然 偏低 。 即使 掺入粉煤灰， 由于粉煤灰 自身没有水硬性， 粉煤灰的水化 是利用水泥与水反应生成的水化产物 C a ( O H) ： 进行二次 水化反应。 粉煤灰 自身活性低 ， 水化反应缓慢 ， 生成的凝胶 材料少， 难以填充粉煤灰代替水泥后产生的空隙。 因此， 在 水胶 比不变 的情况 下 ， 随着粉煤灰 掺量越大 ， 强度 降低越 快 。 水胶比低于 0 4时 ， 在不 掺粉煤灰 的普通硅酸盐水泥 浆体 中， 随着水胶 比降低 ， 未水化 的水 泥颗粒逐渐增多 ， 这 些未水化的水泥颗粒 在混凝土胶凝 体 中仅仅起 到物理填 充作用。 粉煤灰中强度高、 硬度大 、 体积稳定性 强的玻璃微 珠可替代这部分起填充作用没有水化 的水泥 ， 不会引起强 度 的下降。 4工程应用 实例 根据表 6 、 表 7及本次试验 的试验结果 ， 绘制出“ 混凝 土强度 一 粉煤灰掺量 一 水胶比” 关系图。 +粉煤灰掺量o *一 粉煤灰掺量3 0 +粉煤 灰掺量 l O 十粉煤 灰掺量4 0 +粉煤灰掺量2 0 +粉煤灰掺量5 0 o 3 2 o 4 0 o 4 8 o 5 6 o 6 4 水胶 比 图2 “ 混凝土强度 一粉煤灰掺量 一 水胶 比” 关系 从 图 2可 以看 出“ 混凝 土强度 一粉煤灰 掺量 一水胶 比” 之间的对应关系 ， 依据 J G J 5 5 2 0 1 I 普通混凝土配合 比设计规程 关 于胶凝材料用量及矿物掺合料 掺量相关规 定 ， 得到表 8 。 表 8 C l 0 C 6 0的水胶 比及胶凝材料用量推荐表 强度等级 C 1 0 C 1 5 C 2 0 C 2 5 C 3 0 C 3 5 C 4 0 C 4 5 C 5 0 C 5 5 C 6 0 水胶 比 0 6 6 0 6 2 0 6 4 0 6 0 0 6 0 - 0 5 8 0 5 6 - 0 5 2 0 5 0 - 0 4 6 0 4 4 0 4 2 0 4 2 - 0 3 8 O 3 8 - 0 3 6 0 3 4 - 0 3 2 0 3 2 - 0 3 0 0 3 0 - 0 2 8 胶凝材料用量 ( k g m 3 )2 6 0 2 8 0 2 8 0 - 2 9 0 2 9 0 - 3 1 0 3 2 0 3 4 0 3 5 0 - 3 8 0 3 8 0 - 4 0 0 4 0 0 - 4 2 0 4 2 0 - 4 4 0 4 5 0 - 4 8 0 4 9 0 - 5 2 0 5 2 0 - 5 4 0 粉煤灰掺量， 4 0 - 5 0 3 0 - 4 0 2 0 3 0 1 5 - 2 0 1 0 - 2 0 注 ： 本表 P O 4 2 5 级水泥强度 2 8 d 强度值为4 6 7 MP a ， 若实际应用 P 0 4 2 5 级水泥强度 2 8 d强度值增大或减小 ， 可 以用增 、 减水泥 或粉煤灰掺量或增、 降水胶 比的办法进行调整。 例 1 ： 以某小区梁、 板、 柱， 强度等级 C 3 0 ， 泵送要求坍 落度 ( 1 8 0 2 0 ) mm。 所用原材料如下 ： 宝 丰大 地 P O 4 2 5 ， 经 长期 统计 2 8 d强度 平 均值 f o = 4 7 0 MP a， 姚孟 电厂 级粉煤灰 ， 细度 1 7 ， 需水量 比 9 8 ； 舞钢矿山碎石为 连续级配 5 - 2 5 l r l n l ； 叶县辛 店镇河 砂 ， 细度模数为 2 6的中砂 ， 含 泥量 3 ， 15 r n r l l 的石子 5 ； 脂肪族复合 高效减水剂 ( A) ， 固含量 2 8 ， 推荐掺量 1 8 2 2 。 根据泵送混凝土要求结合上表水胶 比， 施工工程部位为 梁、 板 、 柱， 为了满足施工要求及 2 8 d 强度达到 C 3 0强度等级 ， 水胶 比选用 0 4 7 ， 胶凝材料 取 3 7 0 k g n 1 3 ， 粉煤灰掺量 选择 2 5 ， 设计出厂坍落度 r ( m m) 为( 2 o 0 _ 2 O ) m m， 则配合比为： 表 9 C3 0配 合 比 例 2 ： 某办公楼基础 ， 混凝 土强度等级 为 C 4 0 ， 施工要 求坍落度( 1 6 0 2 0 ) m m， 设计出厂坍落度 1 8 0 mm， 原材料 如上所述。 该工程施工部位为大体积混凝土 ， 降低混凝土 内部水 化热是大体积混凝土必须考虑的。 强度可以按照 6 0 d进 行设计 ， 依 据 表 2及 水 胶 比推 荐 表 ， 胶 凝 材 料 用 量 为 4 1 0 k g m ， 粉煤灰掺 量为 3 0 ， 水胶 比为 0 4 1 ， 外加 剂掺 量为 2 2 ， 配合比如表( 1 0 ) ， 经检测坍落度为 1 8 5 m m。 表 1 0 C , 4 0配 合 比 5 结论 任何事物都具有两面性 ， 粉煤灰作为一种重要的混凝 土矿物掺合料 ， 有着 自身 的特性和优势 ， 但 也有 自身 的缺 陷 ， 在使用过程中要充分认识并加以重视 ， 以便取长补短 。 本研究从具体试验数据出发， 结合各试验结果 ， 通过对“ 混 凝土强度 一粉煤灰掺量 一 水胶 比” 之间的关系进行分析 ， 绘制出表 8 C 1 0 - C 6 0的水胶 比及胶凝材料用 量推荐表 。 本表对各强度等级 的相关配合 比参数给出一个范围 ， 在试 下转第 1 6 0页 1 5 5 如 如 B d 苫、 题骥 坦 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 时 l目， d ( 按间 隔3 h 温魇 记录数 据绘 制) 图 6实测混凝土内部温度 曲线 水流控制 ： 每一路降温 系统设一套 开关系统 ， 根据混 凝土内外温差控制水的流速 ， 保证 内外温差 在 2 0左右 ， 不超过 2 5即可满足规范要求 ， 不出现裂纹。 温度监测点设置 ： 每组设 2个温度监测 点 ， 每个温度 监测点设上 中下 3个温度计 ， 分别记录混凝 土内部温度。 同时检测混凝土表面温度 。 经实测 ： 大体积混凝土施工时 ， 室外温度 1 7 2 2 ， 冷 水系统进水温度 l 4 ， 出水温度 3 4 - 4 0 ， 混凝土 内部最 高温度 出现在浇筑后第 四天 ， 为 5 6 6 9 ， 混凝 土表面温 度在 4 0 。 左右 。 晚上用4 5 ra i n 厚棉被覆盖 ， 白天用系统温水 养护 ， 混凝土 内外温差 1 5 1 7 ， 远小 于 2 5。 满足 G B 5 0 4 9 6 i2 0 0 9 大体积混凝土施工规范 要求， 达到了预 期 效果 。 图1 0 为温度 实测 曲线 。 由于 混凝 土采用 重 晶石 上接第 1 5 5页 验和生产中根据原 材料 的基本技术性能 和混凝 土结构类 型 、 环境 、 施工 队伍技术状况等 因素 ， 可 以迅速得 到拟定配 合比设计中所有的数据 ， 对满足生产需要与生产 中混凝土 发生异常变化时 ， 能及时调整配合 比， 是十分有意义的。 但 混凝土是一个 十分 复杂的体系 ， 马克思哲学认 为 ： 世界是 物质 的， 是运动的 ， 是相互联 系的。 任何一种事物的内部和 外部各要素之 间相互影响 、 相互制约和相互作用 的形式决 定事物 的性质 。 所 以说 P O 4 2 5级水泥质量 、 粉煤灰 、 砂 石 、 外加剂等质量发生变化都会引起混凝土试验结果 的相 应变化 。 当水泥 、 粉煤灰的品种和质量 发生变化 时， 可以利用 表 8给定的数据范围， 根据 “ 混凝 土强度 一 粉煤 灰掺量 一 水胶 比” 之间的关系 ， 按照试验 、 生产实际对粉煤灰掺量或 水胶 比进行相应的调整 。 参考 文献 ： 1 覃维祖 粉煤灰在混凝土中的应用 J 粉煤灰综合利用 ， 2 0 0 0 ( 3 ) ： 1 7 和钡砂 ， 掺入缓凝剂 ， 水泥水化速度变慢 ， 8 d后趋 于稳定 ， 实际养护时间3 0 d 。 拆模后未发现裂缝 。 4 结论与建议 ( 1 ) 超厚混凝土板 支模属 于高大模板 支撑范 围， 需要 按要求编制专项施工方案 ， 经专家论证后实施 。 ( 2 ) 对于超厚混凝土板支模体系， 用钢管脚手架支模 体系不能满足受力要求 时 ， 考虑用钢结构设计 ， 是 经济可 行、 安全可靠 的。 ( 3 ) 大体积混凝土 内部通水降温技术 ， 简单可行 ， 效果 显著 ， 应该大力推广应用。 参考文献 ： 1 G B 5 0 0 0 9 -2 0 1 2 ， 建筑结构荷载规范 s 2 J G J 1 6 2 -2 0 0 8 ， 建筑施工模板安全技术规范 s 3 G B 5 0 0 1 7 -2 0 0 3 ， 钢结构设计规范 s 4 G B 5 0 4 9 6 -2 0 0 9 ， 大体积混凝土施工规范I s 第一作者 ： 联系地址 ： 联系电话： 王卫东( 1 9 6 7一 ) ， 男 ， 高级工程师。 山东省滨州市黄河二路 6 6 1 号 滨州医学院附属医院 基建处( 2 5 6 6 0 3 ) 1 37 9 2 2 5 8 6 9 2 2 3陈肇元 高强与高性能混凝土的发展及研究 J 土木工程学 报 ， 1 9 9 7 ， 3 0 ( 5 ) ： 3 1 1 3 沈旦申 粉煤灰 混凝土 M 北京 ： 中 国铁道出版 社 ， 1 9 8 9 ： 1 4 9 1 91 4 廉慧珍， 李玉琳 当前混凝土配合比设计存在的问题之一 J 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 1 5 5 覃维祖 利用粉煤灰开发高性能混凝土若干问题的讨论 J 粉 煤灰 ， 2 0 0 0 ( 5 ) ： 3 6 6 吴中伟， 廉慧珍 高性能混凝土 M 北京： 中国铁道出版社， 1 9 9 9： 222 5 7 孙伟 ， 缪昌文 现代混凝土理论与技术 M 北京： 科学出版社， 2 01 2： 57 5 8 3董刚 粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度研究 D 北京： 中国建筑材料科学研究院 ， 2 0 0 8 第一作者 联 系地 址 联 系 电话 ： 刘志杰( 1 9 5 7 一) ， 男， 高级工程师 ， 主要从事预拌混凝 土生产与质量管理， 工程质量检测。 河南省漯河市源汇区井冈山路 市建设工程质 量监督 站( 4 6 2 0 0 0 ) 1 3 0 6 95 6 1 7 6 3 湖北黄石 ： 混凝土砂浆“ 禁现” 违者将影响工程验收 8 月 2 7日， 湖北 省黄石市建筑节能管理办公室组织专班前往安佳凤凰城小区 、 黄石福利 院新 院建设等施工 现场 ， 对 混凝土砂浆 “ 禁现” 工作进行 日常督查 。 按照要求 ， 黄石市所有单体工程砂浆用量 5 0 t 以上的建设工程在工程设计 、 编制 概算 、 上报计划 、 确定投资 、 审计预算 时， 均应注 明使用预拌砂浆。 同时要求工程监理单位加 强对禁止现场搅拌砂浆 和预 拌砂浆使用情况的监理 。 黄石市建设工程造价管理部 门要及时发布预拌砂浆市场指导价 ； 该市建设工程质量监督 部门将 加强预拌砂浆应用过程 的质量监管。 据悉 ， 黄石市建筑节能管理办公室将进一步加 大砂浆 “ 禁现” 工作 日常督查力 度 ， 对 不按规定使用预拌砂浆的建设工程项 目， 建设行政监管主管部门将依照有关法律法规进行处罚， 把预拌砂浆实际使用情 况作为工程评奖 、 建筑节能专项验收、 工程竣工验收的必备条件 。 1 6 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m