粉煤灰混凝土

    粉煤灰混凝土

    粉煤灰混凝土是指以一定量粉煤灰取代部分水泥配制而成的混凝土。

    一、粉煤灰的技術(shù)要求

    粉煤灰的技術(shù)性能和主要功能在“水泥”一章中已有闡述,在混凝土中的主要功能是利用其火山灰活性、玻璃微珠改善和易性及粉末效應(yīng)。根據(jù)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(GBJ146—90)和《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596—96),粉煤灰按其品質(zhì)指標(biāo)分為三級(jí),見(jiàn)表4-24。 

表4-24 粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)的分級(jí)
粉煤灰等級(jí)
細(xì)度(45μm)方孔篩篩余(%)
燒失量(%)
需水量比(%)
SO3含量(%)
Ⅰ級(jí)
≤12
≤5
≤95
≤3
Ⅱ級(jí)
≤20
≤8
≤105
≤3
Ⅲ級(jí)
≤45
≤15
≤115
≤3
 
    Ⅰ級(jí)灰的品位較高,具有一定減水作用,強(qiáng)度活性也較高,可用于普通鋼筋混凝土,高強(qiáng)混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。Ⅱ級(jí)灰一般不具有減水作用,主要用于普通鋼筋混凝土。Ⅲ級(jí)灰品位較低,也較粗,活性較差,一般只能用于素混凝土和砂漿,若經(jīng)專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)也可以用于鋼筋混凝土。

    二、粉煤灰取代水泥的最大限量

    混凝土中摻入粉煤灰后,雖然可以改善混凝土的某些性能(降低水化熱、提高抗侵蝕性、提高密實(shí)度、改善抗?jié)B性等),但由于粉煤灰的水化消耗了Ca(OH)2 ,降低混凝土的堿度,因而影響了混凝土的抗碳化性能,減弱了混凝土對(duì)鋼筋銹蝕的保護(hù)作用。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,GBJ146—90中規(guī)定了粉煤灰的最大限量,見(jiàn)表4-25。
 

表4-25 粉煤灰取代水泥的最大限量(GBJ146-90)
混凝土種類(lèi)
粉煤灰取代水泥的最大限量(%)
硅酸鹽水泥
普通水泥
礦渣水泥
火山灰水泥
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土
25
15
10
鋼筋混凝土,高強(qiáng)度混凝土,高抗凍融性混凝土,蒸養(yǎng)混凝土
30
25
20
15
中、低強(qiáng)度混凝土,泵送混凝土,大體積混凝土,
水下混凝土,地下混凝土,壓漿混凝土
50
40
30
20
碾壓混凝土
65
55
45
35
 
    三、粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)

    粉煤灰混凝土配合比的設(shè)計(jì)是以普通混凝土初步計(jì)算配合比為標(biāo)準(zhǔn),按等和易性、等強(qiáng)度原則,用超量取代法、等量取代法或外摻法設(shè)計(jì)計(jì)算,再經(jīng)試配調(diào)整確定。最常用的方法是超量取代法,其配合比設(shè)計(jì)的基本原理如下。

    1.按表4-25選擇粉煤灰取代率(f)。

    2.計(jì)算粉煤灰混凝土中水泥用量(C)。 
    (4-39)
式中:C0——每m3混凝土初步計(jì)算水泥用量(kg)。

    3.按表4-26選擇超量系數(shù)(K)。
 

表4-26 粉煤灰超量系數(shù)(GBJ146-90)
粉煤灰級(jí)別
超量系數(shù)K
1.0~1.4
1.3~1.7
1.5~2.0

    4.計(jì)算1m2混凝土中的粉煤灰用量F(kg)。 
    (4-40)

    5.計(jì)算超量部分粉煤灰的體積(VR)。 
    (4-41)
式中:分別為粉煤灰和水泥的密度。

    6.計(jì)算細(xì)骨料(砂)用量。根據(jù)粉煤灰混凝土的設(shè)計(jì)原理,要扣除與粉煤灰超量部分等體積的砂。按下式計(jì)算: 
    (4-42)

    7.水和粗骨料用量保持不變。

    四、粉煤灰混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

    1.粉煤灰混凝土的施工和易性?xún)?yōu)于普通混凝土,可泵性明顯改善,特別是較易振搗密實(shí),均質(zhì)性良好,因而抗?jié)B性能較好。

    2.粉煤灰混凝土的水化熱較低,較適合于大體積混凝土工程。

    3.粉煤灰混凝土的抗侵蝕性能較好。

    4.粉煤灰混凝土的堿度降低,故抗碳化性能下降,對(duì)鋼筋的保護(hù)作用有所下降。

    5.粉煤灰混凝土的早期強(qiáng)度較低,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較大,因此,地下結(jié)構(gòu)和大體積混凝土宜采用56天、60天或90天作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的齡期,地上結(jié)構(gòu)有條件的也可采用56天或60天齡期。對(duì)堤壩及某些大型基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)甚至可以采用180天齡期。

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