粉煤灰混凝土配合比设计及应用

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标准类别:建筑工业标准
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粉煤灰混凝土配合比设计及应用

粉煤灰混凝土是以粉煤灰作为矿物掺合料部分替代水泥配制的绿色高性能混凝土。其配合比设计遵循《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)及《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GB/T50146),核心在于合理确定粉煤灰取代率(通常为胶凝材料总量的20%~40%,Ⅰ、Ⅱ级灰常用25%~35%)、水胶比(需考虑粉煤灰的“形态效应”和“活性效应”,常较基准混凝土略增0.02~0.05)、砂率及外加剂用量(多采用高效减水剂以补偿早期强度发展滞后)。设计时需通过试验验证工作性(坍落度、扩展度)、力学性能(7d、28d抗压强度)、耐久性(抗渗、抗碳化、抗氯离子渗透)等指标,尤其关注粉煤灰的二次水化对后期强度增长与密实度提升的积极作用。在工程应用中,粉煤灰混凝土广泛用于大体积基础、地下结构、道路基层及预拌混凝土,可降低水化热(减少温度裂缝)、改善和易性与泵送性能、提高抗硫酸盐侵蚀与长期耐久性,并显著减少水泥用量(节约15%~30%),兼具经济性与环保效益(每方混凝土可消纳30~80kg工业废渣,降低CO₂排放约10%~25%)。实际应用需严格控制粉煤灰品质(细度、需水量比、烧失量)及施工养护(加强早期保湿,延长湿养时间至14d以上),以保障性能稳定发挥。(约400字)

    计算每立方粉煤灰普通混凝土的水泥用量(C)见式(2)。

              

    式中:Co— 基准混凝土的水泥用量预制块冬季施工方案,kg;

              一粉煤灰取代水泥百分率。

    确定粉煤灰超量系数,如表4所示。

    通常:C30以下混凝土用Ⅱ级灰时,超量系数取1.5或1.6。C40以上混凝土用I级灰时,超量系数取1.3或1.4。每立方混凝土中粉煤灰的用量(F)按式(3)计算:

              

    式中: —粉煤灰超量系数。

    用绝对体积法求出粉煤灰超出水泥的体积,按粉煤灰超出的体积,扣除同体积的细料用量,碎石用量不变。混凝土中砂用量S按式(4)计算。

    式中:So一基准的砂用量;

             Ps 一砂相对密度;

            Co一基准混凝土的水泥用量;

            C一粉煤灰混凝土中水泥用量;

            Pc 一水泥相对密度;

            F一粉煤灰混凝土中粉煤灰用量;

            PF一为粉煤灰相对密度(一般取2.2 g/cm3 )。

    粉煤灰混凝土的用水量,按基准的用水量选取。

    根据计算得到粉煤灰混凝土,在试配确保和易性、水灰比不变的基础上,进行的试拌调整。根据调整后的,确定为粉煤灰混凝土的理论。

3 粉煤灰混凝土施工注意事项

    (1)对每批进入施工现场的粉煤灰均需认真检验,测定粉煤灰的细度、烧失量、需水量比等。

    (2)掺粉煤灰的混凝土,施工中拌和时间要比基混凝土延长30 S,以便混凝土拌和均匀。

    (3)正确振捣,避免过振引起混凝土表面形成浮浆层。同时,须保证振捣密实,确保构件的外观质量与内在质量。

    (4)加强粉煤灰混凝土养护,保持混凝土表面湿润,通常潮湿养护14 d,热天或干燥气候潮湿养护不得少于21 d。

    (5)对早期强度要求高的构件,冬季施工不宜采用粉煤灰混凝土。因为冬季气温低,不利于粉煤灰的火山灰反应。

4 不同强度等级的混凝土参考配比

    各强度等级的粉煤灰混凝土与普通混凝土参考见表5。

    表5中水泥为金猫水泥厂P.042.5水泥;粉煤灰C25、C30为Ⅱ级灰,C40、C50为I级灰。减水剂为JC一3型。黄砂满足Ⅱ类砂要求,C25、C30用砂的细度模数为2.50,C40、C50用砂的细度模数为2.70;碎石满足Ⅱ类碎石要求,粒径为5—25 mm连续级配。C25基一1、C25粉一1为钻孔灌注桩混凝土,其余为送混凝土。

与F类粉煤灰相比,C类粉煤灰一般具有需水量比小、活性高和自硬性好等特征。但由于C类粉煤灰中往往含有游离氧化钙,所以在用作混凝土掺合料时,必须对其体积安定性进行合格检验。

  混凝土工程选用粉煤灰时,应按《粉煤灰混凝土质量技术规范》(GBJ 146-90)。对于不同的混凝土工程,选用相应等级的粉煤灰:

某派出所办公楼工程施工组织设计  (1)I级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土;

  (2)II级灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土;

  (3)III级灰主要用于无筋混凝土;但大于C30的无筋混凝土,宜采用I、II级灰;

  (4)用于预应力混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级C30及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级,如试验论证,可采用比上述三条规定低一级的粉煤灰。

粉煤灰的细度越大,即颗粒越小,活性越高,水化反应能力越高;温度越高水化反应能力越强,强度增长越快。当温度低于5时该水化反应基本停止,强度发展缓慢.

火山灰效应可以提高混凝土以后的强度某市外环南路大桥施工组织设计方案,以后的强度要高于不掺粉煤灰的混凝土,且龄期越长该差异越大。因而对早期承载能力要求不大的工程可利用其60d、90d、180d时的强度。

  粉煤灰微珠具有极高的强度,其填充在水泥颗粒间的空隙,既减少了毛细孔隙,又起到了微骨架作用。随水化的不断进行,粉煤灰的水化产物与未水化的粉煤灰内核的粘结力不断提高,这也有利于提高粉煤灰的微集料效应。

  除上述三个基本效应外,粉煤灰还有许多其它效应,如免疫效应(抑制碱集料反应效应、提高耐腐蚀性效应等)、减热效应(降温升效应)、送效应等,不过这些效应都离不开上述三个基本效应。

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