粉煤灰取代量（精选三篇）
粉煤灰取代量 篇1
设计不同水灰比(0.65、0.60、0.55、0.50、0.45、0.40、0.35)和粉煤灰掺量(0%、10%、20%、30%、40%)下确定不同粉煤灰掺量时28d强度与水灰比的关系。控制用水量和砂率使混凝土坍落度保持在160±10mm。同时建立在不同水灰比下用水量与粉煤灰掺量的关系。根据各强度等级的配制强度计算出水灰比,由坍落度控制值根据粉煤灰掺量求出用水量,最终计算出基准配合比水泥用量,掺粉煤灰时混凝土的水泥用量与粉煤灰用量,即可求出该粉煤灰的凝胶效率与超量系数。
2 试验用原材料
(1)水泥:龙岩春驰集团新丰水泥有限公司生产的新丰牌P.042.5R水泥。R3=27.8MPa,R28=52.6MPa。
(2)外加剂:发盛(厦门)化工建材有限公司生产的花王130RA缓凝高效减水剂,萘系减水剂。减水率为16%(掺量为胶凝材料用量的1.8%时)。
(3)粉煤灰:厦门嵩能粉煤灰开发有限公司生产的F类Ⅱ级粉煤灰,细度15.7%,需水量比98%,强度活性指数76%。
(4)碎石:厦门海沧沧江石料厂生产的连续级配5～31.5mm碎石。
(5)河砂:漳州龙海河砂,河砂细度模数为2.8%,级配良好,含泥量为1.8%。
3 试验数据与分析
3.1 试验结果
控制用水量与砂率,使坍落度控制在160±10mm,设计水灰比0.65粉煤灰掺量0%、10%、20%、30%、40%;设计水灰比0.60粉煤灰掺量0%、10%、20%、30%、40%;依此类推,设计水灰比0.55、0.50、0.45、0.40、0.35,各个水灰比下粉煤灰掺量分别是0%、10%、20%、30%、40%。试验结果见表1。
3.2 根据试验结果,利用数据线性回归方法进行处理[2]
(1)因粉煤灰在硬化混凝土中能起到二次火山灰活性效应[3],即由水泥水化生成的碱与粉煤灰发生水化反应生成C-S-H凝胶。但粉煤灰活性比水泥低,掺入部分粉煤灰后,混凝土28d强度会降低。根据鲍罗米强度-灰水比关系式可知,降低水灰比可以提高混凝土强度,所以掺入粉煤灰,通过降低水灰比可得到与基准配比相同的强度。故混凝土28d强度R是水灰比W/C与粉煤灰掺量f(%)的函数,即函数R=F(W/C,f)。
根据表1中强度、水灰比、粉煤灰掺量等数据进行曲线拟合得:
其全相关系数r2=0.986。
(2)由于掺入粉煤灰后,粉煤灰在新拌混凝土中能起到微集料和“滚珠”效应[3],在保持坍落度的情况下能减少混凝土单方用水量。在混凝土体系中,水灰比通过影响整个体系的黏度进而影响混凝土的流动性,水灰比越小,新拌混凝土黏度越大。根据表1数据分析可知,在保持坍落度160±10mm相同的条件下混凝土用水量W是粉煤灰掺量f(%)和水灰比W/C的函数,即函数W=F(W/C,f)。
表1中用水量、粉煤灰掺量、水灰比等数据进行曲线拟合得:
其全相关系数r20.969。
3.3 粉煤灰超量取代系数的确定
掺入粉煤灰的混凝土可经实测强度计算其胶凝效率,又由于粉煤灰的活性比水泥低,对超量系数的选取主要是确保掺入粉煤灰后强度与基准混凝土强度相等,故可通过求解粉煤灰的胶凝效率计算其超量系数。
例:设计C30混凝土,配制强度38.2MPa,掺入粉煤灰20%,试计算此时的粉煤灰超量取代系数。
步骤1:计算基准配合比的水灰比W0/C0。把R=38.2MPa和粉煤灰掺量f=0代入(1)式计算出其基准配合比的水灰比W0/C0=0.60。
步骤2:计算基准配比用水量W0。把计算出来的基准配合比水灰比W/C=0.60和粉煤灰掺量f=0利用(2)式计算出基准配合比用水量W0=206kg。
步骤3:计算掺粉煤灰时的水灰比W/C。把R=38.2MPa和粉煤灰掺量f=20代入(1)式计算出其水灰比W/C=0.54。
步骤4:计算掺粉煤灰时的用水量W。把粉煤灰掺量f=20和水灰比W/C=0.54代入(2)试计算出此时用水量195kg。
步骤5:结果计算。计算基准配合比水泥用量C0=206/0.60=345 kg,计算出掺20%粉煤灰时的水泥用量C=195×(1-20%)/0.54=289kg,计算此时粉煤灰用量F=195×20%/0.54=72kg。
经过上述5个步骤可知:用水量206kg、水泥345kg与用水量195kg、水泥289kg、粉煤灰72kg配制出来的混凝土具有相同的坍落度和强度。
此时粉煤灰的胶凝效率§=(C0-C)/F×100%=78%。则此时粉煤灰的超量取代系数=1/§=1.28。
4 结语
(1)粉煤灰超量取代系数主要受其强度活性指数和掺量影响。
(2)不同品种、品牌的水泥其水泥28d强度和水化历程均不同,这将改变公式(1)中因素f的系数和因素W/C的系数和常数。
(3)利用上述方法可计算出不同强度等级、不同粉煤灰掺量时的粉煤灰超量取代系数。
摘要：根据规范JGJ28-86《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》中第4.3.1条规定:粉煤灰混凝土的配合比设计以基准混凝土的配合比为基础,按等稠度、等强度等级原则,用超量取代法进行调整。由于粉煤灰的活性比水泥低,在掺入部分粉煤灰后,为了达到等稠度和强度的原则,必须选取一个合适的超量系数。本文主要研究求解粉煤灰混凝土的超量取代系数。
关键词：粉煤灰混凝土,超量取代
参考文献
[1]JGJ28-86,粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程[S].
[2]刘数华,冷发光,罗季英.建筑材料试验研究的数学方法[M].北京:中国建材工业出版社,2006.8
粉煤灰取代量 篇2
摘 要：粉煤灰作为工业废弃物之一，基于我国燃煤量较大，进而使得这一废弃物排量大，在占用大量农田土地的同时，也给环境带来了污染，而基于粉煤灰自身具有的活性效应等特点下，将适量粉煤灰掺入混凝土中，不仅能够取代水泥用量，同时还能够提高混凝土的抗压性与耐久性，进而为更好的践行绿色建筑之路奠定了基础。文章针对不同参量粉煤灰混凝土的强度进行了试验，以此来验证掺入适量粉煤灰能够提升混凝土性能。
关键词：不同参量粉煤灰；混凝土；抗压强度；优化配比；实验
将粉煤灰应用于建筑材料之中，能够将粉煤灰变废为宝，实现对环境的保护与能源资源的节约，但是，目前对粉煤灰的利用率水平较低，而基于粉煤灰本身所具有的火山灰活性，以其来替代部分水泥熟料的应用，通过适量粉煤灰在混凝土中的掺入来提升混凝土的性能，将为充分发挥出粉煤灰的利用价值奠定基础。为了更好的明确在混凝土中掺入粉煤灰的量，文章以试验的方式针对不同掺量粉煤灰混凝土的强度进行了试验验证。
1 实验材料与方案的制定
1.1 实验材料
水泥为普通硅酸盐水泥：P・O52.5；采用含泥量为2.5%的河砂，细度模数为2.6；碎石粒径为5-25毫米；引气减水剂，减水量为10%-15%；粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。
1.2 实验方案的制定
基于该实验是针对不同掺量粉煤灰混凝土强度进行试验，因而在试验中，以粉煤灰掺量为10%、18%、25%的混凝土进行试配。基于混凝土搅拌工序下，结合混凝土本身的性能特点，定位水胶比的.取值范围，在此基础上，对各组材料的用量进行定位，然后制作出立方体试件，规格为100×100×100（单位毫米），制作总数量为168个。在此基础上，通过温室养护后来对混凝土的耐久性进行检测，并基于3/7/14/20/28/60/90（单位d）这一龄期下对试件的抗压强度分别进行测试，并记录相应的测试结果以作分析之用。
2 实验结果与具体分析
2.1 实验结果
该试验的开展是基于当前工程应用下对混凝土所提出的规范标准下来展开的，在进行耐久性试验的基础上，以万能压力实验机来进行强度试验。
2.2 实验结果分析
混凝土本身的性能主要取决于原材料的性能、质量以及材料的配合比，同时还受到了掺合料以及养护、使用年龄等的影响。
基于不同掺量粉煤灰条件下对混凝土和易性所带来的影响角度下，在进行试验的过程中，粉煤灰的掺量为10%、18%、25%，针对刚搅拌完混凝土的塌落度进行测试，然后在1个小时之后针对塌落度损失程度进行测试。而通过试验表明，在混凝土中，以粉煤灰的掺入能够有效降低混凝土塌落度损失，针对新搅拌混凝土塌落度的测试，表明能够有效优化混凝土的和易性，这就能够为促使在实际应用混凝土施工的过程中，使用泵送混凝土将变得更加的容易，并有效降低混凝土出现离析的概率。
基于不同龄期下，不同掺量粉煤灰对混凝土抗压强度所带来的影响为：首先从试验数的结果看影响较大，具体而言，针对试验结果绘制出相应的抗压强度―时间曲线图，然后结合这一曲线图来对强度的分析。
针对相应强度的发展规律，从试验的结果可以分析出：在掺入粉煤灰后，在龄期增加的背景下混凝土的强度也随之上升，而在粉煤灰掺入量不但增加的条件下，混凝土的强度则随之下降，与普通的混凝土相比而言，基于同一龄期下，当粉煤灰掺入量不同时，相应混凝土抗压强度则呈现出了下降趋势。当3d下掺入10%粉煤灰后，混凝土的抗压强度下降量为7.82%，当掺量为18%时，强度下降为13.56%，当掺量为25%时混凝土强度下降为29.53%。因此，这就说明随着粉煤灰掺量逐步增加，相应混凝土的抗压强度随之下降，呈现出反比关系，而在28到90天这一龄期范围内，在粉煤灰掺量变化的情况下，混凝土强度在随之上升；基于90d时，当粉煤灰的掺量为10%时，与普通混凝土的强度相比，增加了1.56%；掺量为18%、25%时，混凝土强度开始下降，下降量为1.46%、9.82%。基于这一分析结果下表明：以Ⅱ粉煤灰与混凝土进行掺和，当粉煤灰的掺量在10%-18%之间时为合理掺量。
针对粉煤灰混凝土强度的发展进行推测，基于相应公式的带入下，通过计算表明误差较大，因此，在进行这一分析的过程中，借助Microcalo rigin 6.0来实现对相应强度测试数据进行处理分析，并绘制出相应的强度变化发展曲线图，明确混凝土强度与时间间所呈现出的关系后带入相应计算公式进行计算，结果表明能够有效解决误差过大的问题。
而基于该实验下，水胶比为0.32，在此基础上进行不同掺量粉煤灰混凝土强度的试验，并得到混凝土强度推算公式，但由于所受到的影响因素较多，所以难以避免的会存在一定误差。
对抗冻融与硫酸盐侵蚀的影响分析如下：通过试验结果表明与普通混凝土相比，在参入粉煤灰后，混凝土抗压强度损失率偏小，因此，这就意味着粉煤灰的掺入能够有效提升混凝土的这两种性能。
3 作用机理分析
首先，在强化混凝土后期强度下，相应的作用机理为：基于原材料与环境条件一致的基本前提下，在掺入粉煤灰后，混凝土强度主要是受到粉煤灰火山灰效应的影响，当水解层没有被火山灰反应物充满，则混凝土强度就不会随着呈现出较大的增长幅度，反之混凝土性能将逐渐提升，而也正是基于这一作用机理下，促使掺入粉煤灰混凝土在早期呈现出的强度偏低，而进入到后期相应的强度随之增加。其次，优化混凝土耐久性机理。以适量粉煤灰的掺入，能够使得混凝土内部出现水化反应，相应水化物能够将混凝土内部结构所存在的孔洞等充满，进而提升混凝土强度，促使混凝土的抗腐蚀性、抗渗透性以及抗冻性随之得到强化，相应混凝土的耐久性也随之提升。因此，尤其是对于北方建筑而言，在进行桥梁等的施工中，混凝土作为主要结构材料，基于气候的影响作用下，可以适量粉煤灰的掺入来提升混凝土的性能，进而为延长建筑使用寿命并降低综合成本奠定基础。
4 结语
将粉煤灰掺入混凝土中，能够为优化并提升混凝土的性能奠定基础，通过提升混凝土的和易性来提高泵送效率，并降低离析问题与坍落度发生概率；同时，通过试验表明采用Ⅱ粉煤灰掺入到混凝土中，将掺入量控制在10%-18%时，掺入量较为合理，并能够实现C50混凝土的配置。通过与普通混凝土强度的对比分析表明，掺入适量粉煤灰为提升混凝土的耐久性、抗冻性以及耐腐蚀性等奠定基础，进而能够为当前建筑行业在践行绿色建筑发展之路的过程中，借助对粉煤灰的应用来提升工程的综合效益。
参考文献
[1] 鲁丽华，潘桂生，陈四利，张月.不同掺量粉煤灰混凝土的强度试验[J].沈阳工业大学学报，（01）.
大掺量粉煤灰混凝土的应用 篇3
摘要：随着社会科技水平的发展，建筑工程中的材料应用也是在不断的改善和升级。目前粉煤灰混凝土越来越被更多的商家应用，在建筑中发挥了重要的作用。本文就主要从大掺量粉煤灰混凝土入手，通过研究大掺量粉煤灰混凝土的主要性能来谈及其具体应用，从而针对其应用进行一系列的探讨，包括其在应用当中的问题，进一步了解并认识其广泛的应用前景。
关键词：大掺量粉煤灰混凝土；性能；应用
引言
混凝土是土木建筑工程中十分重要的建筑材料，是必不可少的，在土木建筑工程中发挥了十分重要的作用。混凝土的发展历史也是十分漫长的，随着社会科技的发展，建筑商们也对混凝土的追求一步一步的提升。近年来，人们主要把耐久性作为混凝土更高一级的追求，通过不断的创新和研究，在混凝土中掺入超细活性掺合料，从而得到诸如粉煤灰之类的混凝土，所以粉煤灰混凝土技术便应运而生。
一、对大掺量粉煤灰混凝土的基本认识
1.1大掺量粉煤灰混凝土的定义
通俗来讲，大掺量粉煤灰混凝土是指用比例较大的粉煤灰和少量的水泥等材料配制而成的混凝土，即在混凝土中掺入大量的粉煤灰来改善混凝土的性质等。粉煤灰实际上是一种工业废料，换个角度来看，从粉煤灰的组成和微观结构分析，粉煤灰是一种具有潜在火山灰活性的物质，即所谓的“超细活性掺合料”，能为建材工业所用，得到了众多使用者的好评。因此大掺量的粉煤灰混凝土在工程中逐渐得到更多的应用，其相关的创新和研究性工作也应用而生。
1.2大掺量粉煤灰混凝土的性能
1.2.1强度能满足一般建筑工程的要求
在实际的混凝土应用过程中，为了解决之前常常出现的一些问题，比如早期的大掺量混凝土的强度比较低，不能很好的适应工程建设的需要，因此相关人员进行了一些研制，最终研制出高效复合激发剂，与此同时还找到了最佳的蒸养时间。其具体的实践过程就是配置大掺量粉煤灰的混凝土时候，掺入复合激发剂并且经过一定的常压养护，混凝土的强度就会大大加强，而且随着混凝土的土龄期的延长，掺了粉煤灰的混凝土的强度会越来越大，足以满足一般建筑工程的要求，能够充分发挥其强度大的优势。
1.2.2水化放热低
在大掺量粉煤灰混凝土中，水泥熟料含量较少，正是由于这一因素，所以混凝土中胶凝材料具有水化放热比较低的特点，这一优势的性能使大掺量粉煤灰混凝土特别适用于需要大体积混凝土的大型建筑工程。这样一来，混凝土中水化放热低，轻而易举的避免了在大体积混凝土工程中混凝土表面开裂的现象，因为大多数混凝土表面开裂问题的发生都是由于水泥水化放热较大造成的。所以混凝土的水化放热低的话，比如这种大掺量的粉煤灰混凝土，这就使工程建设中的常发生问题得到了解决，弥补了一些建设材料的不足，完善了建筑材料的应用，充分发挥了相应的优势。
1.2.3具有良好的抗渗性和抗冻性
在建筑行业，人人都熟知混凝土的特性，如果在混凝土中掺入少量的粉煤灰的话，就会在一定程度上改善混凝土拌合物的和易性，并且粉煤灰具有一些特有的属性，在混合过程中，会与水泥熟料发生相应的二次水化反应。利用这一原理，便可得出，如果粉煤灰的掺量不断加大的话，由此得来的混凝土拌合物的和易性会更好。也正是因为这一变化，化学反应中得到的水化产物更多，所以也导致大掺量粉煤灰的结构更加变的密实。再加之粉煤灰具有火山灰的特性，就会使混凝土的分子结构分布更加均匀，彼此之间的空隙更加小且排列有序。这样的结构使得大掺量粉煤灰具有极强的抗冻性和抗渗性，甚至有相关实验表明，大掺量粉煤灰的混凝土经过50次冻融循环仍完好无损，混凝土的强度基本上没有较大的损失，这些足以证明大掺量粉煤灰混凝土具有良好的抗冻性和看渗性。
1.2.4具有良好的耐腐蚀性
从大掺量粉煤灰混凝土的制造过程来看，由于粉煤灰的特性从而降低了混凝土的孔隙率，使混凝土的分子空隙更加细化，通过分子结构的改变提高了混凝土的密实度，这样一来在抗渗、抗硫酸盐侵蚀和抗侵蚀耐久性能方面就会相比纯硅酸盐水泥的混凝土强，抗腐蚀性就会加强；第二方面就是粉煤灰的特性能够对碱的稀释和吸收起到重要的作用，能够有效的降低混凝土的有效碱含量，即通常所说的孔洞溶液中的碱浓度和碱骨料反应等方面得到抑制，使混凝土的性能能够更好的适应工程建设的需要。另一方面，虽然粉煤灰与水泥进行相应的化学反应，但是其发生二次水化反应的速度较慢，以此产生一系列的事态反应。比如由于反应速度慢而引起的混凝土整体水化过程耗时较长，水化程度有所降低，甚至会导致可结冰的水份较多，从而影响大掺量粉煤灰的部分性质，特别是大掺量粉煤灰混凝土的抗冻性就会变的较差；最严重的问题是如果由于二次水化反应而导致混凝土抗碳化和抗熔出侵蚀能力下降的话，那么由碳化所引起的钢筋锈蚀加快，进一步就会产生内部的腐蚀性。所以从上述几方面来看，只有充分利用粉煤灰的特性，对混凝土进行不断改造，在混凝土制作过程中加入大量的粉煤灰，即制造更多的大掺量粉煤灰混凝土。
二、大掺量粉煤灰混凝土的应用分析
2.1道路建筑工程
大掺量粉煤灰在道路建设方面也得到许多的应用。在道路建筑工程中，常常对建设材料有严格的要求，必须要求需要使用水化热低、抗折性及耐磨性好的混凝土。所以大掺量粉煤灰混凝土就是最好的选择，混凝土具有优良的条件更加符合其要求。如果大掺量粉煤灰存在耐磨性差的问题，还是有比较容易的解决方法的，这种问题则可通过配制高标号的水泥砂浆对路面进行收浆或在路面上铺设较厚的高标号水泥混凝土来解决。
2.2大坝或大休积混凝土工程
大坝或大体积混凝土工程对混凝土具有更加严格的要求，其对混凝土的需求量也比较大。比如大坝工程建设工程需要使用水化热低和抗冻性以及抗渗性良好的的混凝土。正是由于大掺量粉煤灰棍凝土拥有良好的抗冻性和抗渗性，所以大掺量粉煤灰混凝土更适合应用在大坝或大体积混凝土工程之中，可以更好的在建設工程中发挥重大的作用。
2.3房屋建筑工程
从大掺量粉煤灰混凝土强度来看，一般性质的大掺量粉煤灰混凝土能满足一般房屋结构构件的要求。但是，许多房屋建设还是需要用强度较大的混凝土，因此用于房屋建筑的混凝土多为钢筋混凝土。实验证明，如果在大掺量粉煤灰混凝土中掺入碱性激发剂，那么混凝土的性质就会比较稳定。这样，从碱度角度保障了大掺量粉煤灰混凝土具有良好的的护筋性。但是与此同时还得注意大掺量粉煤灰的混凝土的碳化性，只有这样才能够保证大渗量粉煤灰混凝土具有良好的耐久性，而要实现这种目的的方法就是要提高混凝土的碳化深度与其相应的碳化速度。所以在房屋建设过程当中，混凝土的碳化深度和速度密切关系到混凝土水胶比，所以在房屋建设进行施工时，应该注意大掺量的粉煤灰混凝土的水胶比，从而提高混凝土的耐久性，在房屋建设中发挥其充分的作用。
三、结语
大掺量粉煤灰混凝土具有良好的性能，能够在许多大型的建筑中得到充分的应用，但是在应用中的问题和建议在上述文章的应用解析中也有所提及，希望可以通过不断的改善大掺量粉煤灰混凝土的性能来提高其应用范围和质量。
参考文献：
[1]赵全胜.大掺量粉煤灰混凝土在工程中的应用研究[D].河北工业大学，2002-01-04.
[2]胡明玉.大掺量粉煤灰混凝土及其应用前景[J].中国建材科技，1998-08-25.