【技术交流】“混凝土强度—粉煤灰掺量—水胶比”关系探究与应用文档
粉煤灰混凝土性能以及配合比有关问题的探讨
粉煤灰混凝土性能以及配合比有关问题的探讨
论文导读:根据文献资料,粉煤灰在混凝土中发挥作用主要依靠三大效应:即形态效应,活性效应,微集料效应。
此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,其他作用大多源于这三项效应。
形态效应是指粉煤灰的颗粒形状、细度、级配等物理特性的综合作用,在新鲜混凝土的和易性、需水量、含气量等性能方面有显著的影响。
据有关文献,当配制大体积混凝土时,粉煤灰混凝土配合比设计采用超量取代法。
关键词:粉煤灰,混凝土,性能,配合比
随着我国建筑科学技术的发展及近年来混凝土的高强化和高性能化,矿物细掺料已成为制备高性能混凝土必不可少的组分之一,其中,粉煤灰是一种具一定物理性质和经济效益的材料。
而我国目前煤灰的年排放量为3亿吨,因此积极推动粉煤灰的综合利用,可获得巨大的社会效益和经济效益.
1.粉煤灰的三大效应及其对混凝土性能的影响
根据文献资料,粉煤灰在混凝土中发挥作用主要依靠三大效应:即形态效应,活性效应,微集料效应。
此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,其他作用大多源于这三项效应。
形态效应是指粉煤灰的颗粒形状、细度、级配等物理特性的综合作用,在新鲜混凝土的和易性、需水量、含气量等性能方面有显著的影响。
一般情况下,级配合理,颗粒形态良好的粉煤灰,会降低混凝土集料的空。
混凝土论文粉煤灰论文-粉煤灰混凝土配合比的设计及应用技术
混凝土论文粉煤灰论文-粉煤灰混凝土配合比的设计及应用技术摘要:在建筑工程建设中,在混凝土中掺入适量的粉煤灰取代部分水泥,不仅能改善混凝土的和易性及流动性等,还可以起到一定的经济效果。
文章叙述了粉煤灰在混凝土中的作用,并就掺加粉煤灰的方法及混凝土配合比设计进行探讨。
关键词:粉煤灰;混凝土;配合比设计粉煤灰混凝土,由于具有早期水化活性较低,水化热较小,放热速率缓慢,经济效益显著等优点,被广泛应用到混凝土结构工程中,例如建筑物、桥梁承台、水库大坝等。
粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒,亦称飞灰,其化学成分主要是SiO2(45%~65%)、Al2O3(20%~35%)及Fe2O3(5%~10%)和CaO(5%)等,粉煤灰作为一种优良的活性掺合料,不仅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保护环境,而且能与水泥互补短长,均衡协合,改善混凝土的一系列性能,粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。
所以,在现代混凝土中,粉煤灰已经与水泥、集料、水和外加剂同样重要,是一种矿物外加剂,也可称为第二胶凝材料,是混凝土的一种组分。
1粉煤灰在混凝土中的作用1.1粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。
掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积,大量的浆体填充了骨料间的孔隙,包裹并润滑了骨料颗粒,从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。
粉煤灰可以减少浆体与骨料间的界面摩擦,在骨料的接触点起滚珠轴承效果,从而改善了混凝土拌和物的和易性。
1.2粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水粉煤灰的掺入可以补偿细骨料中的细屑不足,中断砂浆基体中泌水渠道的连续性,同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低,因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。
1.3掺用粉煤灰,可以提高混凝土的后期强度有试验资料表明,在混凝土中掺入粉煤灰后,随着粉煤灰掺量的增加,早期强度(28天以前)逐减,而后期强度逐渐增加。
《养护方式与水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响》范文
《养护方式与水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断发展,粉煤灰混凝土因其良好的力学性能和经济性,在建筑工程中得到了广泛应用。
然而,混凝土结构在使用过程中常面临碳化问题,这对其耐久性能和使用寿命产生重大影响。
因此,研究粉煤灰混凝土的抗碳化性能及其影响因素,特别是养护方式和水胶比对其的影响,显得尤为重要。
本文旨在探讨不同养护方式和水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响,为实际工程提供理论依据。
二、粉煤灰混凝土的基本特性粉煤灰混凝土是以粉煤灰替代部分水泥的混凝土。
其优点在于能够改善混凝土的工作性能,提高其耐久性。
然而,由于粉煤灰的活性特点,混凝土的抗碳化性能易受环境因素的影响。
三、养护方式对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响(一)自然养护自然养护是指将混凝土置于自然环境中,依靠气候条件进行养护。
这种方式简单易行,但易受气候条件影响,可能导致混凝土强度发展不均。
自然养护下的粉煤灰混凝土抗碳化性能相对较弱。
(二)蒸汽养护蒸汽养护是利用蒸汽对混凝土进行加温加湿的养护方式。
这种养护方式可以加快混凝土的硬化过程,提高其早期强度和密实度,从而增强其抗碳化性能。
四、水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响水胶比是混凝土配合比设计中的重要参数,它直接影响混凝土的工作性能和强度。
水胶比越大,混凝土的孔隙率越高,碳化速度越快。
因此,较低的水胶比有助于提高粉煤灰混凝土的抗碳化性能。
五、实验研究与分析本文通过设计不同的养护方式和调整水胶比进行实验研究。
首先确定了不同的养护周期和温度条件下的混凝土试块,然后通过碳化试验测定其抗碳化性能。
实验结果表明:1. 蒸汽养护下的粉煤灰混凝土抗碳化性能明显优于自然养护;2. 较低的水胶比有利于提高粉煤灰混凝土的抗碳化性能;3. 适当的养护时间和温度对粉煤灰混凝土的抗碳化性能有积极影响。
六、结论与建议(一)结论本文通过实验研究得出结论:养护方式和水胶比是影响粉煤灰混凝土抗碳化性能的重要因素。
粉煤灰在混凝土中的适宜掺量
粉煤灰在混凝土中的适宜掺量1.4.1粉煤灰适宜掺量(1)在低水胶比条件下,水泥水化条件相对改善,因为粉煤灰水化缓慢,使混凝土的水灰比增大,水泥的水化程度因而提高,这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大。
愈加明显。
例如:原水泥用量300kg/m3,用水量180kg/m3,水灰比为0.6;掺加30%粉煤灰后为:水泥210kg/m3,粉煤灰90kg/m3,水如果仍然为180kg/m3,这时由于粉煤灰水化缓慢,待水泥水化析出Ca(OH)2后才能二次水化,这时水泥为210kg/m3,水仍为180kg/m3,即水灰比增大为0.857,水泥水化程度提高了。
(2)粉煤灰掺量大30%~45%后,混凝土数小时坍落度几乎无损失,长途运输仍能达到自密实的效果,达到用水量降低,水胶比减小,泌水率减小,密实度提高,生产出高抗渗、耐久性有两的混凝土。
(3)P.O32.5级水泥可掺到35%,P.O42.5级水泥可掺到45%左右,粉煤灰取代水泥率一般在15%~35%为宜,普通混凝土取代率最大界限为P•Ⅰ、P•Ⅱ水泥取代率为30%~50%,P•O水泥取代率为25%~40%,P•S水泥取代率为15%~20%。
预应力混凝土P•Ⅰ、P•Ⅱ水泥取代率不大于25%,P•O水泥取代率不大于15%,P•S水泥取代率不大于10%。
增钙粉煤灰取代水泥可在30%~50%或更多,中、低等级混凝土可取代更多的水泥,例如C30混凝土,水泥用量为150~240kg/m3,如果粉煤灰和矿粉复掺,水泥的用量会更低。
(4)粉煤灰化学活性相对较低,对混凝土早期强度影响较大,尤其在掺量较高的情况下,影响更大。
为了弥补此缺陷,在加入粉煤灰的同时,再掺入活性较高的磨细矿渣粉,可提高其火山灰效应,增加体系中微粒之间的化学交互、诱导和激发作用,又提提高了分体的化学活性,两种掺合料复合后,可使其取长补短,在混凝土强度发展上有一定的作用,产生单一材料不可能有的优良效果,发挥更大优势,弥补单掺粉煤灰混凝土早期强度低的缺点。
粉煤灰和炉渣作水泥混合材及粉煤灰掺量对不同水胶比混凝土的强度影响研究
西安建筑科技大学硕士学位论文
2.3.1 粉煤灰和炉渣作水泥混合材试验.................................................................9 2.3.2 泵送剂配制试验.............................................................................................9 2.3.3 混凝土拌制养护试验.....................................................................................9 2.3.4 混凝土抗压强度的测定试验.......................................................................10 3 粉煤灰及炉渣的理化性质研究.................................................................................11 3.1 粉煤灰和炉渣的物理性质 ..................................................................................11 3.1.1 粉煤灰的物理性质.......................................................................................11 3.1.2 炉渣的物理性质...........................................................................................11 3.2 粉煤灰和炉渣的化学成分及物相分析 ..............................................................11 3.2.1 X 射线荧光分析 ............................................................................................11 3.2.2 化学分析.......................................................................................................12 3.2.3 X 射线衍射物相分析(XRD)....................................................................13 3.3 本章小结 ..............................................................................................................15 4 粉煤灰和炉渣作水泥混合材配方优化研究.............................................................17 4.1 普通硅酸盐水泥 P·O42.5R 配方优化及性能研究.............................................17 4.1.1 混合材掺量对 P·O42.5R 水泥力学性能的影响 .........................................17 4.1.2 石膏掺量对 P·O42.5R 水泥力学性能的影响 .............................................17 4.1.3 所配制 P·O42.5R 水泥的细度、标准稠度需水量、凝结时间和安定性 .18 4.2 复合硅酸盐水泥 P·C42.5R 配方优化及性能研究.............................................19 4.2.1 混合材掺量对 P·C42.5R 水泥力学性能的影响 .........................................19 4.2.2 石膏掺量对 P·C42.5R 水泥力学性能的影响 .............................................20 4.2.3 所配制 P·C42.5R 水泥的细度、标准稠度需水量、凝结时间和安定性 .20 4.3 复合硅酸盐水泥 P·C32.5R 配方优化及性能研究.............................................21 4.3.1 混合材掺量对 P·C32.5R 水泥力学性能的影响 .........................................21 4.3.2 石膏掺量对 P·C32.5R 水泥力学性能的影响 .............................................22 4.3.3 所配制 P·C32.5R 水泥的细度、标准稠度需水量、凝结时间和安定性 .22 4.4 本章小结 ..............................................................................................................23 5 粉煤灰掺量对不同水胶比混凝土强度的影响研究.................................................24 5.1 粉煤灰的掺入方式和掺量 ..................................................................................24 5.1.1 粉煤灰的掺入方式.........................................................24 5.1.2 粉煤灰掺量...................................................................................................24
粉煤灰混凝土配合比研究与应用
粉煤灰混凝土配合比研究与应用摘要:粉煤灰在混凝土中使用不仅可以节省工程成本,还有助于加强混凝土的某些特性,本文就相关问题进行了探讨,希望对于同行们的工作有所指导意义。
关键词:强度、密实度、措施、分析粉煤灰是一种火山灰质材料,本身并无胶凝性能。
在常温下,有水存在时,粉煤灰可以在混凝土中进行二次反应,生成难溶的水化硅酸钙凝胶物质,不仅降低了溶出的可能,也填充了混凝土内部的孔隙,对混凝土强度和抗渗性都有提高作用。
粉煤灰的这种作用称为火山灰效应。
除了火山灰效应外,粉煤灰对混凝土力学性能及耐久性的改善还有另外两个效应:第一,形貌效应。
粉煤灰的主要矿物组成是玻璃体,这些球形玻璃体表面光滑、粒度细、质地致密、内比表面积小、对水的吸附力小,因此,粉煤灰的加入使混凝土制备需水量减小,降低了混凝土早期干燥收缩,使混凝土密实性得到很大提高;第二,填充效应。
粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中,不仅能填充水泥颗粒间的空隙,而且能改善胶凝材料的颗粒级配,并增加水泥胶体的密实度。
一、粉煤灰在混凝土中的基本效应分析在水泥混凝土中添加粉煤灰后,可以使拌合物产生三个基本效应,分别是形态效应、火山灰效应以及微集料效应。
粉煤灰混凝土中的这三个效应是积极的,可以变废为宝,改善混凝土的各向性能指标。
1、粉煤灰形态效应粉煤灰形态效应表现在粉煤灰颗粒外貌、颗粒粗细程度以及表面粗糙程度等等。
粉煤灰微珠颗粒可以产生滚珠的效果,在降低混凝土拌合物的内摩擦力的同时,可以使拌合物的和易性提高,还可以提高拌合物的均质性、粘聚性以及保水性能。
2、火山灰效应粉煤灰内部含有氧化硅以及氧化铝,这都属于活性物质,它们可以与水泥水化反应生成氢氧化钙、水化硅酸钙以及水化氯酸钙,提高混凝土的强度。
3、轻集料效应混凝土内部细小颗粒具有较强的强度,其填充在水泥颗粒间的细小空隙可以减少毛细空隙,具有一定的微骨架效果,也能够提高拌合物的微集料效应。
上面介绍了粉煤灰对混凝土的基本效应,除此之外,粉煤灰对于混凝土还具有提高硬度、减小变形、提高耐久性及降低成本的作用。
粉煤灰混凝土配合比设计及应用
粉煤灰混凝土配合比设计及应用1. 引言粉煤灰混凝土是一种利用工业废弃物粉煤灰作为掺合料的混凝土,具有环境友好、资源化利用和经济性等优势。
配合比设计是粉煤灰混凝土应用的关键环节,合理的配合比设计能够改善混凝土的力学性能和耐久性,提高工程质量。
本文将详细介绍粉煤灰混凝土的配合比设计及其在工程中的应用。
2. 粉煤灰混凝土的特点粉煤灰混凝土相比于普通混凝土具有以下特点:•粉煤灰的掺入能够大幅降低混凝土的水灰比,提高混凝土的致密性和抗渗性能。
•粉煤灰中的活性硅酸盐反应能与水中的钙氢石灰反应形成新的水化产物,增强混凝土的强度和耐久性。
•粉煤灰具有细小颗粒和球形形状,能够提高混凝土的流动性,使得施工更加便捷。
3. 粉煤灰混凝土配合比设计方法粉煤灰混凝土的配合比设计可根据工程需求和材料性能通过实验和计算来确定。
以下是常用的粉煤灰混凝土配合比设计方法:3.1 水灰比法水灰比法是一种常用的粉煤灰混凝土配合比设计方法。
首先确定混凝土所需强度等级和耐久性要求,然后根据粉煤灰的特性确定合适的水灰比。
根据混凝土的水灰比和水泥用量可以计算出水和水泥的重量,再根据配料表确定砂、石和粉煤灰的用量。
3.2 经验配合比法经验配合比法是根据类似工程经验确定混凝土配合比的方法。
结合相似工程的实际应用情况,根据不同强度等级和性能要求,可以通过试验确定合适的粉煤灰掺量和水灰比。
3.3 压实度法压实度法是通过压实实验来确定粉煤灰混凝土的配合比。
根据混凝土的强度等级和目标压实度,通过试验得出不同水灰比下的压实度曲线,确认合适的水灰比。
4. 粉煤灰混凝土的应用粉煤灰混凝土广泛应用于各种建筑和工程领域。
以下是粉煤灰混凝土的应用情况:4.1 建筑结构中的应用粉煤灰混凝土常用于大型建筑结构中,如高层建筑、桥梁和涵洞等。
由于粉煤灰混凝土具有较高的强度和抗渗性能,能够满足高强度和长寿命要求。
4.2 基础工程中的应用粉煤灰混凝土也适用于基础工程,如地基处理、地下结构和堤坝。
混凝土用粉煤灰需水量比试验探讨
(225±1g)来 确 定 对 比试 验 的 基 准 流 动 度 。 B法 :GB/
T1596则 以对比胶砂流动度 130~140mm的试验 标准为试
验胶砂加水量。现采用两种试验 方法分别测定粉煤灰 需水
量比 ,试验方案见表3。
.
(1】A法原材 料 :水 泥 (采 用GB 8076—2008附录
在 规 范 GBFi-1 596—2005dP,粉 煤 灰 需 水 量 比采 用试 验 胶 砂 流 动 度 达 到 130~140mm Fl ̄的用 水量 与 对 比胶 砂 用 水 量 1 25之 比来 表 示 。
测 定 时 ,胶 砂 配标准8J>/g 加水量/mL
簟■ 建设
J 研 究
㈡t I i g 乳』yo! 19 }e∽n{e; ,j;×tj s,l l 0 警 ;s ya a t舀0
;昆凝 土 用 粉 煤 灰 需 水 量 比试 验 探 讨
● 吴 世珍
目前 ,测 定 粉 煤 灰 需 水 量 比 的 方 法 主 要 有 G B/ T1 596~2005中 需 水 量 比 法 (B法 )和 GBf1"1 8736—2002 中矿 物 外 加 剂胶 砂 需 水 量 比法 (A法 )。 本 文 主 要 比较 两 种 试 验 方 法 ,改 变GB/T1 5965b需 水 量 比法 的 加 水 量 ,探 讨测定粉煤灰的需水量比的可行性及准确性 。
O.5mm~1.0mm的 中级砂 ),水 (洁净的饮用水 ),粉煤
技 术 应 用
灰 (深圳妈湾 电厂 , ll级灰 )。
方法 胶砂种类 水泥/g 粉煤灰/ 标准砂,g 加水量,mL 流动 度/ 试验
g
mm 结果
基准胶砂 450±2 | 1350士5 225士1 234 / A法 受检胶砂 315±1 135±1 1350士5 基准胶砂流
《2024年养护方式与水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响》范文
《养护方式与水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响》篇一摘要:本文通过实验研究,探讨了不同养护方式和水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响。
实验结果表明,合理的养护方式和适当的水胶比能有效提高粉煤灰混凝土的抗碳化性能,从而增强其耐久性和使用寿命。
一、引言随着社会经济的快速发展和基础设施建设的大规模推进,混凝土作为主要的建筑材料之一,其性能的优劣直接关系到工程的质量和耐久性。
粉煤灰混凝土的广泛应用,不仅能够有效利用工业废弃物,还能通过掺合粉煤灰提高混凝土的力学性能和工作性能。
然而,混凝土在使用过程中会面临碳化的问题,这对其耐久性产生了一定的影响。
因此,研究不同养护方式和水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响具有重要的现实意义。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用的主要材料为粉煤灰、水泥、骨料和适量的水。
其中,粉煤灰的掺入量以及水胶比是本实验研究的两个主要变量。
2. 实验方法本实验采用标准成型工艺制备混凝土试件,分别在不同水胶比和不同养护方式下进行实验。
养护方式包括自然养护、蒸汽养护和水中养护等。
通过加速碳化试验,测定混凝土的碳化深度,以评估其抗碳化性能。
三、实验结果与分析1. 水胶比对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响实验结果显示,水胶比是影响粉煤灰混凝土抗碳化性能的重要因素。
在较低的水胶比下,混凝土更为密实,能有效减缓碳化的进程。
当水胶比过高时,混凝土的孔隙率增加,导致碳化速度加快。
因此,适当降低水胶比有助于提高粉煤灰混凝土的抗碳化性能。
2. 养护方式对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响不同养护方式对粉煤灰混凝土的抗碳化性能也有显著影响。
自然养护下,混凝土逐渐获得强度,但碳化速度相对较快。
蒸汽养护能够在早期快速提高混凝土强度,并有效减缓碳化速度。
水中养护能够为混凝土提供一个湿润的环境,减少外部碳源的接触,从而有效延缓碳化的发生。
四、结论通过对不同水胶比和养护方式下粉煤灰混凝土抗碳化性能的实验研究,得出以下结论:1. 适当降低水胶比可以显著提高粉煤灰混凝土的抗碳化性能。
粉煤灰掺量和水胶比对高性能混凝土徐变性能的影响及其机理_赵庆新
混凝土的强度 较基准混凝土低, 导致 徐变增大; 当采
采用华新水泥厂生产的 P. II42. 5硅酸盐水泥, 采
用保持工作性相同降低水胶比或者延长加载龄 期以 用镇江苏源新型建材有限公司生产的苏源牌 I级粉煤
求加载时与基准混凝土强度相同时, 粉煤灰使混凝土 徐变降低。根据吴彬 [ 12] 、邹建 喜 [ 13] 、秦 鸿根 [ 14 ] 和李 益进 [ 15] 等人的研究, 对于高强混凝土, 即使水胶比相 同, 同龄期加载, 粉煤 灰仍使 混凝 土徐 变大 大下 降。
第 42卷第 12期 2 0 0 9年 12月
土木工程学报
CH INA C IV IL ENG INEER ING JOURNAL
Vo.l 42 Dec.
No. 12 2 00 9
粉煤灰掺量和水胶比对高性能孙 伟 2 缪昌文3
( 1. 燕山大学 , 河北秦皇岛 066004; 2. 东南大学, 江苏南京 210096; 3. 江苏省建筑科学研究院 , 江苏南京 210008)
Abstr act: The creep behaviors of h igh2performance concre te ( HPC) incorporated w ith 12. 5% , 25% , 40% , 60% of fly ash and w ithou,t respectively, were tested under a stress strength ratio of 40% , in order to c larify the e ffects of fly ash proport ion and water2binder rat io on spec ific creep characterist ics. The water2b inder ratios are 0. 31, 0. 35 and 0. 4, respective ly, and the tests were conducted under controlled temperature ( 20 ? 1 ) e and hum idity ( 60 ? 5 )% conditions. The results show that spec ific creep of concrete decreases w ith the decreasing water2b inder ra tio at constant fly ash conten,t and the capab ility of fly ash in h indering creep of concrete is re lated to the fly ash content at constant water2b inder ratio. The capab ility of h indering creep of concrete increases w ith the fly ash percen tage at a water2binder rat io of 0. 31, and decreases w ith the fly ash content of h igher percentage at a wa ter2b inder rat io of 0. 4. Based on the elast icity modulus of cement and fly ash part ic les tested by nano2indentation and SEM morphology of interface between fly ash and matrix in different fly ash contents, the creep mechan ism ofH PC w ith d ifferent fly ash proportions and water2 binder rat ios is analyzed. The analysis revea led that the fly ash part icles can reduce the creep ofH PC though - m icro2 aggregate effect. for its h igher e lasticity modu lus. The - m icro2aggregate effect. is affected by the interface bond ing between FA and cement paste. Compact interface bond ing can be observed when the water b inder ratio is 0. 31, and the m icro 2 aggregate effect of FA p lays a positive role . The more the m icro 2 aggrega te, the less the creep ofH PC. The
【揭秘混凝土】第95篇:水胶比与强度之间的关系
【揭秘混凝土】第95篇:水胶比与强度之间的关系
混凝土的强度是一个被广泛用来评价混凝土质量的指标。
虽然这个指标非常重要,但其他的一些指标,如耐久性、渗透性、抗磨蚀性等也非常重要,在某些工程中甚至是更重要的指标。
一般情况下,混凝土的抗压强度与水灰比或水胶比成反比,水灰比越大,强度越低,反之亦然。
用干净、坚固的骨料制成的混凝土,其强度和其他性能与单位水泥材料或胶凝材料的用水量密切相关。
混凝土中胶凝材料的强度取决于胶凝材料的质量、用量及水化度。
在温度适宜、潮湿的环境下,胶凝材料的水化会持续进行,因此混凝土的强度随时间的推移不断地增长。
因此,在任何一个龄期,混凝土的强度与原始水胶比和胶凝材料的水化度有关。
因此,及时、彻底的养护对于强度的发展是非常重要的。
水胶比相同的条件下,混凝土的强度与以下因素有关:
1.骨料的大小、形状、级配、表面纹理、强度和硬度;
2.水泥的种类和来源;
3.含气量;
4.外加剂;
5.养护时间;
混凝土试件的平均强度应等于规定强度加上误差,引起误差的因素包括:
1.原材料的变化;
2.混凝土搅拌、运输、施工等方式的变化;
3.养护方式、时间、环境等的变化;
4.实验中产生的误差;
混凝土配合比设计中,用f’c 代表28天规定强度,而实际设计的平均强度(三个试块的平均强度)必须大于规定强度,用f’cr 代表平均强度。
表1:水灰比与强度之间大致关系
最大水灰比28天规定强度f’
Mpa
c
0.50 28
0.45 31 0.40 35。
活性粉末混凝土
活性粉末混凝土是一种具有超高抗压强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料。
它基于密实堆积理论,通过去除粗骨料、优化颗粒级配、热养护来提高材料组分的细度与活性,减小材料的内部缺陷,使混凝土获得高抗压强度和高耐久性。
目前,国内外对活性粉末混凝土的组成、配合比、养护条件、强度和耐久性等方面进行了大量的试验研究,取得很多宝贵成果。
一、粉煤灰掺量对活性粉末混凝土强度影响实验原料及配比:水胶比:0.2o硅灰水泥比:0.3o石英砂用量,砂胶比:1.3,颗粒级配:3886.29:595.054(质量比)。
粉煤灰水泥比分别取0・2、。
.3、0.4o 抗压强度实验结果抗弯拉强度实验结果结论:(1)、蒸汽养护条件下的试件抗压强度达到82.8MPQ以上,标准养护条件下的试件抗压强度达8。
.IMPQ以上,由此可见,虽然在标准养护条件下活性粉末混凝土的抗压强度有所降低,但是仍高于高强混凝土。
标准养护条件下,粉煤灰掺量越高活性粉末混凝土的抗压强度越低;蒸汽养护条件下,当粉煤灰与水泥掺量比为。
.3时,活性粉末混凝土的抗压强度最高,达到1。
1.3MPQ以上。
(2)活性粉末混凝土的抗弯拉强度随粉煤灰掺量的增强而增强,而且,蒸汽养护条件下活性粉末混凝土的抗弯拉强度要远高于标准养护条件下的抗弯拉强度。
说明蒸汽养护有利于提高混凝土的抗弯拉强度。
原因:加入粉煤灰可以改善胶凝材料体系的颗粒级配,当达到粉煤灰的最佳掺量范围时,可显著提高浆体填充密实度。
水泥的粒径在3。
Um左右,在水泥生产过程中其粒径分布不够合理,颗粒间空隙较大,无法达到最佳紧密堆积。
粉煤灰的粒度分布在水泥与硅灰之间,粒度分布较为合理,增加填充到水泥大颗粒堆积的三角孔和四角孔中的细颗粒,使孔内的自由水排出,从而使混凝土在低水胶比条件下具备较高的流动性,增加体系的致密度,减小空隙率,提高胶凝体系的致密度,最终使强度增加。
参考文献口]鞠彦忠,曲晶,王德弘.粉煤灰掺量对活性粉末混凝土强度影响的研究∙2014[2]覃维祖,曹峰.一种超高性能混凝土-活性粉末混凝土.[3]张静,一种新型超高性能混凝土.2002。
混凝土强度与粉煤灰掺量的关系
混凝土强度与粉煤灰掺量的关系混凝土是一种常见的建筑材料,其强度是衡量其质量的重要指标之一。
粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料,能够有效地改善混凝土的性能,同时降低其成本。
本文将探讨混凝土强度与粉煤灰掺量的关系,包括掺入粉煤灰对混凝土强度的影响、粉煤灰的物理化学特性、粉煤灰掺量的选择和掺入粉煤灰后混凝土的性能改善机制等方面。
一、掺入粉煤灰对混凝土强度的影响粉煤灰是一种细粉状的矿物质,由燃烧煤炭时产生的煤灰经过细磨而成。
它的主要成分是氧化硅、氧化铝和氧化铁等,具有高度的活性,能够与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料,从而提高混凝土的强度和耐久性。
粉煤灰掺量的多少会直接影响混凝土的强度。
掺入较少的粉煤灰可以提高混凝土的早期强度,但长期强度提高的效果不明显。
而当掺入量逐渐增加时,混凝土的强度也会随之提高。
然而,当掺入量超过一定比例时,混凝土的强度反而会下降,这是因为过多的粉煤灰会影响混凝土的性能,使其难以达到设计强度。
二、粉煤灰的物理化学特性为了更好地理解粉煤灰对混凝土性能的影响,我们需要了解其物理化学特性。
1.粉煤灰的粒度特性粉煤灰的粒度特性是影响其胶凝性能的重要因素。
通常将粉煤灰分为三类:I类粉煤灰的平均粒径小于10微米,II类粉煤灰的平均粒径在10-30微米之间,III类粉煤灰的平均粒径大于30微米。
在混凝土生产中,一般采用I类和II类粉煤灰,因为它们的活性较高,能够更好地与水中的钙离子反应。
2.粉煤灰的化学成分粉煤灰的化学成分直接影响其胶凝性能。
其中,SiO2、Al2O3和Fe2O3是粉煤灰的主要成分,它们能够与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料。
此外,粉煤灰中还含有一定量的无机盐、重金属和放射性元素,需要进行严格的控制,以确保混凝土的安全性和可靠性。
3.粉煤灰的活性粉煤灰的活性是指其与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料的能力。
活性越高,胶凝能力就越强,能够更好地改善混凝土的性能。
活性主要受粉煤灰的成分、粒度、烧结温度等因素的影响。
混凝土配合比参数:水胶比【范本模板】
混凝土配合比参数:水胶比水胶比是指混凝土用水量与胶凝材料用量的比值,水胶比是混凝土配合比的重要参数,混凝土的很多性能都与水胶比有直接的关系,如工作性、强度、耐久性等。
(1)水胶比与强度的关系在胶凝材料品种、质量和掺量确定不变的条件下,水胶比的大小直接决定混凝土强度.混凝土强度随着水胶比的减小而变大,强度随着水胶比的增大而降低。
水胶比的变动与强度的变化不是显简单的线性关系,在不同的水胶比范围内水胶比变化0。
01对强度产生的影响有很大区别,水胶比越小,同样的变化对强度影响越大。
过去只使用水泥一种胶凝材料,水泥的品种和质量一旦确定,水灰比的大小直接影响混凝土强度。
如今,胶凝材料不在是单一的水泥,还包括矿物掺合料,水胶比与强度的关系变得相对复杂,相同的水胶比,强度不一定相同,有时甚至有很大的差别。
例如,水泥和粉煤灰品种和质量不变,相同的水胶比0。
5,粉煤灰掺量30%与粉煤灰掺量50%配制的混凝土28d强度显然具有很大的差别;再如,相同的水胶比0.5,粉煤灰掺量30%与矿粉掺量30%配制的混凝土28d强度也是不同的;再如,相同的水胶比0。
5,掺量同为30%的I级粉煤灰II级粉煤灰配制的混凝土28d强度也不相同。
等等……都说明现在混凝土水胶比与强度的影响不在是单一的影响,两者关系十分复杂,受矿物掺合料品种、质量、细度(比表面积)、活性、掺量等多种因素制约,甚至同种矿物掺合料,同样的质量等级都会有很大的差别,但原材料和掺量一旦确定后,仍然符合水胶比与强度反比关系,只是更加不是线性关系。
(2)水胶比对工作性的影响水胶比的大小对混凝土浆体稠度有直接的影响,水胶比越大,浆体稠度越低,浆体的抑制骨料下沉的浮力越小,混凝土就越容易分层,反之浆体稠度越大,混凝土抗离析能力越强.水胶比较大的低强度等级混凝土,浆体浓度低,混凝土粘聚性差,保水性不足,混凝土容易泌水、离析,宜使用低外加剂掺量并适当提高砂率,改善保水性。
而在低水胶比的高强混凝土中,浆体的浓度大,混凝土粘聚性较好,保水性好,但粘度大,工作性差,再不增加用水量的情况下,应使用较高的外加剂掺量提高混凝土工作性.(3)水胶比与矿物掺合料掺量在水胶比不变的情况下,由于矿物掺合料的活性低于水泥的活性,随着矿物掺合料掺量的增加,混凝土早期强度降低。
高掺量粉煤灰在混凝土试验及配合比的应用
高掺量粉煤灰在混凝土试验及配合比的应用摘要:随着对高性能混凝土的不断深入研究,高掺量粉煤灰高性能混凝土已不存在技术上的推广障碍,关键在于转变观念,积极开发和应用。
关键词:高掺量粉煤灰混凝土、材料选用、配合比近几年,新型混凝土层出不穷,有不少新品种的外加剂也相继问世,各种掺合料被开发利用后变废为宝,其中粉煤灰和外加剂的应用也大大改善了混凝土的性能。
在普通混凝土中掺人粉煤灰和外加剂是混凝土材料今后发展的方向之一,同时也是实现可持续发展,保护生态环境,发展绿色高性能混凝土的有效途径之一,有着重要的社会经济意义。
本文就高掺量粉煤灰高性能混凝土在工程中的实际应用情况作如下分析介绍。
1工程实例1.1工程概况该工程为某一生产楼工程,建筑面积为24575m2,高度为116.8m,钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,基础底板为大体积混凝土。
1.2混凝土材料选用水泥:水泥为42.5级矿渣水泥,R3=25.3MPa,R28=51.7MPa。
砂:水库库区河砂,级配符合规范要求,细度模数为3.2。
石子:5~31.5mm碎石,单粒级合格。
外加剂:HPCA-600聚羧酸高效减水剂。
粉煤灰:干排II级粉煤灰,其性能配比见表1。
1.3配合比要求与试配设计强度等级为C40,抗渗等级为P8,泵送坍落度140~160mm缓凝时间5~6小时。
不同方案的混凝土配合比及性能见表2~4。
表1粉煤灰的性能配比%1.4 施工现场配合比与工作性工程实践证明,施工现场配合比应按2#水泥配合比执行。
现场实测,坍落度为160mm,容重为2385kg/m3凝结时间:初凝为6小时40分,终凝为10小时55分。
28天抗压强度结果见表5。
现场观察到高掺量粉煤灰及掺聚羧酸高效减水剂的高性能混凝土的和易性、粘聚性、保水性好,流动性大,无离析泌水现象。
混凝土水平泵送55m(3个弯管),垂直泵送45m(3个弯管),泵送一次成功,泵送性能良好。
现场制作的抗渗混凝土试件在2.5MPa水压下,渗水高度平均值56mm。
浅析粉煤灰掺量与混凝土强度关系
能施工是否严格按照设计的标准进行等。
再次,检查外墙体的密封性是否良好,这是关系到墙体的保温性能和防水性能的关键,所以一定要仔细检查墙体的孔洞是否被填充到位。
2.2屋面节能质量的验收屋面节能质量的验收一定要检查保温材料的材质、密度和传热系数是否符合最初的设计需求;保温材料的安装是否增加了防潮设置,其天窗的坡度设计应该符合实际建设的需要;保温板材的安装应该平整、干净,如果有渣滓有可能会影响密封条的沾粘性,从而使保温效果不理想。
2.3地面节能质量的验收地面的节能质量验收包括建筑品质是否符合设计的标准,这主要是以建筑设计的图纸或者样品为参照对象,来评判整个地面节能建设的质量;基层是否平坦整齐,可以通过技术手段来检查它是够符合建筑技术的标准;对于耗能材料质量的检查,一方面看其质量是否达标,另一方面要看这些材料的作用是否完全发挥出来等等。
2.4门窗节能质量的验收门窗节能是建筑节能的重要环节,可以通过检查报告或施工记录等方式,来检查门窗玻璃的材质以及安装是否符合要求,如果不符合应当即刻采取相应的办法;对其密封性要进行仔细的检验,否则就达不到保温防潮的施工要求,无论是一般的玻璃还是中空玻璃的安装都是如此。
3结束语建筑节能技术的采用,对于提高建筑材料的使用效率、加快建筑施工的进度和提高工程的建设质量具有十分重要的作用,它不仅是建筑行业提高经济效益的必然选择,同时也是现代社会发展的必然要求。
节能技术不仅具有节约资源的功能,更具有保证建筑质量的效果,成为建筑单位竞相使用的新型技术,但是在实际的建筑施工应用中,还需要加强技术的应用研究才能真正发挥其作用,保证建筑在验收时的质量。
参考文献:[1]王尧.浅析建筑工程施工中节能施工技术的应用及其质量的验收[J].中华民居,2012(1).[2]陈继成.探讨建筑工程施工中节能施工技术的应用及其质量的验收[J].河南科技,2013(4).[3]胡振光.基于建筑节能施工技术应用及其质量验收的论述[J].科技创新与应用,2013(25).[4]董生福.浅析建筑节能施工技术的运用与质量验收[J].中国住宅设施,2011(4).[5]莫海涛.建筑节能工程施工技术的应用及其质量验收浅析[J].科技风,2010(22).(上接第137页)摘要:同一配合比,保持胶凝材料总量不变,改变粉煤灰取代量,在自然环境中冻融循环一定次数后与标准条件养护下试件的抗压强度对比,找到强度最佳的粉煤灰掺量。
水胶比对粉煤灰混凝土坍落度和抗压强度的影响
水胶比对粉煤灰混凝土坍落度和抗压强度的影响水胶比对粉煤灰混凝土坍落度和抗压强度的影响摘要:研究粉煤灰混凝土物理力学性质—坍落度、抗压强度随水胶比的变化规律,并对抗压强度曲线进行回归分析。
结果表明:(1)坍落度与水胶比不是简单的线性关系,而是呈波动变化,最大值为24mm,最小值为22mm;(2)粉煤灰混凝土7天的抗压强度最大值为55.4MPa,最小值为48.3MPa;而养护28天抗压强度最大值、最小值为62.3MPa、53.5MPa;(3)7天与28天的抗压强度值相差不大。
关键词:水胶比;粉煤灰混凝土;坍落度;抗压强度1 引言目前我国主要是火力发电,燃烧煤炭后,将产生大量的粉末状废弃物—粉煤灰,并且随着经济的发展,排放量越来越大。
将粉煤灰作为一种混凝土掺合料,减少水泥的使用量已广泛应用于农业等相关行业中。
如何更加有效合理的利用粉煤灰,走可持续发展道路,变废为宝,已成为同行研究的热点问题之一。
高风岭、钱觉时等研究了不同掺量、不同品质的粉煤灰对混凝土强度、和易性等性能的影响,但没有考虑固定掺量粉煤灰,混凝土强度、坍落度等随水胶比的变化。
本文主要研究粉煤灰掺量一定时,水胶比对粉煤灰混凝土的坍落度、强度等的影响,揭示坍落度、强度随水胶比的变化规律,为合理制备混凝土、提高混凝土的利用提供参考依据。
2 实验2.1 原材料P.O 42.5普通硅酸盐水泥,水泥密度3.0g/cm3;泰安干河砂,最大粒径5mm,级配良好,堆积密度1668kg/m3;济南港沟碎石,最大粒径25mm,级配较差,堆积密度1550 kg/m3;济南黄台电厂Ⅰ级粉煤灰,密度2.5g/cm3。
2.2 配合比通过掺加粉煤灰制备了四组工业废渣混凝土材料,粉煤灰约为水泥质量的16.6%。
2.3 实验方法2.3.1 流动性能测试。
采用标准坍落度桶,即上桶口圆心半径50mm,下桶口半径100mm,桶高为300mm。
每次装填100mm,并围绕着外桶壁敲击,以使混凝土密实均匀,直至填满,最后清除桶口的多余混凝土。
水胶比对掺粉煤灰混凝土强度的试验研究
水胶比对掺粉煤灰混凝土强度的试验研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的材料之一,而掺粉煤灰混凝土是一种经济环保的混凝土,其使用可以节约水泥和降低碳排放。
水胶比是影响混凝土强度的重要因素之一,因此对于掺粉煤灰混凝土的水胶比进行研究具有重要意义。
二、实验目的本实验旨在通过对不同水胶比下掺粉煤灰混凝土强度的试验研究,探究水胶比对掺粉煤灰混凝土强度的影响。
三、实验设计1. 材料准备:水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、膨胀剂等。
2. 实验分组:将试验样品分为5组,分别采用不同的水胶比进行配制。
3. 实验步骤:(1)按照各组配合比将材料称量,并将其放入搅拌机中进行搅拌;(2)将搅拌好的混凝土倒入模具中,并压实;(3)养护28天后,进行强度测试。
四、实验结果1. 混凝土配合比:组别水泥(kg)粉煤灰(kg)细骨料(kg)粗骨料(kg)水(kg)膨胀剂(g)1 350 100 800 1000 175 102 350 100 800 1000 200 103 350 100 800 1000 225 104 350 100 800 1000 250 105 350 100 800 1000 275 102. 强度测试结果:组别压缩强度(MPa)28天平均值标准差1 30.2 2.32 35.6 1.83 38.4 2.54 41.1 2.95 43.8 3.6五、实验分析通过实验结果可以看出,随着水胶比的增加,混凝土的强度也逐渐增加。
其中,水胶比为275时,混凝土的压缩强度最大,达到了43.8MPa。
这是因为随着水胶比的增加,混凝土中水的含量增加,使得混凝土中的孔隙率增加,从而使得混凝土的强度下降。
但是当水胶比超过一定范围后,混凝土中水的含量增加所带来的负面影响逐渐减小,而水分会填充混凝土中的孔隙,从而使得混凝土的强度提高。
六、结论本实验通过对不同水胶比下掺粉煤灰混凝土强度进行试验研究,得出了以下结论:1. 水胶比对掺粉煤灰混凝土强度有显著影响;2. 当水胶比为275时,掺粉煤灰混凝土具有最大的压缩强度。
掺粉煤灰泵送溷凝土水灰比与强度关系的探讨
掺粉煤灰泵送混凝土水灰比与强度关系的探讨
粉煤灰混凝土工作机理
用优质的粉煤灰等量或超量取代水泥,一方面可以降低企业的生产成本,另一方面可以改善混凝土的工作性、耐久性。
其工作机理主要表现在:
1粉煤灰是由大小不等的球状玻璃体组成。
表面光滑致密,加入混凝土中可以起到圆球的作用,新拌混凝土中水泥颗粒容易积聚成团,粉煤灰的掺入可有效分散水泥颗粒,使水泥水化更充分,释放出更多的水泥浆体来润滑骨料,同时高效减水剂的加入使混凝土的水灰比降到更低,能减少其泌水和离析,提高水泥浆的密实度,使混凝土具有良好的保水性和工作性,有利于泵送施工。
2火山灰混合效应,粉煤灰颗粒与水泥中的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶,随着龄期的增长粉煤灰与氢氧化钙反应的水化硅酸钙不断增多,使混凝土后期的强度不断增长。
原材料
水泥。
32.5P.O, 42.5P.O,砂μ=2.6,碎石5~25mm,压碎指标6%,卵石同。
粉煤灰一级0.045mmR8.0%,需水量比93%,外加剂NF高效泵送剂。
取代量5、15、25%,卵石容重2430,碎石2460。
配合比设计依据GJ55-2000。
卵石
碎石
注:F—混凝土配制强度与水泥实测强度的比值,X—灰水比,R—相关系数,S—标准偏差,Cv—变异系数,A、B分别为混凝土强度关系式中a a、b b系数值。
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【技术交流】“混凝土强度—粉煤灰掺量—水胶比”关系探究与应用2015-07-15耿加会“混凝土强度—粉煤灰掺量—水胶比”关系探究与应用耿加会1余春荣2(1.舞阳县惠达公路工程有限公司,河南,舞阳,4624002.建筑材料工业技术情报研究所,北京,朝阳,100024)【摘要】粉煤灰作为商品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——粉煤灰掺量——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啊入的研究。
本文通过大量的试验数据,探讨“混凝土强度——粉煤灰掺量——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0概述商品混凝土经过三十年的发展,截止2013年底产量己达21.96亿m3/年,比2012年﹙18.49亿m3/年﹚增长了18.77%,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[1];粉煤灰以其诸多优点成为混凝土的重要组成部分[2]。
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。
上世纪80年代我国杰出的粉煤灰学者沈旦申[3]提出了“粉煤灰效应”假说:形态效应、填充效应、火山灰效应。
英国的Dunstan 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——水灰比”二元关系转变成“混凝土强度——粉煤灰掺量——水胶比”三元关系(如图[4])。
0—1“混凝土抗压强度——粉煤灰掺量——水胶比”的关系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[3]‘[5]。
本文在混凝土强度指标的基础上对粉煤灰掺量与水胶比的关系上进行探讨,力求找到“混凝土强度——粉煤灰掺量——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1.1水泥宝丰大地水泥P.O42.5,其物理力学性能如表1-1。
表1-1 水泥的物理与力学性能细度(%)标准稠度用水量(%)抗折强度(MPa)抗压强(MPa)凝结时间(min)3d 28d 3d 28d 初凝终凝2.1 26.6 5.4 7.2 30.8 46.7 188 225 1.2粉煤灰平顶山姚孟电厂Ⅱ级灰,其性能如表1-2。
表1-2 粉煤灰性能细度(%)需水量比(%)活性指数(%)烧失量7d 28d15.4 98 74 78 3.6 1.3粗集料舞钢市矿山碎石,其性能指标如表1-3。
表1-3 舞钢碎石性能指标表观密度(㎏/㎡)堆积密度(㎏/M3)空隙率(%)针片状含(%)压碎值(%) 级配(㎜)2690 1580 41 5.2 9.5 5-25 1. 4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1-4。
表1-4 河砂性能指标表观密度(㎏/m3)堆积密度(㎏/m3)空隙率(%)细度模数(%)颗粒级配2550 1530 40 2.7 Ⅱ区1. 5减水剂脂肪族复合高效减水剂,其性能指标见表1-5。
表1-5 减水剂性能指标凝结时间(h)抗压强度比(%)密度g/m 掺量% 减水率% 含气量%初凝终凝7d 28d1.192.0 21.5 2.5 6 8 142 1302.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C10~C60,水胶比的变化范围为0.7~0.3,胶凝材料的用量也从300~550 kg/m3。
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:300kg/m3、350 kg/m3、410 kg/m3、470 kg/m3和540 kg/m3;水胶比为:0.60、0.50、0.42、0.35和0.30;粉煤灰掺量为:10%、20%、30%、40%和50%;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180~200mm的范围内,进行混凝土强度试验,其试验结果如下:表2-1 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料总量(kg)掺量λ(%)7d(MPa)28d(MPa)变化κ(%)λ/κ0.6 300 0 26.9 32.3 ————10 24.8 30.1 -7 1.4 20 21.9 28.0 -13 1.5 30 17.7 25.4 -21 1.4 40 14.1 21.3 -34 1.2 50 10.2 15.7 -51 1.00.5 350 0 33.7 41.2 ————10 31.2 39.4 -4 2.5 20 27.8 37.2 -10 2.0 30 24.2 33.7 -18 1.7 40 18.7. 27.3 -34 1.2 50 13.5 23.2 -44 1.10.42 410 0 39.8 47.7 ————10 39.1 46.9 -2 5.0 20 35.6 43.7 -8 2.5 30 30.9 40.6 -15 2.0 40 26.2 33.5 -30 1.3 50 21.1 29.8 -38 1.3水胶比料总量(kg)掺量λ(%)7d(MPa)28d(MPa)变化κ(%)λ/κ0.35 470 0 47.5 56.4 ————10 48.7 57.6 +2 5.0 20 47.2 55.5 -2 10.0 30 44.3 51.2 -10 3.0 40 37.5 46.7 -17 2.4 50 29.9 39.2 -30 1.70.3 540 0 57.8 65.8 ————10 58.4 67.9 +3 3.3 20 57.6 65.8 0 ——30 52.9 63.1 -4 7.5 40 45.5 57.4 -13 3.1 50 35.3 46.1 -30 1.7注:λ/κ表示强度每变化1%,粉煤灰掺量变化情况;+表示强度增加,-表示强度降低。
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7d强度的降低幅度均大于混凝土28d强度变化的幅度;从28d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10%时,混凝土28d强度下降7%,粉煤灰掺量为50%时混凝土28d强度降低下降51%。
而水胶比为0.3,粉煤灰掺量为10%时,混凝土28d强度上升了3%,粉煤灰掺量50%时混凝土28d强度降低下降了30%,水胶比0.6时的混凝土28d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28d强度每变化1%,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10%~50%,混凝土28d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10%~50%,混凝土28d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,λ/κ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28d强度降低的幅度在缩小(例如,粉煤灰掺量为30%:水胶比0.6时,混凝土28d强度降低了21%;水胶比0.5时,混凝土28d强度降低了18%;水胶比0.42时,混凝土28d强度降低了15%;水胶比0.35时,混凝土28d强度降低了10%;水胶比0.3时,混凝土28d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[6]。
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[7]。
中国建材院董刚[8]研究表明:水泥浆体中粉煤灰在14d前反应较少(仅为2.5%),28d以后粉煤灰的反应程度才开始逐渐增大,到180d 仅有20%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。
水泥的活性好、反应速度远远大于粉煤灰,在水胶比相同的条件下,水泥之间的孔隙可以得到水泥水化产物的有效填充,随着粉煤灰掺量的增加,水泥熟料矿物成分相对减少,水胶比不变,而水灰比增大,产生的水化产物也减少,不能足以填充颗粒间的空隙,混凝土中水泥石有大量的孔隙存在,混凝土强度降低。
粉煤灰掺量越大,未被填充的空隙越多,混凝土降低的幅度越大。
水泥的水化及粉煤灰利用水泥水化产物Ca(OH)2二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,使混凝土浆体孔隙率得到有效降低,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50%的粉煤灰等量替代水泥,由于粉煤灰是利用水泥的水化产物进行二次水化反应,使混凝土中早期参与水化反应的水泥的“水灰比”变大。
如果不考虑粉煤灰对水的表面物理吸附作用,初期实际参与水泥水化的“水灰比”接近0.6,远远高于水泥理论上完全水化所需要的水灰比,此时可以认为水泥水化不受水化空间的制约,较之于水灰比为0.30的纯水泥浆体,掺粉煤灰的浆体中水泥组分可达到较高的水化程度。
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。