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掺入粉煤灰和矿粉的混凝土应用研究.doc

掺入粉煤灰和矿粉的混凝土应用研究   【摘要】粉煤灰和矿粉作为掺合料已被广泛应用到混凝土工程中,它们不但能提高混凝土的基本性能,同时也能起到降低生产成本、节约资源、保护环境等作用。本文通过结合工程实例,对混凝土中掺入粉煤灰和矿粉进行了技术经济分析与研究。   【关键词】粉煤灰 ;矿粉;混凝土;试验;经济   1 引言   混凝土作为一种建筑材料,是被广泛地应用在建筑工程中。随着混凝土技术的不断发展,水泥已经不再是混凝土中胶凝材料唯一的选择了。目前,粉煤灰和矿粉作为掺合料相继被应用在混凝土技术中。   大量实践工程表明,将粉煤灰和矿粉以合适的复合比例和总掺量掺入混凝土,充分利用水泥熟料、粉煤灰和矿粉的不同性质,能够在混凝土中充分发挥优势互补的作用,提高混凝土的各方面基本性能。同时合理利用粉煤灰和矿粉在混凝土中的应用,对降低生产成本、节约资源、保护环境等方面,有着重要的技术经济和社会意义。因此研究掺入粉煤灰和矿粉的混凝土应用技术,对社会发展有着重要的价值意义。   2 掺入粉煤灰和矿粉的混凝土试验配合比设计原理   根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55―2011)标准要求,混凝土配合比以基准配合比为基础,然后通过结合试验,按混凝土的和易性、强度要求、材料情况及施工条件等,计算出初步配合比。然后在此基础上,再采用“等量取代法”掺入粉煤灰和矿粉进行混凝土配合比设计。   3 掺入粉煤灰和矿粉的混凝土应用实例   某工程为框架剪力墙结构,其中十六层至屋面剪力墙混凝土设计强度为C25, 设计要求坍落度为120~160mm,现以此对混凝土中掺入粉煤灰和矿粉采取“等量取代法”进行配合比设计,然后进行混凝土试验,最后对混凝土进行性能和技术经济分析。   3.1 原材料   水泥:用芜湖海螺水泥厂生产的P?O42.5的水泥,其实测强度3d为25.4MPa, 28d为51.0MPa。   中砂:用长江中砂,细度模数为2.5,含泥量为0.8%,泥块含量为0.5%,属于Ⅱ区级配区,级配合格。   碎石:用粒径为5~31.5mm的泾县碎石,含泥量为1%,泥块含量为0.5%,压碎指标为9.5%。   粉煤灰:用马鞍山电厂Ⅰ级粉煤灰,细度为10%。   矿粉:用朱家桥S95系列矿粉,活性指数28天为97%。   减水剂:用芜湖三星混凝土外加剂厂SP406高效减水剂,减水率为18%。   3.2 配合比设计   根据混凝土试配经验,混凝土配合比试配取水胶比为0.524,即用水量为178kg/m3,胶凝材料用量为340kg/m3;砂率取40%,即砂用量为751kg/m3,石用量为1127kg/m3;减水剂掺量为1.3%,即减水剂用量为4.42kg/m3。其中粉煤灰等量取代水泥掺量为0、10%、20%,矿粉等量取代水泥掺量为10%、20%、30%,具体胶凝材料用量见表1。   4 试验与分析   粉煤灰、矿粉和水泥掺量的多少,对混凝土的工作性能和抗压强度有着不同程度的影响。现根据标准要求,通过试验测定混凝土拌合物的坍落度,然后观察其拌合物性能,最后对混凝土进行龄期为7d、28d和60d的抗压强度试验,试验结果见表1。   4.1 掺入粉煤灰和矿粉的混凝土抗压强度分析   从表1混凝土试验强度结果可以看出,随着粉煤灰和矿粉总量的增加,混凝土龄期为7d的抗压强度相应的降低,混凝土龄期为28d的抗压强度也基本相应的降低,混凝土龄期为60d的抗压强度数值相差不大,有的抗压强度甚至会提高。   因此,掺入粉煤灰和矿粉的混凝土早期抗压强度低,后期抗压强度显著提高。这是由于水泥、粉煤灰和矿粉三种胶凝材料,水泥水化速度较快,而粉煤灰和矿粉活性较低,水化速度较慢,导致掺入粉煤灰和矿粉的混凝土早期抗压强度较低。而后期由于粉煤灰和矿粉的不同粒径填充水泥的孔隙,改善了混凝土的孔结构,提高了混凝土的密实度,导致混凝土的强度提高。   4.2 掺入粉煤灰和矿粉的混凝土技术经济分析   从表1试验结果可以看出,每一组混凝土配合比的坍落度均能满足设计要求,但FKS-9组拌合物性能出现离析现象,其它都良好。但在混凝土配置设计过程中,不仅要满足施工设计要求,也要本着节约资源,降低材料成本的原则,使建筑材料行业和谐健康发展。   通过市场了解,水泥单价为280元/吨,粉煤灰单价为165元/吨,矿粉单价为210元/吨。现对满足施工设计要求的8组混凝土每立方米所用胶凝材料成本进行分析与比较,得出FKS-6组所用胶凝材料(水泥204kg、粉煤灰68kg和矿粉68kg)成本最低,为82.62元。因为水泥、粉煤灰和矿粉的不同粒径、不同形态、不同活性而进行合理而有效的搭配,使得粉煤灰和矿粉充分发挥相互补充,产生叠加效应,最终得到最优效果。但在混凝

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