粉煤灰摻量對混凝土抗壓強度的影響

趙 莉 丁志宇 時瑞國

(1.河北勞動關系職業學院，河北 石家莊 050002； 2.邢臺職業技術學院，河北 邢臺 054035)

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粉煤灰摻量對混凝土抗壓強度的影響

趙 莉1丁志宇1時瑞國2

(1.河北勞動關系職業學院，河北 石家莊 050002； 2.邢臺職業技術學院，河北 邢臺 054035)

采用相同水灰比、相同砂率，以粉煤灰為單一變量，通過10組摻加粉煤灰的混凝土進行試驗，得出粉煤灰對混凝土抗壓強度的影響。試驗結果表明：隨著粉煤灰摻量的增大，對混凝土的早期強度影響不大，后期強度出現波動，先增加后減小；當粉煤灰摻加量為30%時，混凝土的后期強度最大。

粉煤灰，混凝土，抗壓強度，硅酸鹽水泥

0 引言

粉煤灰是我國燃煤電廠排放量最大的灰色粉狀工業廢棄物之一，有關資料顯示，到2020年我國粉煤灰的年總排放量將會達到30多億噸，對環境造成了嚴重污染[1]。利用粉煤灰作為摻加料以代替部分水泥配制混凝土，不僅可以節約大量的水泥和細骨料，還可以減少粉煤灰對生態環境的污染，達到粉煤灰的合理利用，并且粉煤灰可以降低混凝土的水化熱[2]、同時提高混凝土拌合物的和易性，達到改善混凝土性能，從而達到降低成本和工程造價的目的[3]。本文擬通過試驗研究粉煤灰對混凝土抗壓強度的影響。

1 試驗概況

1.1 主要原材料

本試驗采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細度模數為2.3級配良好的中砂，5 mm～20 mm連續級配的石子，粉煤灰的燒失量為2%，外加劑為聚羧酸，其減水率為25%，試驗所用的水是自來水。

1.2 混凝土配合比

JGJ 55—2000普通混凝土配合比設計規程[4]中規定了工業與民用建筑所用鋼筋混凝土最小水泥用量為260 kg/m3，所以本試驗取水泥量分別為250 kg/m3，設定粉煤灰的摻量從40 kg/m3到130 kg/m3，考慮到與工程實踐相結合，本試驗將混凝土的坍落度定在160 mm，水灰比定為0.45。隨著粉煤灰摻量的增加，由于粉煤灰的需水量較大，造成試件的流動性較差，為了提高混凝土拌合物和易性，所以增加了外加劑的摻量。本文采用的粉煤灰混凝土配合比如表1所示。

1.3 試件制備

本次試驗參照GB/T 50080—2002普通混凝土拌合物性能試驗方法標準制備100 mm×100 mm×100 mm混凝土立方體試件30個。試件制作前，先檢查試模、擰緊螺栓，并在模具內表面輕輕刷抹一層油脂。將混凝土拌合物裝入試模并使其稍有富裕，然后振動試模，試模表面呈現水泥漿后，去除富裕的拌合物并用抹刀抹平。試件成型后，在混凝土初凝前1 h～2 h內需進行抹面，要求沿模口抹平。放置24 h后對試件進行編號、拆模，然后將試塊馬上送入養護室中，使其在架上保持10 mm～20 mm的距離，并應避免用水直接沖淋試件。

1.4 試驗設備

按照GB/T 50081—2002普通混凝土力學性能試驗方法標準[5]進行試驗，在河北勞動關系職業學院材料結構試驗室對粉煤灰混凝土試塊進行測試。試驗過程中所用到的主要儀器設備包括：

1)HJW60型單臥軸強制式混凝土攪拌機；

2)量筒、鋼尺及其他工具等等；

3)混凝土振動臺；

4)YAW-2000型微機控制電液伺服壓力試驗機。

表1 粉煤灰混凝土的配合比

2 試件的測試和試驗的結果

2.1 試件的測試結果

對粉煤灰混凝土試件進行抗壓強度試驗，將所得試驗數據進行處理，其工作性能及結果見表2。

表2 各組粉煤灰混凝土的強度、工作性能

2.2 數據分析

根據試驗所得數據，繪制出水泥量為250 kg/m3的粉煤灰混凝土的抗壓強度變化曲線，見圖1。

2.3 試驗數據分析

從圖1粉煤灰混凝土強度的變化曲線可以看出：當粉煤灰摻量較小時，粉煤灰混凝土的早期強度變化不大，隨著粉煤灰摻量的增大，粉煤灰混凝土的早期強度逐漸增加；隨著粉煤灰摻量的增大，后期強度的增加出現波動，呈現先增加后減小的變化，當粉煤灰摻加量為30%時，混凝土的后期強度最大。

3 結語

將粉煤灰作為水泥混凝土中的一個重要成分組分，對其進行配合比設計并將其應用到實際工程中，是對傳統水泥混凝土的重大的發展之一。以粉煤灰取代部分水泥時，控制水灰比一定，增加粉煤灰的摻量，可以提高混凝土的強度，同時試驗中增多了外加劑聚羧酸的摻量，所以若未來聚羧酸的成本降低，將對工程中的經濟問題有很大的改善。由試驗可以看出，增加粉煤灰在混凝土中的摻量可以使水泥突破260 kg/m3的最小水泥用量，并且未影響混凝土的強度，這樣就為減少水泥用量同時增加粉煤灰摻量提供了空間，但是粉煤灰在混凝土中摻量的極值還有待進一步研究。

[1] 趙 晉.摻用粉煤灰和硅粉對混凝土性能影響的試驗研究[J].山西水利科技，2015,2(1)：90-92.

[2] 王 沖.粉煤灰與礦渣的早期火山灰反應放熱行為及其機理[J].硅酸鹽學報，2012,40(7):1050-1058.

[3] 孫氰萍.大摻量粉煤灰混凝土的特性[J].混凝土，2007(2):16-23.

[4] JGJ 55—2000,普通混凝土配合比設計規程[S].

[5] GB/T 50081—2002,普通混凝土力學性能試驗方法標準[S].

The effect of fly ash on compressive strength of concrete

Zhao Li1Ding Zhiyu1Shi Ruiguo2

(1.HebeiLaborRelationsVocationalCollege,Shijiazhuang050002,China;2.XingtaiVocationalandTechnicalCollege,Xingtai054035,China)

Using the same water grey ratio, the same sand rate, and the coal ash as a single variable, the experiment was carried out by 10 groups of concrete with powdered coal ash. The effect of fly ash on compressive strength of concrete is obtained. The results of the experiment show that with the increase of the amount of fly ash, the effect of the early strength of the concrete is small, and the later strength fluctuates, and then decreases after the first increase; the later strength of concrete is maximal when the mixture of fly ash is 30%.

fly ash, concrete, compressive strength, portland cement

1009-6825(2017)17-0106-02

2017-03-17

趙 莉(1987- )，女，碩士，助教

TU502

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