粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响

赵 莉 丁志宇 时瑞国

(1.河北劳动关系职业学院，河北 石家庄 050002； 2.邢台职业技术学院，河北 邢台 054035)



粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响

赵 莉1丁志宇1时瑞国2

(1.河北劳动关系职业学院，河北 石家庄 050002； 2.邢台职业技术学院，河北 邢台 054035)

采用相同水灰比、相同砂率，以粉煤灰为单一变量，通过10组掺加粉煤灰的混凝土进行试验，得出粉煤灰对混凝土抗压强度的影响。试验结果表明：随着粉煤灰掺量的增大，对混凝土的早期强度影响不大，后期强度出现波动，先增加后减小；当粉煤灰掺加量为30%时，混凝土的后期强度最大。

粉煤灰，混凝土，抗压强度，硅酸盐水泥

0 引言

粉煤灰是我国燃煤电厂排放量最大的灰色粉状工业废弃物之一，有关资料显示，到2020年我国粉煤灰的年总排放量将会达到30多亿吨，对环境造成了严重污染[1]。利用粉煤灰作为掺加料以代替部分水泥配制混凝土，不仅可以节约大量的水泥和细骨料，还可以减少粉煤灰对生态环境的污染，达到粉煤灰的合理利用，并且粉煤灰可以降低混凝土的水化热[2]、同时提高混凝土拌合物的和易性，达到改善混凝土性能，从而达到降低成本和工程造价的目的[3]。本文拟通过试验研究粉煤灰对混凝土抗压强度的影响。

1 试验概况

1.1 主要原材料

本试验采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，细度模数为2.3级配良好的中砂，5 mm～20 mm连续级配的石子，粉煤灰的烧失量为2%，外加剂为聚羧酸，其减水率为25%，试验所用的水是自来水。

1.2 混凝土配合比

JGJ 55—2000普通混凝土配合比设计规程[4]中规定了工业与民用建筑所用钢筋混凝土最小水泥用量为260 kg/m3，所以本试验取水泥量分别为250 kg/m3，设定粉煤灰的掺量从40 kg/m3到130 kg/m3，考虑到与工程实践相结合，本试验将混凝土的坍落度定在160 mm，水灰比定为0.45。随着粉煤灰掺量的增加，由于粉煤灰的需水量较大，造成试件的流动性较差，为了提高混凝土拌合物和易性，所以增加了外加剂的掺量。本文采用的粉煤灰混凝土配合比如表1所示。

1.3 试件制备

本次试验参照GB/T 50080—2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准制备100 mm×100 mm×100 mm混凝土立方体试件30个。试件制作前，先检查试模、拧紧螺栓，并在模具内表面轻轻刷抹一层油脂。将混凝土拌合物装入试模并使其稍有富裕，然后振动试模，试模表面呈现水泥浆后，去除富裕的拌合物并用抹刀抹平。试件成型后，在混凝土初凝前1 h～2 h内需进行抹面，要求沿模口抹平。放置24 h后对试件进行编号、拆模，然后将试块马上送入养护室中，使其在架上保持10 mm～20 mm的距离，并应避免用水直接冲淋试件。

1.4 试验设备

按照GB/T 50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准[5]进行试验，在河北劳动关系职业学院材料结构试验室对粉煤灰混凝土试块进行测试。试验过程中所用到的主要仪器设备包括：

1)HJW60型单卧轴强制式混凝土搅拌机；

2)量筒、钢尺及其他工具等等；

3)混凝土振动台；

4)YAW-2000型微机控制电液伺服压力试验机。

表1 粉煤灰混凝土的配合比

2 试件的测试和试验的结果

2.1 试件的测试结果

对粉煤灰混凝土试件进行抗压强度试验，将所得试验数据进行处理，其工作性能及结果见表2。

表2 各组粉煤灰混凝土的强度、工作性能

2.2 数据分析

根据试验所得数据，绘制出水泥量为250 kg/m3的粉煤灰混凝土的抗压强度变化曲线，见图1。

2.3 试验数据分析

从图1粉煤灰混凝土强度的变化曲线可以看出：当粉煤灰掺量较小时，粉煤灰混凝土的早期强度变化不大，随着粉煤灰掺量的增大，粉煤灰混凝土的早期强度逐渐增加；随着粉煤灰掺量的增大，后期强度的增加出现波动，呈现先增加后减小的变化，当粉煤灰掺加量为30%时，混凝土的后期强度最大。

3 结语

将粉煤灰作为水泥混凝土中的一个重要成分组分，对其进行配合比设计并将其应用到实际工程中，是对传统水泥混凝土的重大的发展之一。以粉煤灰取代部分水泥时，控制水灰比一定，增加粉煤灰的掺量，可以提高混凝土的强度，同时试验中增多了外加剂聚羧酸的掺量，所以若未来聚羧酸的成本降低，将对工程中的经济问题有很大的改善。由试验可以看出，增加粉煤灰在混凝土中的掺量可以使水泥突破260 kg/m3的最小水泥用量，并且未影响混凝土的强度，这样就为减少水泥用量同时增加粉煤灰掺量提供了空间，但是粉煤灰在混凝土中掺量的极值还有待进一步研究。

[1] 赵 晋.掺用粉煤灰和硅粉对混凝土性能影响的试验研究[J].山西水利科技，2015,2(1)：90-92.

[2] 王 冲.粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行为及其机理[J].硅酸盐学报，2012,40(7):1050-1058.

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

[4] JGJ 55—2000,普通混凝土配合比设计规程[S].

[5] GB/T 50081—2002,普通混凝土力学性能试验方法标准[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

赵 莉(1987- )，女，硕士，助教

TU502

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