摘 要：介紹了一種新的高摻量粉煤灰(HVFA)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，該方法充分考慮粉煤灰和水泥對(duì)于混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)的差異性，將粉煤灰作為單獨(dú)組分，進(jìn)行HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)。應(yīng)用該方法，進(jìn)行了不同粉煤灰摻量的HVFA混凝土（C50）配合比設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：高摻量粉煤灰混凝土；配合比設(shè)計(jì)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TU528.062 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1007-046X(2007)06-0016-02
0 前言
文章介紹了一種新的HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，它將粉煤灰看作混凝土的一種獨(dú)立組分，充分考慮粉煤灰和水泥對(duì)于混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)的差異性，將粉煤灰作為單獨(dú)組分，進(jìn)行高摻量粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)。
1 HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)新方法
HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)，英國(guó)Dunstan[4]提出了一種新的理念，他將粉煤灰做為一種單獨(dú)的組分，將混凝土的水膠比、灰膠比（粉煤灰-膠結(jié)料比，F(xiàn)/C＋F）和強(qiáng)度建立了一個(gè)三維模型（如圖1）。這樣進(jìn)行大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮了粉煤灰和水泥之間的性質(zhì)差異以及水膠比對(duì)強(qiáng)度影響的差異。如圖1，等水膠比平面顯示當(dāng)水膠比不變時(shí)R28-F/（C+F）的關(guān)系，即粉煤灰摻量增加時(shí)，混凝土強(qiáng)度下降；等強(qiáng)度平面顯示達(dá)到相同強(qiáng)度時(shí)（W/（C+F）-F/(C+F)）的關(guān)系（圖中陰影部分所示），即增加粉煤灰摻量時(shí)，要相應(yīng)降低水膠比，以保證混凝土強(qiáng)度不變。因而基于新的配合比設(shè)計(jì)方法，要保證HVFA混凝土的早期強(qiáng)度，最根本的辦法就是降低水膠比。
按照Dunstan三維模型設(shè)計(jì)混凝土，例如當(dāng)工程要求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C50，與普通硅酸鹽水泥混凝土只對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的W/C不同，設(shè)計(jì)相同等級(jí)的粉煤灰混凝土可以從上述三維模型上"截"出一個(gè)具有一系列等強(qiáng)度的拌合物平面來(lái)。稍許變化減水劑的摻量，配制出工作度相等的這一系列拌合物也是可以做到的，因此可以從一個(gè)無(wú)限量的等工作度與等強(qiáng)度的拌合物中進(jìn)行選擇。而要確定其中最優(yōu)的配合比，還需要輸入材料的費(fèi)用這個(gè)參數(shù)，而往往生產(chǎn)這種拌合物的成本最低。
2 HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)新方法應(yīng)用
應(yīng)用HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)新方法，以配制C50 HVFA混凝土。工作性要求—初始坍落度200±20mm；強(qiáng)度—28d配制強(qiáng)度不低于60MPa。
2.1 原材料
水泥：貴州水泥廠生產(chǎn)的烏江牌P·O42.5級(jí)水泥，主要性能指標(biāo)見表1；
粉煤灰：凱里電廠I級(jí)粉煤灰，化學(xué)成分見表2，主要性能指標(biāo)見表3；
碎石：5～25mm連續(xù)級(jí)配石灰?guī)r碎石，表觀密度2730kg·m- 3，堆積密度1580 kg·m- 3，空隙率42%；
砂：天然河砂，細(xì)度模數(shù)2.65；
外加劑：聚羧酸高效減水劑。
2.2 HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)
首先，根據(jù)混凝土的配制強(qiáng)度、所用水泥的強(qiáng)度以及集料種類，由鮑羅米公式計(jì)算不摻粉煤灰的基準(zhǔn)混凝土水灰比為0.36，然后，依次摻入15%、25%、35%、45%的粉煤灰，水膠比相應(yīng)降低為0.34、0.32、0.30、0.28，得到4組HVFA混凝土，基準(zhǔn)混凝土和HVFA混凝土砂率和膠凝材料用量保持不變，如表4所示。
2.3 HVFA混凝土性能
HVFA混凝土通過調(diào)整外加劑用量，控制混凝土拌合物初始坍落度為200±20mm，成型，養(yǎng)護(hù)到不同齡期，測(cè)試混凝土抗壓強(qiáng)度，見表5。
由表5和圖2可知，水膠比小、灰膠比大的HVFA混凝土，其7d抗壓強(qiáng)度較基準(zhǔn)混凝土略低(45%FA摻量除外)，28d抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土持平，60d強(qiáng)度超過基準(zhǔn)混凝土。粉煤灰對(duì)混凝土的強(qiáng)度貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在后期，早期主要是物理填充作用。由圖3可知，
HVFA混凝土在28d強(qiáng)度基本一致的情況下，水膠比和灰膠比呈現(xiàn)較好的線形關(guān)系，即灰膠比增大，水膠比降低。
3 結(jié)語(yǔ)
(1)粉煤灰與水泥是不同特性的材料，在HVFA混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把它作為單獨(dú)成分來(lái)看待，這樣才能發(fā)揮粉煤灰早期物理填充作用和后期膠凝材料作用；
(2)應(yīng)用配合比設(shè)計(jì)新方法，粉煤灰摻量為35%時(shí)，通過降低水膠比，可得到早期強(qiáng)度較高的HVFA高強(qiáng)混凝土。
參考文獻(xiàn)
[1]曾艷.大摻量粉煤灰高性能混凝土配制及性能研究[J].粉煤灰,2006(4):16~17.
[2]錢覺時(shí).粉煤灰特性與粉煤灰混凝土[M].北京:科學(xué)出版社,2002.
[3] M. R. H.Dunstan ,M.D. A. Thomas ,J . b. Cripwelland D. J . Harrison , Investigation into the longtermin-situ performance of high fly ash contentconcrete used for structural application , In : FlyAsh ,Silica Fume ,Slag & Natural Pozzolans in Concrete, Proceedings Fourth International Conference ,Istanbul ,Turkey ,May 3~8 1992 ,pp :1~20.
