粉煤灰混凝土抗压强度计算模型

粉煤灰混凝土抗压强度计算模型 建筑技术 Am~tvetureTechnology 第31卷第1期 Vo1.3lNo.1 粉煤灰混凝土抗压强度计算模型 (1尚连飞张亚孙伟增 1一;. 摘要糟谋鬣覆丽j五疆赢计算模型建立了粉煤灰强度 效应因子与粉煤灰火山灰活性指数,粉煤灰掺量,水胶比,龄期等主要 参数之问的直接系数.根据模型可由试验测出勰d时粉煤灰活性指数 及选用的原材料配台比等,用于预测不同龄期时粉煤灰强度效应,对高 掺量粉煤灰混凝土的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 提供指导. 关键词:粉煤灰;混凝土i抗压强度 中圈分奚丽五;i一—只码:A文章编号:1000— 4726(20o0)01—0032一l2 CALCULATIONMODELOF凡YASHCONCRETESCOMPRISS- Sn砸STl啦NGTH Ab~ract:dy.~ccalcI1l011modelofosheoncr6~e8oom- pressivestrengthhasestahllshedtheashco~tcreteseffective factors,theashCOlael~e,sadmL’aureratio,thewatercementr~tlo,and concretescur/ngageetc,amongennp删leleandtheirdirect coefficientsBasedup0Ilthemodelsexperiments,a勰dnyosheonelL~te acdvitvindexandthemix~gratio0frawbuildingmmefiMscouldbewell obtained8othatthepredications0fflyashconel~tescompressivestIengI}l attheirvariouscuringagescouldhavebeenacMevedtI1eE,thedes 0fahighadmix~’e1yashcm础把cotddbeeventuallyobtslnedand pmv~edv.guidance. Keywords:mash;concrete;compressivestrength 通过建立材料的宏观性能与组分 间的联系从而对材料的性能进行疆测 尚莲飞,1965年10月生,江苏淮阴人,南京第 二建筑设计院结构所副所长,高级工程师, 南京太平南路151号,210002 收稿日期:1999—09—22 这历来是材料研究的目标之一.随着 粉煤灰在建筑工程中的广泛应用,人 们迫切希望了解粉煤灰对水泥基材料 的性能的贡献;抗压强度是固体材料 的最基本力学性能,数十年来研究者 舸一直在致力于对粉煤灰混凝土的扰 压强度进行预测的实验和理论分析,提 出了一些经验 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 .为粉煤灰在混凝土 中的应用提供了指导.随着对粉煤灰 认识的深A及粉煤灰质量的改善,粉煤 灰在混凝土中的掺量逐步提高,过去的 一 些强度公式已显示出局限性:奉文 收集了国内外有代表性的关于粉煤灰 混凝土抗压强度计算公式的资料,并对 这些模型作简要分析.同时介绍对高 掺量粉煤灰水泥基材料中粉煤灰强度 效应进行预测的动态模型. 1对各种粉煤灰混凝土强度预测模型 的评析 最早的水泥混凝土强度公式是 1918年Abram建立的抗压强度与水胶 比的关系”】: = (1) 由于粉煤灰在混凝土中的应用扶 奉世纪60年代才兴起.Abmm的水灰 比定则显然没有考虑粉煤灰对强度的 影响.1967年英国I?A?Smith提出了 粉煤灰胶凝因子k的概念,建立了等 效水灰比的公式: = (2) 式中为用水量,cf分别为水 泥,粉煤灰用量.上式左边为基准混凝 土.与粉煤灰混凝土在指定龄期强度相 等时的等效水灰比. 根据假定的或经验确定的及各 组分的用量计算出的等效水灰比,应用 普通混凝土的强度公式即可预测一定 龄期粉煤灰混凝土的抗压强度.但是. 中采取了以下 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 : (1)采用强制式搅拌机(强制式搅 拌机优于自落式); (2)搅拌时间需延长1min以上; (3)砂必额是中粗砂,石子必须 连续级配.鲁泥量必须控制; (4)混凝土须搬捣释实,为此配备 了插片式振动机和手提式平顿振动机; (5)养护须10d以上,冬季采用蓄 湿保温养护.平时采用浇水养护. 看台面层掺人尼龙纤维后.细石混 凝土的保水性,和易性均有所提高,面 层收头更容易掌握时间和保证质量,也 解决了表面起砂的通病看台面层虽 不时有钢杆,扣件等物落上,但因面层 抗冲击能力有所提高,所以受损的部 位很少面层完成至今尚未发现有肉 眼可见的裂缝.尼龙纤维混凝土的28d 抗压强度_述到了41MPa. 上海8万人体育场看台面层共采 用尼龙纤维翊石混凝土4.5万,实践 证明.掺加尼龙纤维可提高细石混凝 土和砂浆的抗裂性能.能有效地控制 裂缝开展;尼龙纤维细石混凝土和砂 浆的旌工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与普通混凝土和砂浆相 同.解决了细石混凝土面层起砂,砂浆 粉刷起壳的问题,是一项提高工程质量 的有效措施. 参考文献 1Concre~Pablieatiom.CzackinCOllideCauses andPrevemicm.1984 2PahP?Kamai.Evaluado~ofCrackingBv出e PaaelTestmethod.1985 3ceDIml脯Criteria0fC?cdewithSyoth~c F/bers(AC32),1993 4RobertC’Zellez.~Hi#VMumeApplications couFitnillmedPol~qaropyleneFiber 5AC1Publieatl征系数.8为混合胶结料的密 度. 该式虽然简便,但粉煤灰对强度的 影响难以直接地体现. 尽管已经建立了上述众多的粉煤 灰混凝土强度公式,但都有一定的局限 性,人们一直期待着更完善更实用的粉 煤灰混凝土强度公式的问世.进人9o 年代以来,这方面的研究又取得了一些 进展. E?Hedaard和T?C?Hall$en口】 进一步改进了Bdomey公式,建立了粉 煤灰混凝土的强度公式: = 芾峙E(7) 式中A,B,均为与特定的材料, 龄期和养护条件有关的常数. 对(7)式改写后发现,该式与(5)式 是一致的.根据他们的研究,(7)式的优 越性是:该式中的A和是与水泥,集 料及养护条件相关的经验常数,这些经 验常数通常是已知的,只要测出任一掺 量的粉煤灰混凝土在不同龄期时的强 度,就可以对常数进行估计.由于该 方法中借用了已知的经验常数,应用时 比较简便,但的值仍需由试配来确 定,且日随龄期而变化. FrancisA?O1uokun…通过对收集 的不同研究者的试验数据进行强度与 各因素之间的相关性分析,提出了粉煤 灰混凝土的抗压强度表达公式: logS……)+ 5(c+,)+.e})(8) 式中:l,n3,nh日均为与材料的 配合比相关的常数,其中a”s为 正,l,n3为负. (8)式建立了一定龄期的抗压强度 与水胶比,胶结料的含量以及胶结料中 水泥与粉煤灰的相对含量的关系.28d 龄期时,胶结料含量越高或(和)胶结料 中水泥的比例高时对强度有利. Biiel1和R?VanSelst所建立的 粉煤灰混凝土的强度公式是: ,《)=?告 exp一(1+尸7?9)/W4】J(9) 式中m为粉煤灰混凝土中水与水 泥重量之比,即m=莘;为粉煤灰掺 量与水泥掺量之比,即=古P-一P4为 由参比混凝土确定的常数;p-一P4为由 粉煤灰混凝土确定的常数. 《9)式虽考虑了水胶比,粉煤灰与 水泥的相对掺量及龄期对强度的影响, 但由于常数太多,且式中部分参数由参 比混凝土确定,应用很不方便. 在F?DeLarrard~所建立的粉煤 灰混凝土强度预测公式中,引人了最大 浆体厚度(Met)概念: =K’S’MPTLMOg(t/28)+ 《1+3.1?)](10) :C?【1.4—04exp(一i(t)?fie)l(11) 式中b与水泥相关;K与集料相 关;S为标准ISO砂浆(砂:水泥:水 = 3:1:05)28d的抗压强度,Kf(f) =2.67log(t/2.15). 与前面的公式相比.《10)式建立了 粉煤灰混凝土的强度与各组成材料的 相对含量之间的关系,并考虑了粉煤灰 效应因子随龄期的动态变化.谈公式 对预测粉煤灰掺量在0%,30%,龄期 在1年之内的粉煤灰混凝土的抗压强 度是很适合的,根据该公式还可进行粉 煤灰混凝土的配合比设计. 上述粉煤灰混凝土抗压强度公式 是随着人们对粉煤灰在混凝土中应用 的认识逐渐深人而不断完善的.最近 几年,在对粉煤灰混凝土进行设计或对 强度进行预测时,粉煤灰已经被作为混 凝土中的一个独立的重要组分,尤其是 目前粉煤灰在混凝土中掺量上升,在进 行材料设计或对材料性能预测时,充分 挖掘粉煤灰的潜力,正确估计粉煤灰的 各种效应具有很大的社会和经济价 值. 虽然现有的粉煤灰混凝土强度公 式都有其合理的方面和一定的实用价 值,但有些公式需要确定多项常数,这 些常数往往是经验性的.有的还需经大 量试配才能得到,有的公式考虑的相关 因翥不够全面,应用时会产生较大的误 差.笔者认为,在众多的强度公式中, F?DeLarrard的强度公式较好地建立 了材料的性能与组成材料间接联系,并 考虑了粉煤灰效应的动态特性,有较大 的参考价值.但是,该公式建立在粉煤 灰掺量不大于30%的试验数据基础之 上,对高掺量粉煤灰混凝土是否适用有 待验证. 虽然粉煤灰作为独立组分参与混凝 土的配合比设计.但粉煤灰混凝土的设 计不能脱离普通混凝土的设计方法.如 果能建立粉煤灰效应与粉煤灰品种,掺 量及其他影响粉煤灰效应发挥的因素 之间的联系,就可以利用现有的普通混 凝土设计方法,引人粉煤灰效应因子对 粉煤灰混凝土进行设计或对抗压强度 进行预测分析上述强度公式可以发 现,多数公式的局限性在于缺乏对粉煤 灰效应的合理表述.为此,笔者提出根 据水胶比,粉煤灰掺量以及粉煤灰火山 灰捂性指数PAl值对粉煤灰强度效应 进行动态预测的公式. 2粉攥灰强度效应因子的动态预铡 模型 大量试验研究和实践表明,影响粉 煤灰对混凝土强度贡献的因素是多方 面的.从粉煤灰自身的性质来看.包括 粉煤灰的化学组成,细度,粒径分布,娆 ?34? 失量,在水泥基材中的掺量,需水量比, 对水泥的适应性等;外在因素有水泥品 种,外加剂,水胶比,养护条件等.因此, 用单一因素来表征粉煤灰在水泥材料中 的效应是不科学的. 粉煤灰效应除了可以用Smith所提 出的粉煤灰胶凝因子表示外,火山灰活 性指数()也是表征方法之一,即用 含一定掺量的粉煤灰的水泥胶砂强度 与纯水泥胶砂强度在一定龄期的抗压 强度比值来表征.抗压强度比反映了粉 煤灰组成,细度需水量,水胶比,水泥品 种等多种因素共同作用下粉煤灰对强度 的综合效应.谷章昭等的研究也指出, 粉煤灰的火山灰活性指数PAl可作为 单一参数直接,定量地评价粉煤灰对强 度的贡献.用胶凝因子评价粉煤灰效应 需要进行大量的试验工作.而用PAl来 表征粉煤灰的效应则可避免这一点. 然而,PAl仅仅反映了特定的粉煤 灰掺量,水胶比及特定龄期时粉煤灰的 综合效应.因此,还必须建立粉煤灰掺 量,水胶比,龄期等主要因素与粉煤灰 强度效应之间的关系. 与普通混凝土一样,粉煤灰混凝土 的强度对水胶比很敏感,遵循Abram的 水灰比定则.而且,J盼煤灰效应受水胶 比的影响I,水胶比越低时粉煤灰胶凝 因子越高,但水胶比对粉煤灰效应的影 响程度与水泥品种有关.另外,粉煤灰 混凝土的性能对粉煤灰的掺量也十分 敏感.众多的研究表明,对于大多数粉 煤灰(特细耪煤灰在小掺量情况除外), I瞳着J盼煤灰掺量的提高.混凝土的强度 下降.根据K?GaneshBabu等’的计 算,当粉煤灰掺量从10%变化到75% 时,粉煤灰的百分比因子.从0.8减 小到一0.2. 粉煤灰对水泥基材强度的嫂应随 龄期星动态变化.龄期短时,粉煤灰的 形态效应和微集料效应肘材料的结构 形成起主要作用;在后期.起作用的主 要是其活性效应和微集料效应. 笔者所建立的粉煤灰强度效应因 子的动态预测方程如下: =? 舄? PAl+B?log(~/28)(I2) 式中——粉煤灰强度效应因子; —— 粉煤灰)(GB1596—91)标准,选用 普通水泥,低钙粉煤灰时,取1,当选 用早强水泥,低钙粉煤灰时,取 1.2,1.3,当选用高钙粉煤灰,无论是普 通水泥还是早强水泥,A取1.1,1.3; —— 系数,与水泥,粉煤灰的品 种以及水胶比有关,取值为g.2—0.3, 粉煤灰掺量高或用早强水泥或选用低 水胶比时取下限值,粉煤灰掺量低或用 普通水泥或高水胶比时取上限; f——龄期. 由于各国测定粉煤灰火山灰活性 指数的标准中使用的水胶比,粉煤灰掺 量不一定相同,使用上述公式时,式中 的修正系数需进行适当的调整. 上述动态预测模型解决了以往用 预测公式分析粉煤灰效应时需要大量 的试验基础或是考虑的因素单一等问 题,建立了粉煤灰强度效应因子与粉煤 灰活性指数,粉煤灰掺量,水胶比,龄 期等主要参数之间的直接联系,并考 虑了粉煤灰品种,水泥品种等其他因 素的影响,通过修正系数对公式加以 修正.根据该模型,可由试验捌出的28 d时J盼煤灰活性指教及选用的原材料 配合比等预测不周龄期时粉煤灰强度 效应. 经笔者的实验以及其他研究者的 试验数据计算验证,粉煤灰强度效应因 子的动态预测模型的预测结果与实验结 果吻合较好,且该模型应用方便,可对高 掺量粉煤灰混凝土的设计提供指导. 蔓1鲞 3结论 (1)虽然现有的粉煤灰混凝土强 度公式都有其合理的方面和一定的实 用价值,但有些公式需要确定多项常 数,这些常数往往是经验性的;有的还 需经大量的试验才能得到;有的公式考 虑的相关因素不够全面,应用时会产生 较大的误差 (2JF?DeLma-a~的强度公式较 好地建立了材料的性能与组成材料之 间的联系,并考虑了粉煤灰的效应的动 态特性,有较大的参考价值.但是该公 式是建立在粉煤灰掺量不大于30%的 试验数据的基础之上的,对高掺量粉煤 灰混凝土是否适用有待验证. (3)本文提出的动态预测模型建 立了粉煤灰强度效应因子与粉煤灰火 山灰活性指数,耪煤灰掺量,水胶比,龄 期等主要参数之间的直接联系,并考虑 了粉煤灰品种,水泥品种等其他因素的 影响.根据该模型,可由试验测出的28 d时粉煤灰活性指数及选用的原材料 配合比等,用于预测不同龄期时耪煤灰 强度效应.该动态预测模型的预测结 果与实验结果吻合较好,而且应用方 便,可对高掺量粉煤灰混凝土的设计提 供指导. 参考文献 1P’K’Mehla.C0n,Struo’0m~,n删 MatefiaJs.1986 2沈旦申.柑煤灰混凝土.中国铁道工业出 版杜,1989 3S?E’_l_gI,T?C/Zams~n.?埘 Water/0州lIR”forc0咖r” st讪ofVlyAshConcreteMate.dais Structures,1992,25:273—283 4FAOh~ok.tm-FayAshC?MixDesign andtheWater—Cement[~tloLawACIMa- tefi出Iounml,1994,91:362—371 5J??,RVanS出-CementEquiv.elm~e Facte*sforAshC?1andComx., 1993,23:1029—1039 6F’DeImzm~.AModelPredielingtheC? sbofStructuralFlyAshc吣 cIeleSP153—1.Milv,mkoeom旧瑚.1995 7谷章昭.周保卫等.粉攥灰的火山藏活性措 数硅酸盐,1991,l9:112-117 8KC’Babe.G’SN~eswara Pmo.EBi~.eneyofAshCmxaz~with 啦恤coMm,1996,26:465—474 9张亚梅高掺量粉煤蓖水泥浆体的水化, 细观结构及其对c眦改性的机理东南大 学博士学位论文,1998