摘 要：介紹了一種新的高摻量粉煤灰(HVFA)混凝土配合比設計方法，該方法充分考慮粉煤灰和水泥對于混凝土強度貢獻的差異性，將粉煤灰作為單獨組分，進行HVFA混凝土配合比設計。應用該方法，進行了不同粉煤灰摻量的HVFA混凝土（C50）配合比設計。
關鍵詞：高摻量粉煤灰混凝土；配合比設計；應用
中圖分類號：TU528.062 文獻標識碼：B
文章編號：1007-046X(2007)06-0016-02
0 前言
文章介紹了一種新的HVFA混凝土配合比設計方法，它將粉煤灰看作混凝土的一種獨立組分，充分考慮粉煤灰和水泥對于混凝土強度貢獻的差異性，將粉煤灰作為單獨組分，進行高摻量粉煤灰混凝土配合比設計。
1 HVFA混凝土配合比設計新方法
HVFA混凝土配合比設計，英國Dunstan[4]提出了一種新的理念，他將粉煤灰做為一種單獨的組分，將混凝土的水膠比、灰膠比（粉煤灰-膠結料比，F/C＋F）和強度建立了一個三維模型（如圖1）。這樣進行大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比設計時就充分考慮了粉煤灰和水泥之間的性質差異以及水膠比對強度影響的差異。如圖1，等水膠比平面顯示當水膠比不變時R28-F/（C+F）的關系，即粉煤灰摻量增加時，混凝土強度下降；等強度平面顯示達到相同強度時（W/（C+F）-F/(C+F)）的關系（圖中陰影部分所示），即增加粉煤灰摻量時，要相應降低水膠比，以保證混凝土強度不變。因而基于新的配合比設計方法，要保證HVFA混凝土的早期強度，最根本的辦法就是降低水膠比。
按照Dunstan三維模型設計混凝土，例如當工程要求混凝土的強度等級為C50，與普通硅酸鹽水泥混凝土只對應一個特定的W/C不同，設計相同等級的粉煤灰混凝土可以從上述三維模型上"截"出一個具有一系列等強度的拌合物平面來。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，因此可以從一個無限量的等工作度與等強度的拌合物中進行選擇。而要確定其中最優的配合比，還需要輸入材料的費用這個參數，而往往生產這種拌合物的成本最低。
2 HVFA混凝土配合比設計新方法應用
應用HVFA混凝土配合比設計新方法，以配制C50 HVFA混凝土。工作性要求—初始坍落度200±20mm；強度—28d配制強度不低于60MPa。
2.1 原材料
水泥：貴州水泥廠生產的烏江牌P·O42.5級水泥，主要性能指標見表1；
粉煤灰：凱里電廠I級粉煤灰，化學成分見表2，主要性能指標見表3；
碎石：5～25mm連續級配石灰巖碎石，表觀密度2730kg·m- 3，堆積密度1580 kg·m- 3，空隙率42%；
砂：天然河砂，細度模數2.65；
外加劑：聚羧酸高效減水劑。
2.2 HVFA混凝土配合比設計
首先，根據混凝土的配制強度、所用水泥的強度以及集料種類，由鮑羅米公式計算不摻粉煤灰的基準混凝土水灰比為0.36，然后，依次摻入15%、25%、35%、45%的粉煤灰，水膠比相應降低為0.34、0.32、0.30、0.28，得到4組HVFA混凝土，基準混凝土和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，養護到不同齡期，測試混凝土抗壓強度，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抗壓強度較基準混凝土略低(45%FA摻量除外)，28d抗壓強度與基準混凝土持平，60d強度超過基準混凝土。粉煤灰對混凝土的強度貢獻主要體現在后期，早期主要是物理填充作用。由圖3可知，
HVFA混凝土在28d強度基本一致的情況下，水膠比和灰膠比呈現較好的線形關系，即灰膠比增大，水膠比降低。
3 結語
(1)粉煤灰與水泥是不同特性的材料，在HVFA混凝土配合比設計時，應把它作為單獨成分來看待，這樣才能發揮粉煤灰早期物理填充作用和后期膠凝材料作用；
(2)應用配合比設計新方法，粉煤灰摻量為35%時，通過降低水膠比，可得到早期強度較高的HVFA高強混凝土。
參考文獻
[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.粉煤灰特性與粉煤灰混凝土[M].北京:科學出版社,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.
