强侵蚀环境掺粉煤灰高性能混凝土的应用研究

报告编号：20126220275国家一级科技查新咨询单位科技查新报告项目名称：强侵蚀环境掺粉煤灰高性能混凝土的应用研究委托单位：金川集团工程建设有限公司委托人：高静委托日期：2012年5月7日甘肃省科学技术情报研究所查新机构：甘肃省科技查新检索咨询中心查新完成日期：2012年5月14日中华人民共和国科学技术部二○○○年制2查新项目名称中文：强侵蚀环境掺粉煤灰高性能混凝土的应用研究英文：查新机构名称甘肃省科学技术情报研究所通讯地址甘肃省兰州市平凉路531号邮政编码730000负责人张缨电话[phone]传真[phone]联系人杨金凤电话[phone]电子信箱及网址E—mail:[e-mail]一、查新目的成果鉴定二、项目的科学技术要点金昌地区地形复杂，境内地域性气候差异明显，地形复杂，境内地域性气候差异明显。强腐蚀离子与恶劣的环境条件导致当地混凝土的损伤速度明显高于内地。因此，对于不同掺量的粉煤灰，对于该地区混凝土施工及其混凝土耐久性的影响规律具有特别重大的意义。金川公司动力热电厂年产粉煤灰量达25万吨，公司每年为堆放粉煤灰不但浪费大量的人力、物力，同时对环境产生污染。粉煤灰长期闲置有诸多不利因素，因此应对粉煤灰进行有效、及时的治理。由于目前混凝土的生产量巨大，如果能合理地利用粉煤灰，那么由此能消耗大量的粉煤灰，这对于保证能源工业的可持续发展具有非常重要作用。原材料：选用金昌水泥（集团）有限责任公司生产的金泥牌42.5普通硅酸盐水泥。粗骨料为金昌地区石子，骨料的压碎指标为14，经过15次冻融循环试验其总质量损失小于5%。细骨料为金昌地区的细砂，细度模数为2.67，水为自来水，润为化建生产的高效减水剂。基准混凝土为C25、C30、C35、C40等级设计，不同掺量粉煤灰的配合比混凝土，通过超量取代法配合比设计,用等量取代法配合比设计方法进行修正。粉煤灰高性能混凝土的抗压强度：选用高效减水剂，其掺量均为2%。混凝土的配合比与施工现场的相同，养护的龄期分别为7d、14d、28d。试验环境在标养标准温度、标准湿度下。试验结束后，测定混凝土在不同养护龄期的强度，使试验结果与实际工程结果紧密联系。将试验结果与《混凝土验收规范》（GB50204-2011）对比。看是否满足规范要求，并根据试验结果，选择出较适宜冬季施工的配合比，抗冻剂，养护龄期和养护温度。将成型好的混凝土强度试件在标准养护条件下养护，分别测定混凝土在7d、14d、28d和60d的抗压强度。主要研究重点：通过多元线性回归分析，取得粉煤灰高性能混凝土强度与相关因素（水胶比、粉煤灰减水率和砂率）之间的线性关系，由此得出粉煤灰高性能混凝土的回归方程。假设粉煤灰高性能混凝土抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量、砂率存在多元线性关系，又由于粉煤灰掺量与粉煤灰减水率呈一一对应的线性关系，亦可假设粉煤灰高性能混凝土抗压强度与水胶比、减水率、砂率存在多元线性关系。3三、查新要点与查新要求1、通过对比不同配合比下的抗压强度比，得出混凝土早期强度随着粉煤灰掺量的变化规律。2、通过多元线性回归分析，得出粉煤灰高性能混凝土强度与相关因素（水胶比、粉煤灰减水率和砂率）之间的线性关系。3、将掺加粉煤灰以后的混凝土性能与原混凝土进行对比，得出前者优于后者的诸多特性。要求对以上查新点进行国内新颖性查新。四、文献检索范围及检索策略计算机检索：1.中文科技期刊数据库1989-至今2.中国期刊全文数据库1994-至今3.中国学位论文数据库1990-至今4.中国学术会议论文数据库1987-至今5.中国科学技术成果数据库1987-至今6.中国专利文摘数据库1985-至今7.中国标准文献数据库1985-至今8.万方科技信息子系统1985-至今9.国家科技图书文献中心1985-至今10.中国知识资源总库——CNKI系列数据库-至今11.中国国防科技信息中心文献服务系统-至今12.Internet网络信息资源-至今检索词：#1.粉煤灰#2.高性能混凝土or高性能砼#3.强度#4.规律or影响#5.相关因素or水胶比or粉煤灰减水率or砂率#6.多元线性回归分析or线性回归or线性关系检索式：1.#1and#2and#3and#42.#1and#2and#3and#5and#64五、检索结果受用户委托，在上述数据库、网络资源及检索刊物中，采用上述检索策略，对课题“强侵蚀环境掺粉煤灰高性能混凝土的应用研究”进行了科技文献检索，检到主要国内相关文献17篇，具体内容如下：1.【题目】粉煤灰高性能砼试验研究【作者】赵青林;魏荣华;吴科佩【作者单位】武汉理工大学硅酸盐材料工程研究中心,430070;中国建筑第三工程局,武汉,430070【文献出处】粉煤灰综合利用,2002年2期【摘要】本文研究了不同水胶比及粉煤灰掺量对高性能砼力学强度的影响,得出了随W/B增大和粉煤灰掺量增加,砼强度降低,对该系列的砼fco,28/fce,28与W/B的关系式:fco,28/fce,28=0.379B/W+0.295粉煤灰高性能砼强度与W/B的关系：各龄期硬化砼的强度值见表3。将表中7天、28天砼的强度与W/B作关系曲线，见图1。由图1可见，与普通砼相似，水胶比是影响其强度的主要因素，W/B愈大，粉煤灰高性能砼的强度值愈低，如果在实际水量的基础上加上减水剂的减水量作为理论用水量，用理论胶水比B/W和28天砼与水泥的抗压强度比值fco.28/fce.28作图，由图可知，他们间存在一定的相关性，其一元线性回归关系式为：Y=0.379X+0.295，其r=0.57。因此，由28天fco.28/fce.28可初步估计胶水比，以用于该系列砼的实际配合比设计中。粉煤灰高性能砼强度与粉煤灰掺量的关系：从图3的7天、28天强度发展趋势看，随粉煤灰掺量增加砼强度有所降低，且下降趋势随龄期的增长和水胶比的减少而有所减缓。2.【标题】大掺量粉煤灰高性能混凝土研究【作者】李红辉【学校】2008,北京建筑工程学院,硕士【摘要】本课题利用高性能混凝土技术路线，研究了大掺量粉煤灰混凝土的新拌性能、力学性能和耐久性。长期以来由于存在观念以及技术上的障碍，对于粉煤灰在混凝土中的掺量及其对混凝土的力学和耐久性的影响一直持比较保守的态度。近期编制的《高性能混凝土技术规程》中仍然规定粉煤灰在混凝土胶凝材料中的比例不得超过30％。随着高性能混凝土技术的推广应用，粉煤灰在混凝土中掺量不断提高，大量成功的工程案例启示我们在低水胶比条件下，大掺量粉煤灰混凝土具有广阔的应用前景。同时大规模进行大掺量粉煤灰混凝土性能、水化、结构的研究，进一步明确不同粉煤灰掺量在不同水胶比下的混凝土性能，分析其相关机理，对于推广大掺量粉煤灰高性能混凝土的应用有意义。本课题通过研究不同粉煤灰掺量、不同水胶比下混凝土的工作性、抗压强度、抗氯离子渗透、抗碳化、抗钢筋锈蚀、抗冻融性能，明确不同粉煤灰掺量混凝土在不同水胶比下的性能，为大掺量粉煤灰混凝土的广泛应用，提供理论支持和数据参考。主要工作有：一、通过正交试验分析水胶比、胶凝材料掺量、粉煤灰掺量、砂率等因素对大掺量粉煤灰高性能混凝土强度的影响，从而确定影响大掺量粉煤灰高性能混凝土强度的主要因素；二、在前面的基础上针对某单一因素确定配合比，进一步研究其对大掺量粉煤灰对高性能混凝土强度及碳化等耐久性性能的影响，找出大掺量粉煤灰混凝土的配制原则和关键技术。试验结果表明在适当条件下，大掺量粉煤灰高性能混凝土可以得到满足工程需要的早期强度，长期强度可以赶上甚至超过普通混凝土；具备必要的抵抗混凝土碳化、钢筋锈蚀及抗氯离子渗透能力；具备良好的抗冻融能力。而这种优良的性能来自高性能混凝土技术低水胶比、低单位体积用水量、粉体材料的密实堆积等正确理念。53.【题目】高性能水泥混凝土配比性能的试验研究【作者】夏为民;方清华;蓝玉伟;熊昌辉【作者单位】东莞市鸿翔建设工程试验检测有限公司东莞市523500【文献出处】公路,2011年9期【摘要】主要研究了两种不同水泥与巴斯夫化学公司和超塑建材有限公司的最新外加剂产品的作用效果；水胶比对混凝土的性能的影响及粉煤灰的掺量对混凝土性能的影响；最后选择部分优化后的试验条件做正交试验后的方差分析表.研究发现水泥J和外加剂K的作用效果明显；在抗压强度大于45MPa的配合比设计中当选用减水率大于31％,28d抗压强度比大于151％的高性能减水剂及二级粉煤灰时粉煤灰的适宜掺量范围为35％～45％,水胶比的适宜范围为0.32～0.36;水胶比的增加,抗压强度有所下降,并根据试验结果分析发现当水胶比大于0.36时,抗压强度有明显的下降,因此在施工中水胶比应小于0.36.为了研究外加剂和粉煤灰双掺时对混凝土强度的影响,通过正交试验得出水胶比0.281,灰含量0.4,时间60d为最优工艺条件.随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度有逐渐降低的趋势。随着混凝土养护龄期的延长，粉煤灰对混凝土强度的贡献越来越大，粉煤灰胶凝效率完全可以k≥1。掺粉煤灰混凝土在28d以后强度发展速率随粉煤灰掺量的增加迅速提高，以7d强度为100%，粉煤灰掺量为0%、30%、35%、40%、45%、50%、60%所对应的60d龄期强度增长速率分别为119.7%、120.9%、122.4%、128.6%、132.4%、135.7%、138.6%。可以看出，粉煤灰在混凝土中用量增加，有利于混凝土后期强度的增长，从而可以改善混凝土结构在后期的体积收缩，提高混凝土结构的密实度和抗渗性能。通过表7和图1可以看出粉煤灰的适宜掺量在45%以内，因此，实际施工时可以参考施工对抗压强度的要求，从最经济的范围内满足施工要求。绘制了不同水胶比下粉煤灰量对混凝土抗压强度的影响及不同粉煤灰掺量下水胶比对混凝土抗压强度的影响图。4.【题目】粉煤灰掺量对高性能混凝土强度和耐久性的影响【作者】罗季英;冷发光;冯乃谦;邢锋;李伟文【作者单位】浙江省金华市水电工程处;清华大学;深圳大学【文献出处】中国建材科技,2001年3期【摘要】本文着重研究了粉煤灰掺量对于高性能混凝土强度、氯离子渗透性的影响.水胶比为0.28,粉煤灰掺量在40%以内,可以配制出早期、后期强度均高于不掺粉煤灰、而水泥用量高达600kg/m3的纯硅酸盐水泥混凝土的相应强度,这种配合比的混凝土28d强度在80MPa以上;并且流动性好,可以满足泵送需要;抗渗性好,属于渗透性很低的等级;对于高性能混凝土强度而言,有一个较优的粉煤灰掺量,约为20%～30%;早期强度对应的粉煤灰较优掺量约为10%左右.从强度试验结果看，除了掺40%粉煤灰的混凝土3d强度显著低于空白混凝土强度外，其余均超过或接近空白混凝土强度；掺粉煤灰混凝土的7d、28d强度全部达到或超过空白混凝土的强度。在早期(3d、7d)，粉煤灰混凝土强度随着掺量的增加而降低，在粉煤灰掺量为10%时，强度最高；在后期(28d)，粉煤灰掺量为20%时，强度最高。粉煤灰掺量达到40%时，在水胶比为0．28的情况下，仍然能够得到C70左右的高强高性能。从塌落度和扩展度试验结果看，所有配比的混凝土均可以满足泵送需要的流动性和粘聚性。5.【题目】青藏高原严酷环境下粉煤灰掺量对高性能混凝土强度的影响【作者】王黎军;解宏伟;袁晓伟【作者单位】青海大学水电系,青海,西宁,8100166【文献出处】青海大学学报(自然科学版),2006年3期【摘要】为探讨青藏高原严酷环境下粉煤灰掺量对混凝土强度的影响,在室内模拟青藏高原干冷、干热的环境条件,对C60混凝土的配制与施工中粉煤灰掺量对混凝土强度的影响进行了试验.通过干冷养护、干热养护与标准养护环境的对比试验表明,粉煤灰掺量在25%时为宜,同时在施工时应做好混凝土的养护工作,以确保混凝土的强度.标准条件下，混凝土抗压强度的增长在早期随粉煤灰掺量的增加而降低，但在后期却随粉煤灰掺量的增加而增加。粉煤灰掺量越高混凝土后期抗压强度的增长幅度就越大。6.【题目】粉煤灰掺量对高性能混凝土强度、碱度及抗碳化性能