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              粉煤灰混凝土應用技術規范

              時間:2022-03-16 16:30 編輯:砂石網 點擊量:

               
                  第一章總則
               
                  第1.0.1條為了正確、合理地在混凝土中應用粉煤灰,使之摻入混凝土后達到改善性能、提高工程質量、節省水泥、降低混凝土成本、節約資源的要求,以適應基本建設發展的需要,特制定本規范。
               
                  第1.0.2條本規范適用于各類工程建設中,在施工現場、集中攪拌站和預制廠,摻用粉煤灰的無筋混凝土、鋼筋混凝土即預應力鋼筋混凝土。
               
                  不適用于建筑砂漿和作為外加劑載體所應用的粉煤灰。
               
                  第1.0.3條粉煤灰混凝土的應用,除執行本規范規定外,尚應符合國家現行的有關標準和規范的規定。
               
                  第二章粉煤灰的技術要求
               
                  第一節質量指標
               
                  第2.1.1條用于混凝土中的粉煤灰質量的指標劃分為三個等級。其質量指標應符合表2.1.1的規定。
               
                  表2.1.1粉煤灰質量指標的分級(%)
              質量指標
              粉煤灰等級
              細度
              (45μm方孔篩篩余)
              燒失量
              需水量比
              三氧化硫含量
              ≤12
              ≤20
              ≤45
              ≤5
              ≤8
              ≤15
              ≤95
              ≤105
              ≤115
              ≤3
              ≤3
              ≤3

                  第2.1.2條干排法獲得的粉煤灰,其含水量不易大于1%;濕排法獲得的粉煤灰,其質量應均勻。
               
                  第2.1.3條主要用于改善混凝土和易性所采用的粉煤灰,可不受本規范的限制。
               
                  第二節試驗方法
               
                  第2.2.1條粉煤灰的細度,應按本規范附錄一《粉煤灰細度試驗方法(氣流篩法)》測定。
               
                  第2.2.2條粉煤灰的燒失量、三氧化硫含量和含水量等,應按現行國家標準《水泥化學分析法》測定。
               
                  第2.2.3條粉煤灰的需水量試驗方法,應按本規范附錄二規定的試驗方法測定。
               
                  第三節驗收要求
               
                  第2.3.1 用灰單位應按本規范對粉煤灰進行按批檢驗。每批粉煤灰應有供灰單位的出廠合格證,合格證的內容應包括:廠名、合格證編號、粉煤灰等級、批號及出廠日期、粉煤灰數量及質量檢驗結果等。
               
                  第2.3.2 粉煤灰的取樣,應以連續供應的200t相同等級的粉煤灰為一批;不足200t者按一批計。
               
                  第2.3.3 粉煤灰的取樣,應符合下列規定:
               
                  一、散裝灰的取樣,應從每批不同部位取15份試樣,每份不得少于1㎏,按本條第一款的方式索取出比試驗用量大一倍的試樣。
               
                  二、袋裝灰的取樣,應從每批中任抽10袋。每袋各取試樣不得少于1㎏,按本條第一款的方式索取試樣。
               
                  第2.3.4 條每批的粉煤灰試樣,應測定細度和燒失量。對同一供灰單位每月測定一次需水量比,每季度應測定一次三氧化硫含量。
               
                  第2.3.5 條粉煤灰的質量檢驗,應符合本規范對粉煤灰的各項指標規定。當有一項指標達不到規定要求時,應重新從同一批中加倍取樣進行復檢,復檢后仍達不到要求時,該批粉煤灰應作為不合格品或降級處理。
               
                  第三章粉煤灰混凝土的工程應用
               
                  第3.0.1 條粉煤灰用于混凝土工程可根據等級,按下列規定應用:
                  一、Ⅰ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預應力鋼筋混凝土。
                  二、Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土。
                  三、Ⅲ計粉煤灰主要用于無筋混凝土。對設計強度等級C30及以上的無筋粉煤灰混凝土,易采用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰。
                  四、用于預應力鋼筋混凝土、鋼筋混凝土及設計強度等級C30及以上的無筋混凝土的粉煤灰等級,如經試驗論證,可采用比本條第一、二、三款規定第一級的粉煤灰。
               
                  第3.0.2 條粉煤灰用于跨度小于6m的預應力鋼筋混凝土時,放松預應力前,粉煤灰混凝土的強度必須達到設計規定的強度等級,且不得小于20MPa。
               
                  第3.0.3 條配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗滲結構混凝土、抗硫酸鹽和抗軟水侵蝕混凝土、蒸養混凝土、輕骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、壓漿混凝土及碾壓混凝土等,宜摻用粉煤灰。
               
                  第3.0.4條根據各類工程和各種施工條件的不同要求,粉煤灰可與各類外加劑同時使用。外加劑的適應性及合理摻量應由試驗確定。
               
                  第3.0.5 條粉煤灰用于下列混凝土時,應采取相應措施:
                  一、粉煤灰用于要求抗凍融性的混凝土時,必須摻入引氣劑;
                  二、粉煤灰混凝土在低溫條件下施工時易摻入對粉煤灰混凝土無害的早強劑或防凍劑,并應采取適當的保溫措施;
                  三、用于早期脫模、提前負荷的粉煤灰混凝土,宜摻用高效堿水劑、早強劑等外加劑。
               
                  第3.0.6 條摻有粉煤灰的鋼筋混凝土,對含有氯鹽外加劑的限制,應符合現行國家標準《混凝土外加劑應用技術規范》的有關規定。
               
                  第四章粉煤灰混凝土配合比設計與粉煤灰取代水泥的最大限量
               
                  第一節粉煤灰混凝土配合比設計
               
                  第4.1.1 條粉煤灰混凝土的設計強度等級、強度保證率、標準差及離差系數等指標應與基準混凝土相同,其取值應按現行國家有關標準規范執行。
               
                  第4.1.2 條粉煤灰混凝土設計強度等級的齡期,地上工程宜為28d;地面工程宜為28d或60d;地下工程宜為60d或90d;大體積混凝土工程宜為90d或180d。在滿足設計要求的條件下以上各種工程采用的粉煤灰混凝土,其強度等級齡期也可以采用相應的較長工期。
               
                  第4.1.3 條混凝土中摻用粉煤灰可采用等量取代法、超量取代法和外加法。粉煤灰混凝土配合比設計,應按絕對體積法計算,其計算方法按本規范附錄三規定執行。
               
                  第4.1.4 條當粉煤灰混凝土配合比設計采用超量取代法時,超量系數可按表4.1.4選用;當混凝土超強較大或配制大體積混凝土時,可采用等量取代法;當主要為改善混凝土的和易性時,可采用外加法。
               
                  第4.1.5 條粉煤灰的含水率大于1%時,應從粉煤灰混凝土配合比用水量中扣除。粉煤灰混凝土中摻入引氣劑時,其增加的空氣體積應在配合比設計的混凝土體積中扣除。
               
                  表4.1.4 粉煤灰的超量系數
              粉煤灰等級
              超量系數
              1.1-1.4
              1.3-1.7
              1.5-2

                  第二節粉煤灰取代水泥的最大限量
               
                  第4.2.1 條粉煤灰在各種混凝土中取代水泥的最大限量(以重量計),應符合表4.2.1的規定。
               
                  表4.2.1 粉煤灰取代水泥的最大限量
              混凝土種類
              粉煤灰取代水泥的最大限量(%)
              硅酸鹽水泥
              普通硅酸鹽水泥
              礦渣硅酸鹽水泥
              火山灰質硅
              酸鹽水泥
              預應力鋼筋混凝土
              25
              15
              10
              -
              鋼筋混凝土
              高強度混凝土
              高抗凍融性混凝土
              蒸養混凝土
              30
              25
              20
              15
              中、低強度混凝土
              泵送混凝土
              大體積混凝土
              水下混凝土
              地下混凝土
              壓漿混凝土
              50
              40
              30
              20
              碾壓混凝土
              65
              55
              45
              35

                  第4.2.2 條當鋼筋混凝土中鋼筋保護層厚度小于5㎝時,粉煤灰取代水泥的最大限量,應比表4.2.1的規定相應減少5%。
               
                  第五章粉煤灰混凝土的施工
               
                  第5.0.1 條粉煤灰摻入混凝土中的方式,可采用干摻或濕摻。期摻入方法應符合下列要求:
                  一、干摻時,干粉煤灰單獨劑量,與水泥、砂、石、水等材料按規定次序加入攪拌機進行攪拌;
                  二、濕摻時,現將粉煤灰配制成粉煤灰與水劑外加劑的懸浮漿液,與砂、石等材料按規定次序加入攪拌機進行攪拌。
               
                  第5.0.2 條使用干態或濕態粉煤灰應以重量計算,程量誤差不得超過±2%。粉煤灰中的含水量,應在拌合水中扣除。
               
                  第5.0.3 條粉煤灰混凝土拌合物必須攪拌均勻,其攪拌時間應比基準混凝土延長10~30s。
               
                  第5.0.4 條粉煤灰混凝土澆筑時,不得漏振或過振。振搗后的粉煤灰混凝土表面,不得出現明顯的粉煤灰浮漿層。
               
                  第5.0.5 條粉煤灰混凝土振搗完畢后,應加強養護,混凝土表面宜加遮蓋,并保持濕潤。暴露面的潮濕養護時間,不得少于14d;干燥或炎熱氣候條件下的潮濕養護時間,不得少于21d。
               
                  第5.0.6 條粉煤灰混凝土在低溫條件下施工時應加強表面保溫,粉煤灰混凝土表面的最低溫度不得低于5℃。寒潮沖擊情況下,日降溫幅度大于8℃,應加強粉煤灰混凝土表面的保護,防止產生裂縫。
               
                  第5.0.7 條正陽粉煤灰混凝土,應符合下列要求:
                  一、成型后熱預養溫度不宜高于45℃;預養(靜停)時間不得少于1h;常溫預養時,其預養時間應適當延長。
                  二、蒸養時的升溫速度宜為15~20℃/h;恒溫溫度宜為85~90℃;降溫速度宜為35~45℃/h。
                  三、蒸養粉煤灰混凝土的養護周期,宜為8~10h。
               
                  第六章粉煤灰混凝土的檢驗
               
                  第6.0.1 條粉煤灰混凝土的質量,應以坍落度或工作度、抗壓強度進行檢驗。引氣劑的粉煤灰混凝土,應增測含氣量。有特殊要求時,還應增測其它相應的檢驗項目。
               
                  第6.0.2 條現場施工粉煤灰混凝土的坍落度或工作度的檢驗,每班至少應測定兩次,其測定允許偏差為±2㎝。
               
                  第6.0.3 條粉煤灰混凝土抗壓強度的檢驗,應符合下列規定:
                  一、非大體積粉煤灰混凝土每拌制100m3,至少成型一組試塊,大體積粉煤灰混凝土每拌制500m3,至少成型一組試塊;不足上列規定數量時,每拌至少成型一組試塊。
                  二、用邊長15㎝的立方體試塊,在標準養護條件下所得的抗壓強度極限作為標準。
                  三、每組3個試塊試驗結果的平均值,作為該組試塊強度代表值。當3個試塊的最大或最小強度至與中間值相比超過15%時,以中間值代表該組試塊的強度值。
               
                  第6.0.4 條摻引氣劑的粉煤灰混凝土,每班應至少測定2次含氣量,其測定值的允許偏差應為±0.5%。
               
                  附錄一粉煤灰細度試驗方法(氣流篩法)(略)
                  附錄二粉煤灰需水量比試驗方法
                  一、二(略)
               
                  三、試驗步驟
                  1.稱取試驗樣品粉煤灰90g、硅酸鹽水泥210g、標準砂750g,另外稱取對比樣品硅酸鹽水泥300g、標準砂750g。將稱取的2份樣品加入適當用水量,分別進行拌合。
                  2.將拌合好的砂漿分兩次裝入預先放置在跳桌中心用濕布擦過的截錐形圓模內。第一次先裝至模高的2/3,用圓柱搗棒自邊緣至中心均勻插搗15次;第二次裝至高出圓模約20㎜,再插搗10次,每次插搗至下層表面,然后將多余膠砂掛去抹平,并清除落在跳桌上的砂漿。
                  3.將圓模垂直向上輕輕提起,以每秒1次的速度搖動跳桌手輪30次,然后用卡尺量測膠砂底部擴散直徑,以相互垂直的兩直徑平均值為測定值。如測定值在125~135㎜范圍內,則所加入的用水量,即為膠砂用水量。測定結果如不符合規定的膠砂流動度,應重新調整用水量,直到膠砂流動度符合要求為止。

                  四、試驗結果處理:
                  粉煤灰需水量比,應按下式計算:
                  Pw(%)=G2/G1×100(附2.1)
                  式中:Pw——需水量比(%);
                  G1——水泥膠砂需水量(mL);
                  G2——粉煤灰膠砂需水量(mL)。
               
                  附錄三粉煤灰混凝土配合比計算方法
               
                  一、基準混凝土配合比計算方法
                  1.根據混凝土結構設計要求的強度和標準差的計算方法。
               
                  (1)混凝土的試配強度,應按下列公式計算:
                  Rh=Ro+σo(附3.1)
                  式中:Rh——混凝土的試配強度;
                  Ro——混凝土設計要求的強度;
                  σo——混凝土標準差。
               
                  當施工單位具有30組以上混凝土試配強度的歷史資料時,σo可按下式求得:
                  式中:Ri——第Ri組的試塊強度;
                  Rn——n組試塊強度的平均值。
               
                  當施工單位無歷史統計資料時,σo可按附表3.1取值。
               
                  附表3.1混凝土強度標準
              Ro(MPa)
              10~20
              25~40
              50~60
              σo(MPa)
              4.0
              5.0
              6.0

                  (2)根據試配強度Rh;應按下式計算水灰比值:
                  Rh=A·Rc·(C/W-B)(附3.3)
                  式中:Rc——水泥的實際強度(MPa);
                  C/W——混凝土的灰水比;
                  A、B——試驗系數。當缺乏A、B試驗系數時,可按下列數值取用。采用碎石時,a="0.46,B=0.52";采用卵石時,a="0.48",b="0.61("僅適用于骨料為干燥狀態)。
               
                  (3)根據骨料最大粒徑及混凝土坍落度選用用水量(Wo),可按附表3.2。
               
                  附表3.2混凝土用水量
              粗骨料最大粒徑(mm)
              20
              40
              80
              150
              混凝土用水量(kg/m3)
              165~185
              145~165
              125~145
              105~125

                  (4)根據水灰比、粗骨料最大粒徑及砂細度模數選用砂率,可按附表3.3選用。
                  附表3.3混凝土砂率
              粗骨料最大粒徑(mm)
              20
              40
              80
              150
              砂率(%)
              38~42
              32~36
              24~28
              19~23

                  (5)水泥的用量(Co),應按下式計算:
                  Co=Co/Wo×Wo(附3.4)
               
                  (6)水泥漿的體積(Vp),應按下式計算:>
                  Vp=Cc/rc+Wo(附3.5)
                  式中:rc——水泥比重。
               
                  (7)砂和石料的總體積(VA),應按下式計算:
                  VA=1000(1-a)-Vp(附3.6)
                  式中:a——混凝土含氣量(%),不摻外加劑的混凝土,當骨料最大粒徑為20㎜時,可取2%時,40㎜時可取1%;80㎜和150㎜時可忽略不計。
               
                  (8)砂料的中量(So),應按下式計算:
                  So=VA˙Qs˙γs(附3.7)
                  式中:γs——砂料比重;
                  Qs——砂率(%)。
               
                  (9)石料的中量(Go),應按下式計算:
                  Go=VA˙(1-Qs)˙γs(附3.8)
                  式中:γs——石料比重。
               
                  2.根據混凝土結構設計要求的強度(Ro)乘以系數K,K值與混凝土強度保證率和離差系數有關,可按附表3.4查得。
               
                  附表3.4K值表
              P(%)
              Cv
              95
              90
              85
              80
              75
              0.10
              0.13
              0.15
              0.18
              0.20
              0.25
              1.18
              1.26
              1.32
              1.40
              1.49
              1.68
              1.15
              1.20
              1.24
              1.30
              1.35
              1.47
              1.12
              1.15
              1.19
              1.22
              1.26
              1.35
              1.09
              1.12
              1.15
              1.18
              1.20
              1.27
              1.08
              1.10
              1.12
              1.14
              1.16
              1.21
                  表中P值根據結構物類型和重要性,有設計單位規定。
               
                  Cv只有混凝土施工質量水平決定,可預先選用。當混凝土強度在20MPa及以上時可選用0.15,再20MPa以下時可選用0.20。以后根據施工資料調整。Cv值應按下列方法計算:
               
                  ①計算平均值強度Rm——總體強度的特征值,只同一強度等級的混凝土若干組試件抗壓強度的算術平均值,應按下列公式計算:
                  (附3.9)
                  式中:Ri——每組試件的平均極限抗壓強度;
                  n——試件的組數。
               
                  ②混凝土強度的標準差σo,應按下列公式計算:
                  (附3.10)
               
                  ③混凝土強度的離差系數Cv,應按下列公式計算:
                  Cv=σo/Rm(附3.11)
               
                  (2)水灰比、水量、砂率、水泥用量及砂料石料重量的計算或選用方法與本附錄三第(一)款第2項至第9項的內容相同。
               
                  (3)基準混凝土配合比各種材料用量為Co、Wo、So、Go。
               
                  二、等量取代法配合比計算方法
               
                  1.選定與基準混凝土相同或稍低的水灰比。
                  2.根據確定的粉煤灰等量取代水泥量(f%)和基準混凝土水泥用量(Co),應按下式計算粉煤灰用量(F)和粉煤灰混凝土中的水泥量(C):
                  F=Co˙f(%)(附3.12)
                  C=Co-F(附3.13)
               
                  3.粉煤灰混凝土的用水量(W),應按下式計算:
                  W=W/Co(C+F)(附3.14)
               
                  4.水泥和粉煤灰的漿體體積(Vp),應按下式計算:
                  Vp=F/γc+F/γf+W(附3.15)
                  式中:γf——粉煤灰比重。
               
                  5.砂料和石料的總體積(VA)應按下式計算:
                  VA=1000(1-a)-Vp(附3.16)
               
                  6.選用于基準混凝土相同或稍低的砂率(Qs)、砂料(S)和石料(G)的重量,應按下式計算:
                  S=VA×Qs˙γs(附3.17)
                  G=VA˙(1-Qs)˙γs(附3.18)
               
                  7.等量取代法粉煤灰混凝土配合比各種材料用量為:C、F、W、S、G。
               
                  三、超量取代法配合比計算方法
               
                  1.根據基準混凝土計算出的各種材料用量(Co、Wo、So、Go),選取粉煤灰取代水泥率(f%)和超量系數(K),對各種材料進行計算調整。
               
                  2.粉煤灰取代水泥量(F)、總摻量(Ft)及超量部分重量(Fe),應按下式計算:
                  F=Co˙f(%)(附3.19)
                  Ft=K˙F(附3.20)
                  Fe=(K-1)˙F(附3.21)
               
                  3.水泥的重量(C)應按下式計算:
                  C=Co-F(附3.22)
               
                  4.粉煤灰超量部分的體積按下式計算,即在砂料中扣除同體積的砂重,求出調整后的砂重(Se):
                  Se=S0-Fe/γf˙γs(附3.23)
               
                  5.超量渠道粉煤灰混凝土的各種材料用量為:C、Ft、Se、Wo、Go。
               
                  四、外加法配合比計算方法
               
                  1.根據及處混凝土計算出的各種材料用量(Co、Wo、So、Go),選定外加粉煤灰摻入率(fm%)對各種材料進行計算調整。
               
                  2.外加粉煤灰的重量(Fm),應按下式計算:
                  Fm=Co˙fm(%)(附3.24)
               
                  3.外加粉煤灰得體積,應按下式計算,即在砂料中扣除同體積的砂重,求出調整后的砂重(Sm):
                  Sm=S0-Fm/γf˙γs(附3.25)
               
                  4.外加粉煤灰混凝土的各種材料用量為Co、Fm、Sm、Wo、Go。
               
               

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