关于粉煤灰价格调整模型和大掺量粉煤灰普通混凝土配比计算模型
第一问:是否有粉煤灰价格调整模型?
答:目前来说还没有粉煤灰价格变动模型。粉煤灰情况较为特殊,因属于工业固废,区域利用程度差异较大,有属于可跨界综合利用的原料,没有价格规律可执行。
第二问:是否有大掺量粉煤灰混凝土的配比模型?
答:从早期的等量取代法到近年发展的理性法和简易法, 粉煤灰混凝土的配合比设计都是以普通混凝土为基础加以改进和拓展,结果得出的粉煤灰占总胶凝材料的最大质量比有限(一般不超过30%)。以我国为例,粉煤灰混凝土配合比设计多采用超量取代法,即先设计基准混凝土配合比,再根据等强度原则,按掺入粉煤灰超量取代水泥的方法,选择粉煤灰取代水泥率和超量系数,并按粉煤灰超出水泥的体积对细集料用量进行调整,最终确定粉煤灰混凝土各组成用量。
此法最大的不足是没有把粉煤灰作为混凝土的独立组分进行设计,而且粉煤灰取代水泥率和超量系数的选择存在任意性,特别是混淆了粉煤灰各组成本身在混凝土中的贡献。另外,外加剂已经成为现代混凝土不可缺少的成分,而现有的设计方法都没有把外加剂对混凝土配合比的影响考虑进去。因此,传统方法不适用于大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)。
本计算为王立久教授提出的胶凝系数和密实系数的理论,从粉煤灰胶凝系数的概念出发,把粉煤灰作为混凝土的一个独立组分,并区分其在混凝土中的不同作用,提出HFCC 配合比设计的4个基本参数,推导确定4个基本参数的数学模型,在此基础上建立HFCC的配合比设计理论,并通过实验考察配合比设计方法的合理性。
1、大掺量粉煤灰混凝土配合比设计的4个基本参数
与普通混凝土的3个基本参数W、W /C、Sp相比,HFCC的配合比设计包括4个基本参数: 单位用水量W、水胶比W / (C + βF )、灰胶比K 和砂率Sp。( 1) 单位用水量:与普通混凝土的单位用水量相同,由混凝土的工作性决定;( 2) 水胶比:HFCC中有βF部分的粉煤灰起到胶凝材料的作用,水胶比反映了水泥和βF份粉煤灰共同的胶凝作用以及对混凝土强度的贡献;( 3) 灰胶比:将起微集料作用的粉煤灰用量与总胶凝材料的比值定义为粉煤灰的灰胶比K =( 1-β)F /(C+βF),K是确定粉煤灰掺量的重要参数,也是HFCC特有的参数,由粉煤灰混凝土的成本所控制,可由经济条件确定; ( 4) 砂率:与普通混凝土的砂率不同,HFCC 中有1-βF部分的粉煤灰起到微集料的作用。因此,砂率的表达式改写为Sp =(S+(1-β)F)/(S+G+(1-β)F)。
2、大掺量粉煤灰混凝土配合比设计的数学模型建立
王立久教授根据混凝土配合比设计的绝对体积法, 并引入砂石平均表观密度的定义,得到普通混凝土集灰比n 的计算公式:
因此,对于HFCC,部分粉煤灰起到胶凝材料作用,水泥表观密度应由全部胶凝材料C+βF的平均表观密度(即灰料表观密度)来代替;同时,还有(1-β)F份的粉煤灰起到细集料的作用,因此砂表观密度应由全部细集料S+(1-β)F的平均表观密度(即微集料表观密度)来代替,砂石平均表观密度石应由全部集料S+G+(1-β)F的平均表观密度来代替。
(5) 式是由绝对体积法推得的HFCC配合比计算最基本公式。它从理论上确定了4个基本参数在HFCC配合比计算中的重要作用,表明HFCC 配合比计算,本质上是由4个基本参数确定集灰比N 的过程。
3、大掺量粉煤灰混凝土配合比设计步骤
按经济条件确定灰胶比:
确定单位用水量
确定水胶比
确定C、F
确定砂率和集灰比
确定S、G
通过以上步骤确定了HFCC配合比的4个基本参数: 单位用水量W、水胶比W /(C+βF )、灰胶比K和砂率SP, 得到各种材料的用量: W、C、F、S、G.
4、原材料要求及注意事项
对粉煤灰制混凝土提出原材料技术要求,并根据其原料、胶凝材料和外加剂调整。通过选用优质粉煤灰、使用高效活化剂和合理的配合比设计,可保证其力学性能接近甚至高于普通混凝土。
把粉煤灰作为混凝土的第5组分,引入胶凝系数β的概念,建立HFCC的配合比设计理论, 根据步骤直接进行HFCC配合比设计。
HFCC抗压强度的发展与粉煤灰品质、配合比设计等直接相关.粉煤灰掺量越高, 混凝土各龄期的强度则越低;28d强度并非为最大强度值,在28d龄期以后,HFCC强度有显著增加。
粉煤灰胶凝系数β是粉煤灰自身品质参数细度、烧失量和需水量比的函数,HFCC的抗压强度与胶凝系数成正比,β值越大,则混凝土强度越高。灰胶比K是确定粉煤灰用量的重要参数, 本质上由粉煤灰混凝土的成本所控制。
在水泥品种不变的情况下,影响HFCC力学性能的因素主要是粉煤灰品质和配合比设计。
(转自:粉煤灰综合利用网)