摘 要：介绍了一种新的高掺量粉煤灰(HVFA)混凝土配合比设计方法，该方法充分考虑粉煤灰和水泥对于混凝土强度贡献的差异性，将粉煤灰作为单独组分，进行HVFA混凝土配合比设计。应用该方法，进行了不同粉煤灰掺量的HVFA混凝土（C50）配合比设计。
关键词：高掺量粉煤灰混凝土；配合比设计；应用
中图分类号：TU528.062 文献标识码：B
文章编号：1007-046X(2007)06-0016-02
0 前言
文章介绍了一种新的HVFA混凝土配合比设计方法，它将粉煤灰看作混凝土的一种独立组分，充分考虑粉煤灰和水泥对于混凝土强度贡献的差异性，将粉煤灰作为单独组分，进行高掺量粉煤灰混凝土配合比设计。
1 HVFA混凝土配合比设计新方法
HVFA混凝土配合比设计，英国Dunstan[4]提出了一种新的理念，他将粉煤灰做为一种单独的组分，将混凝土的水胶比、灰胶比（粉煤灰-胶结料比，F/C＋F）和强度建立了一个三维模型（如图1）。这样进行大掺量粉煤灰高性能混凝土配合比设计时就充分考虑了粉煤灰和水泥之间的性质差异以及水胶比对强度影响的差异。如图1，等水胶比平面显示当水胶比不变时R28-F/（C+F）的关系，即粉煤灰掺量增加时，混凝土强度下降；等强度平面显示达到相同强度时（W/（C+F）-F/(C+F)）的关系（图中阴影部分所示），即增加粉煤灰掺量时，要相应降低水胶比，以保证混凝土强度不变。因而基于新的配合比设计方法，要保证HVFA混凝土的早期强度，最根本的办法就是降低水胶比。
按照Dunstan三维模型设计混凝土，例如当工程要求混凝土的强度等级为C50，与普通硅酸盐水泥混凝土只对应一个特定的W/C不同，设计相同等级的粉煤灰混凝土可以从上述三维模型上"截"出一个具有一系列等强度的拌合物平面来。稍许变化减水剂的掺量，配制出工作度相等的这一系列拌合物也是可以做到的，因此可以从一个无限量的等工作度与等强度的拌合物中进行选择。而要确定其中最优的配合比，还需要输入材料的费用这个参数，而往往生产这种拌合物的成本最低。
2 HVFA混凝土配合比设计新方法应用
应用HVFA混凝土配合比设计新方法，以配制C50 HVFA混凝土。工作性要求—初始坍落度200±20mm；强度—28d配制强度不低于60MPa。
2.1 原材料
水泥：贵州水泥厂生产的乌江牌P·O42.5级水泥，主要性能指标见表1；
粉煤灰：凯里电厂I级粉煤灰，化学成分见表2，主要性能指标见表3；
碎石：5～25mm连续级配石灰岩碎石，表观密度2730kg·m- 3，堆积密度1580 kg·m- 3，空隙率42%；
砂：天然河砂，细度模数2.65；
外加剂：聚羧酸高效减水剂。
2.2 HVFA混凝土配合比设计
首先，根据混凝土的配制强度、所用水泥的强度以及集料种类，由鲍罗米公式计算不掺粉煤灰的基准混凝土水灰比为0.36，然后，依次掺入15%、25%、35%、45%的粉煤灰，水胶比相应降低为0.34、0.32、0.30、0.28，得到4组HVFA混凝土，基准混凝土和HVFA混凝土砂率和胶凝材料用量保持不变，如表4所示。
2.3 HVFA混凝土性能
HVFA混凝土通过调整外加剂用量，控制混凝土拌合物初始坍落度为200±20mm，成型，养护到不同龄期，测试混凝土抗压强度，见表5。
由表5和图2可知，水胶比小、灰胶比大的HVFA混凝土，其7d抗压强度较基准混凝土略低(45%FA掺量除外)，28d抗压强度与基准混凝土持平，60d强度超过基准混凝土。粉煤灰对混凝土的强度贡献主要体现在后期，早期主要是物理填充作用。由图3可知，
HVFA混凝土在28d强度基本一致的情况下，水胶比和灰胶比呈现较好的线形关系，即灰胶比增大，水胶比降低。
3 结语
(1)粉煤灰与水泥是不同特性的材料，在HVFA混凝土配合比设计时，应把它作为单独成分来看待，这样才能发挥粉煤灰早期物理填充作用和后期胶凝材料作用；
(2)应用配合比设计新方法，粉煤灰掺量为35%时，通过降低水胶比，可得到早期强度较高的HVFA高强混凝土。
参考文献
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[2]钱觉时.粉煤灰特性与粉煤灰混凝土[M].北京:科学出版社,2002.
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