环氧暴跌600元，减水剂夏季利好到来！
2017-06-06 中国砼易购讯（4008981058）
6月6日，中石化华东销售公司上海石化、镇海炼化、扬子石化环氧乙烷出厂下调600元/吨，执行9100元/吨。
中石化华东销售公司上海石化、镇海炼化、扬子石化环氧乙烷出厂下调600元/吨，执行9100元/吨。
此次暴跌，预计碳四单体含税出厂价格在10400元/吨上下。减水剂母液成本可降低200元/吨，这对正在微利中煎熬的下游减水剂行业来说，无疑是一个重大利好！
预期强度的粉煤灰混凝土配合比设计
提供产品：聚羧酸减水剂 提供技术：水泥、混凝土、外加剂
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易圣辉，吴慧军，冯仲恺，常婷
（大连理工大学建设工程学部，大连 116023）
【摘要】在混凝土中掺入粉煤灰可有效地改善混凝土的流动性、粘聚性、保水性，提高混凝土的抗渗性、耐久性及后期强度，并可减少水泥用量，降低生产成本，具有较好的社会效益。本次参赛采用粉煤灰作为掺合料，萘系高效减水剂作为外加剂，按水灰比0.50，砂率41%，粉煤灰取代率15%，超量系数1.2配制混凝土；配制混凝土拌合物工作型满足设计要求，实测抗压强度与设计目标基本一致，单方造价254元。
【关键字】抗压强度；粉煤灰混凝土；混凝土配合比；经济性
MixtureRatioDesign ofC40FlyAshConcrete
YI sheng-hui,WU hui-jun,FENG zhong-kai, CHANG ting
(Faculty of infrastructure Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116023,China)
Abstract:Addition of proper amount of fly ash can enhance the concrete liquidity, cohesive quality,water retention property; improve impermeability, durability, long-term strength, at the same time, reduce the amount of cement required, low down the cost, which is beneficialtothe society. In the competition, fly ash and naphthalene-based superplasticizer were used as admixtures.Based on the parameters--water-cement ratio 0.50, the sand ratio 41%, fly ash replacement rate 15%, excess coefficient 1.2, the concrete compressivestrength test resultwasvery close to the designtarget.
Key words:compression strength; fly ash concrete; mix proportion of concrete; economy
1概述
2010年8月，“金海岸建材”杯首届全国(U30)大学生混凝土材料设计大赛在大连理工大学举行，大赛组委会希望通过比赛提高同学们的创新能力、实践能力和团队协作能力，为我国建筑材料行业培养出更多优秀人才。
本次大赛的命题是“预期强度的水泥混凝土配合比设计”，要求各参赛队采用统一的原材料设计并实际配制出满足强度、耐久性、经济性要求的混凝土。
大赛提供了两种掺和料：粉煤灰和矿渣。鉴于粉煤灰作为混凝土掺合料的普遍性，以及其可以有效地改善混凝土拌合物的工作性，减少泌水，提高混凝土的后期强度，同时可降低混凝土的生产成本，具有较好的经济性，本设计方案拟采用该材料作为掺和料。
文献表明，粉煤灰在我国广泛使用，利用率可达60%-70%左右[1]；国外中粉煤灰掺量较高，其中美国预拌混凝土中粉煤灰掺量已达37%，英国己将粉煤灰体积用量达60%-80％的混凝土用于水坝、机场停机坪等工程，而我国粉煤灰掺量据统计仍基本在10%-25％之间[2]。我国在水工建筑物的低配筋混凝土中，也曾使用过大掺量粉煤灰的混凝土，如三门峡大坝，粉煤灰掺量达30％-40％，混凝土的抗压强度较90d龄期提高了90％-100%[3]。减水剂可减少用水量，改善混凝土拌合物的工作性，减少混凝土坍落度损失，从而提高混凝土的性能指标。
基于以上所述，本文将详细介绍粉煤灰混凝土初步配合比的设计方案。
2设计任务书
2.1设计目标：
（1）混凝土工作性：坍落度要求160-200mm，粘聚性、保水性良好；
（2）混凝土强度等级：C40普通水泥混凝土，28d推定强度指标满足设计要求；抗压强度标准差取6.0MPa。
（3）耐久性：无明确耐久性指标要求，但混凝土配合比设计过程中应该体现对耐久性有利的原则。
2.2评价指标：拌合物的工作性、抗压强度、配合比合理性、经济性。
2.3原材料技术、经济指标
设计所用材料水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、外加剂的技术指标和单价分别列于表1~表5。
表1水泥的技术指标
<table><tbody>表2细骨料的技术指标
<table><tbody>表3粗骨料的技术指标
<table><tbody>表4掺合料——粉煤灰的技术指标
<table><tbody>表5外加剂的技术指标
<table><tbody>3 混凝土配合比设计过程
3.1混凝土配制强度的确定
C40普通水泥混凝土，具有95%保证率的配制强度为
49.87MPa （1）
配制强度fCu,o取为49.87MPa。
3.2水灰比
混凝土设计强度等级小于C60，采用Bolomey公式确定水灰比[4]。
所给粗骨料：石灰石（碎石），最大粒径31.5mm，根据“回归系数选用表”，查得αa为0.46，αb为0.07，所以
＝0.50 （2）
满足普通混凝土对最大水灰比限值的要求。
3.3单位用水量选择：
坍落度要求160mm～200mm，坍落度设计值取为180mm。
坍落度为180mm，细集料为中砂（细度模数为2.42），碎石最大粒径为31.5mm，查“塑性混凝土的用水量”表，坍落度为90mm时，单位用水量为W=205kg/m3；根据“坍落度大于90mm时，以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg”[4]，可得
=227.5 kg/m3（3）
萘系高效减水剂减水率为20%，则调整后单位用水量为：
=182 kg/m3 （4）
3.4单位水泥用量
（5）
满足普通混凝土对最小水泥用量限值的要求。
3.5减水剂用量
外加剂为萘系高效减水剂，建议掺量为1.0%—2.0%，取掺量为1.5%。
减水剂用量
=5.46 kg/m3 （6）
3.6砂率的选择
“坍落度大于60mm的砂率，可经试验确定，也可在‘混凝土的砂率’表的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整”[4]，由于没有实验数据，我们采用后者。
坍落度为60mm时砂率选择为35%，所以坍落度为180mm时砂率为
=41% （7）
3.7砂石用量
采用绝对体积法，萘系高效减水剂为非引气型减水剂，α=1.0。
（8）
计算得 ms0=785 kg/m3
mg0=1130 kg/m3
3.8掺合料用量
粉煤灰对混凝土早期强度有一定的不利影响，为减小这种不利影响，采用超量取代方法掺入粉煤灰。对于普通硅酸盐水泥，粉煤灰取代水泥最大限量为25%，Ⅰ级粉煤灰的超量系数k的范围为1.1~1.4[6]，选择粉煤灰取代水泥率为15%，超量系数k取1.2。
取代水泥部分的粉煤灰f
=54.6 kg/m3 （9）
单位粉煤灰用量
=66 kg/m3（10）
3.9调整单位水泥用量
水泥被粉煤灰取代了15%，调整后水泥用量
=309 kg/m3（11）
3.10调整单位细骨料用量
根据“按粉煤灰超出的体积，扣除同体积的细骨料用料”[6]，调整后单位细骨料用量
=772 kg/m3（12）
3.11初步计算配合比
根据上述计算结果，初步计算配合比如下
减水剂用量为5.46kg/m3
采用单位水泥用量为“单位1”时，初步计算配合比可表示为
4配制结果
根据上述初步计算配合比，人工拌合10L混凝土，实测坍落度值为185mm，粘聚性和保水性良好；表观密度实测值为2510kg/m3，得到的调整系数Kj=1.02。从而得到基准配合比Cj;Wj:Sj:Gj:Fj=315:186:787:1153:67，减水剂用量为5.57kg/m3，单方成本为254.8元/m3，经济性良好。
人工插捣成型强度试件，标准养护3天，实测抗压强度为31.9MPa，由大赛评委会根据此数据推定28天标准养护抗压强度为49.71MPa，与配制强度49.87MPa仅相差0.16MPa。
5 结果分析
5.1拌合物工作性
在配合比不变的情况下采用适量的减水剂，尤其是高效减水剂，能显著改善混凝土的和易性[5]。Ⅰ级粉煤灰的需水量比小于95%，具有一定的减水作用。在水胶比不变的情况下，采用Ⅰ级粉煤灰取代部分水泥能增大混凝土拌合物的坍落度，减小坍落度损失，且能降低泌水，提高粘聚性[10]。
实测混凝土拌合物的坍落度为185mm，与设计目标（180mm）基本吻合。
5.2混凝土抗压强度
掺入适量粉煤灰的混凝土早期抗压强度和抗折强度一般比纯水泥混凝土的稍低，但长期强度（如180天）一般较纯水泥强度高。采用超掺法掺入粉煤灰，能适当降低其对混凝土早期强度的不利影响，且经济性较好。
人工插捣成型强度试件，标准养护3天，实测强度为31.3MPa，组委会推定28天标准养护强度为49.71MPa，与配制强度49.87MPa相差0.16MPa。
5.3经济性
为评定经济性，根据任务书设计目标要求，按照上述方法，另计算其他三种情况：不掺减水剂及粉煤灰、只掺减水剂和只掺粉煤灰，对应的初步计算配合比及其计算单位体积造价结果如表6。
表6 三种情况下混凝土经济性的评定结果
<table><tbody>从表6可得，在满足混凝土强度、工作性、耐久性的要求下，添加减水剂和拌合料的造价最低，为249.8元/m3，远小于不掺入粉煤灰的配合比，其次单价较低的是只掺入粉煤灰不掺减水剂的配合比，为254.6元/m3，其中不掺减水剂且不掺粉煤灰的单位体积造价最高，为277.3元/m3。由此可见，同时掺入减水剂和掺合料具有较好的经济性，且粉煤灰是工业废料，对其加以利用对于保护环境，节约能源和资源，减少二氧化碳的排放具有巨大的积极作用，宜坚持提倡在混凝土中掺入粉煤灰。
6结论
依据规范提供的配合比设计方法，同时掺入粉煤灰和减水剂可显著改善混凝土的工作性，且强度实测值与理论值较为吻合，配制的混凝土可满足设计要求。
适量掺加粉煤灰可增强混凝土后期强度，提高混凝土的耐久性等性能；粉煤灰作为工业废料，在混凝土中应用可减少环境污染，节约水泥用量，降低混凝土生产成本，具有良好的社会经济效益。
参考文献
[1]唐郢.粉煤灰混凝土配合比的应用研究[J].科学之友，2007（8）
[2]李建友.大掺量粉煤灰高性能混凝土研究及应用.硕士论文.2005.12
[3]邢世海，李国柱，孙祖元.超掺粉煤灰混凝土在大体积混凝土工程中的应用研究[J].混凝土，2004（3）
[4]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2000
[5]《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003
[6]《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ/46-90
[7]《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005
[8]吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土.北京：中国铁道出版社，1999
[9] 王立久.建筑材料学.第三版.北京：中国电力出版社，2008
[10] 唐明，邱晴，王博.现代混凝土外加剂及掺合料.沈阳：东北大学，1999
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