中铁二十一局集团路桥工程有限公司 陕西西安 710065
摘要：粉煤灰对混凝土的和易性及强度有很大影响，本文选粉煤灰掺量、水灰比、砂率、单位用水量四个水平通过正交设计的方法确定试验方案，进行试验，检测出混凝土的和易性和保水性。Ⅱ级粉煤灰的掺入使混凝土的坍落稍有降低，但度影响不大，混凝土的28d强度也随其掺量的增加有所降低。
关键词：粉煤灰；工业废料；试验研究；混凝土
0 引言
矿物掺合料是指配制混凝土时加入的能改变新拌混凝土和硬化混凝土性能的无机矿物细粉。它们掺量通常大于水泥用量的5%，细度与水泥相同或比水泥更细。掺合料与外加剂主要不同之处在于其参与了水泥的水化过程，对水化产物有所贡献。因此，国外将这种材料称为辅助胶凝材料，已成为高性能混凝土不可缺少的第六组分。
近年来，工业废渣矿物掺合料直接在混凝土中应用的技术有了新的进展。掺有混合材的水泥配制的混凝土与用硅酸盐水泥掺入矿物掺合料配制的混凝土其性能完全不同。它的使用给混凝土生产商更多的混凝土性能和经济效益的调整余地，因此成为与水泥、集料、外加剂并列的混凝土组成材料。因此粉煤灰混凝土成为绿色建材。
本文就是着眼于粉煤灰混凝土的研究，在混凝土中加入外加剂和粉煤灰，通过试验研究其对混凝土的和易性和强度的影响，在粉煤灰的掺量不同时混凝土的各项性能会发生什么样的变化，由此次试验结果得出粉煤灰的最佳掺量。
一、试验原材料及实验方法
1.1 试验原材料
（1）水泥：祁连山水泥股份有限公司 PSA 32.5
（2）砂：中砂，含泥量2.4%，细度模数2.6
（3）石：碎石，含泥量0.8%，粒级5-20mm （4）粉煤灰 Ⅱ级
（5）外加剂：减水剂掺量0.2%，减水率18～40％，规格：聚羧酸。
1.2 抗压性能试验方法
为了保证搅拌均匀，先搅拌粗细骨料，在搅拌的过程中陆续加入水泥，以上几种材料搅拌大体均匀时，再加水和外加剂继续搅拌，直至均匀。搅拌过程中，人工用钢棒辅助搅拌，以避免出现结团现象。搅拌过程的投料流程如图 1-2所示。将拌和物浇筑到钢模中后在振动台振动，振动过程中用细铁棒插捣试模边缝。同时注意，在每次开始搅拌混凝土前均用湿布对搅拌机和拌料钢板进行湿润。
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图1.3再生混凝土的搅拌流程
浇筑好的混凝土试件 24 小时后脱模。标准养护条件（温度为：（20士2）℃，湿度为90%）下养护28天，然后取出液压式万能试验机上进行试验。
二、混凝土的配合比设计
本次试验设计了十六组试件，考虑了粉煤灰掺量、水灰比、砂率、单位用水量四个因素，分别通过试验分析这些因素对混凝土和易性、强度的影响，根据正交设计的方法确定出最佳的实验组合，根据骨料的粒径试拌制15L混凝土，分组后混凝土试件的配合比如表2.1所示。
表2.1混凝土试件的最终配合比
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三、实验结果及分析
表3-1实验结果
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⑦ 极差分析
表3-2 极差分析
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水灰比对混凝土强度的影响 单位用水量对混凝土强度的影响
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砂率对混凝土强度的影响 粉煤灰掺量对混凝土强度的影响
3.3 结果分析
从因素对抗压强度的影响依次为：A水胶比、B砂率、粉煤灰掺量、单位用水量。即水胶比对抗压强度的影响最大，其次是粉煤灰掺量，单位用水量，砂率影响最小。
各因素的最佳水平为：因素A处于主要位置，从上表选出A1最好；其次是矿渣代砂率E的影响最大，E1最好。随后确定砂率B最佳值为B2，D粉煤灰最佳掺量是D2，最后是单位用水量C最优值是C4。
最佳组合为A1B2C4D2E1，即水胶比为0.53，砂率为36%，单位用水量210kg，粉煤灰掺量是25%。
四、试验结论
坍落度，根据以上实验结果，混凝土的和易性主要与粉煤灰掺量和单位用水量有关，在单位用水量相同的情况下，粉煤灰在20~35%的掺量内增大其坍落度，有所降低。在粉煤灰掺量一定的情况下，混凝土单位用水量越大其坍落度越大。
强度，根据以上实验结果，混凝土的强度主要与水灰比有关，其次是粉煤灰的掺量，砂率对强度的影响很小，表现不明显。在其他因素相同的情况下，水灰比越大混凝土的强度越低。在其他因素相同的情况下，混凝土的十五天强度随粉煤灰掺量的增加有所降低但不明显。
参考文献：
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