5.2.1 粉煤灰在混凝土中的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定，最大摻量宜符合表5.2.1的規(guī)定。
表5.2.1 粉煤灰的最大摻量(％)
注：1 對澆筑量比較大的基礎(chǔ)鋼筋混凝土，粉煤灰最大摻量可增加5％～10％；
2 當(dāng)粉煤灰摻量超過本表規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)論證。
5.2.2 對早期強(qiáng)度要求較高或環(huán)境溫度、濕度較低條件下施工的粉煤灰混凝土宜適當(dāng)降低粉煤灰摻量。
5.2.3 特殊情況下，工程混凝土不得不采用具有堿硅酸反應(yīng)活性骨料時，粉煤灰的摻量應(yīng)通過堿活性抑制試驗(yàn)確定。
條文說明
5.2 粉煤灰的摻量
5.2.1 本條規(guī)定了各類混凝土中粉煤灰的最大摻量，是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)類型、水泥品種及水膠比確定的。由于混凝土材料科學(xué)的發(fā)展和工程經(jīng)驗(yàn)的積累，與原規(guī)范相比，粉煤灰的最大摻量適當(dāng)放寬。
表5.2.1中注1“對澆筑量比較大的基礎(chǔ)鋼筋混凝土，粉煤灰最大摻量可增加5％～10％”，主要是指有溫控要求而對混凝土碳化要求較低的大型工程的基礎(chǔ)混凝土。
粉煤灰最大摻量的確定，除了與早期強(qiáng)度、施工時的環(huán)境溫度、大體積混凝土等有關(guān)外，混凝土的抗凍性、抗碳化性能等耐久性指標(biāo)也很重要。對鋼筋混凝土，粉煤灰摻量過大可導(dǎo)致混凝土堿度降低，使鋼筋保護(hù)層碳化，進(jìn)而對混凝土中鋼筋銹蝕產(chǎn)生不利影響。為修訂本規(guī)范進(jìn)行的粉煤灰混凝土碳化及強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表3和表4，試驗(yàn)原材料采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》GB 200-1989中525#中熱硅酸鹽水泥、Ⅱ級粉煤灰和河砂、卵碎石。工程經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果表明，粉煤灰摻量越大，鋼筋銹蝕敏感性增加。因此，在鋼筋保護(hù)層厚度偏薄時，應(yīng)適當(dāng)減少粉煤灰用量，以提高混凝土堿度，減緩碳化和鋼筋的銹蝕速度。
粉煤灰混凝土強(qiáng)度及抗凍性能試驗(yàn)結(jié)果見表5～表8。本試驗(yàn)是中國水利水電科學(xué)研究院為三峽水電站大壩混凝土進(jìn)行的試驗(yàn)，為二級配常態(tài)混凝土，最大骨料粒徑40mm。試驗(yàn)原材料采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》GB 200-1989標(biāo)準(zhǔn)的石門525#中熱硅酸鹽水泥和荊門425#低熱硅酸鹽水泥、重慶電廠Ⅱ級粉煤灰和花崗巖人工砂石骨料。配合比試驗(yàn)中砂石骨料均以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)?？箖鲈囼?yàn)齡期為28d。試驗(yàn)結(jié)果表明，水膠比對混凝土的抗凍性有著較為明顯的影響。在等強(qiáng)度等含氣量條件下，摻粉煤灰混凝土與不摻粉煤灰混凝土具有相當(dāng)?shù)目箖鋈谀途眯浴?
表9～表12列出了不同行業(yè)部分高摻量粉煤灰混凝土所用的配合比參數(shù)。表中所列高鐵工程、杭州灣等工程均開工于2007年之前，因此工程采用的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥均為符合當(dāng)時執(zhí)行的《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999、GB 175-92標(biāo)準(zhǔn)的水泥。CCTV主樓超長超厚底板混凝土中采用了50％的高粉煤灰摻量，取得了良好的效果。CCTV主樓總建筑面積472998m2，底板混凝土總方量約12萬m3，強(qiáng)度等級為C40，采用60d后期強(qiáng)度評定，抗?jié)B等級W8。底板平面尺寸為292.7m×219.7m，全部底板由后澆帶分為16個區(qū)塊，其中塔樓1底板平面尺寸為91m×75m，最大厚度10.8m，混凝土方量3.9萬m3。塔樓2底板平面尺寸為77m×70m，最大厚度10.9m，混凝土方量3.3萬m3。由于兩座塔樓均雙向傾斜，三維受力復(fù)雜，為了保證主樓底板良好的受力性能及整體性，要求一次連續(xù)澆筑混凝土。自2005年10月底開始，兩座塔樓底板混凝土于12月底完成澆筑。主樓超長超厚底板混凝土施工配合比見表11，施工采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999標(biāo)準(zhǔn)的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥和Ⅰ級粉煤灰，粉煤灰摻量達(dá)到了50％，該配合比絕熱溫升約36℃～37℃，抗壓、抗?jié)B性能均滿足設(shè)計要求。
表9 摻粉煤灰高性能混凝土施工配合比(高鐵工程)
表10 摻粉煤灰、礦粉高性能混凝土施工配合比(高鐵和杭州灣工程)
目前我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定中對混凝土中粉煤灰摻量的允許范圍：
(1)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50204-2002中第7.2.4條規(guī)定：“混凝土中摻用礦物摻合料的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB 1596等的規(guī)定。礦物摻合料的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。”
(2)《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50208-2011中第4.1.7條第2款規(guī)定：“粉煤灰摻量宜為膠凝材料總量的20％～30％。”
(3)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 104：99中第12.2.4條規(guī)定：“粉煤灰摻量不宜大于膠結(jié)材料總量的30％。”
(4)《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》JTS 202-2011中第5.2.2條規(guī)定，高性能混凝土的粉煤灰摻量為25％～40％。
(5)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ 275-2000中第5.1.5.5款規(guī)定：①用硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于25％；②用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于20％；③用礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于10％；④經(jīng)試驗(yàn)論證，最大摻量可不受以上限制。
(6)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》JTG／T F30-2014中第4.2.12條規(guī)定：“粉煤灰最大摻量，Ⅰ型硅酸鹽水泥不宜大于30％；Ⅱ型硅酸鹽水泥不宜大于25％；道路硅酸鹽水泥不宜大于20％。粉煤灰總摻量應(yīng)通過試驗(yàn)最終確定，”
(7)鐵道部《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》科技基[2005]101號規(guī)定：“不同礦物摻合料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的性能通過試驗(yàn)確定?；炷林蟹勖夯覔搅看笥?0％時，混凝土的水膠比不得大于0.45。預(yù)應(yīng)力混凝土及處于凍融環(huán)境的混凝土中粉煤灰的摻量不宜大于30％”。
注：1 對澆筑量比較大的基礎(chǔ)鋼筋混凝土，粉煤灰最大摻量可增加5％～10％；
2 當(dāng)粉煤灰摻量超過本表規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)論證。
5.2.2 對早期強(qiáng)度要求較高或環(huán)境溫度、濕度較低條件下施工的粉煤灰混凝土宜適當(dāng)降低粉煤灰摻量。
5.2.3 特殊情況下，工程混凝土不得不采用具有堿硅酸反應(yīng)活性骨料時，粉煤灰的摻量應(yīng)通過堿活性抑制試驗(yàn)確定。
條文說明
5.2 粉煤灰的摻量
5.2.1 本條規(guī)定了各類混凝土中粉煤灰的最大摻量，是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)類型、水泥品種及水膠比確定的。由于混凝土材料科學(xué)的發(fā)展和工程經(jīng)驗(yàn)的積累，與原規(guī)范相比，粉煤灰的最大摻量適當(dāng)放寬。
表5.2.1中注1“對澆筑量比較大的基礎(chǔ)鋼筋混凝土，粉煤灰最大摻量可增加5％～10％”，主要是指有溫控要求而對混凝土碳化要求較低的大型工程的基礎(chǔ)混凝土。
粉煤灰最大摻量的確定，除了與早期強(qiáng)度、施工時的環(huán)境溫度、大體積混凝土等有關(guān)外，混凝土的抗凍性、抗碳化性能等耐久性指標(biāo)也很重要。對鋼筋混凝土，粉煤灰摻量過大可導(dǎo)致混凝土堿度降低，使鋼筋保護(hù)層碳化，進(jìn)而對混凝土中鋼筋銹蝕產(chǎn)生不利影響。為修訂本規(guī)范進(jìn)行的粉煤灰混凝土碳化及強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表3和表4，試驗(yàn)原材料采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》GB 200-1989中525#中熱硅酸鹽水泥、Ⅱ級粉煤灰和河砂、卵碎石。工程經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果表明，粉煤灰摻量越大，鋼筋銹蝕敏感性增加。因此，在鋼筋保護(hù)層厚度偏薄時，應(yīng)適當(dāng)減少粉煤灰用量，以提高混凝土堿度，減緩碳化和鋼筋的銹蝕速度。
粉煤灰混凝土強(qiáng)度及抗凍性能試驗(yàn)結(jié)果見表5～表8。本試驗(yàn)是中國水利水電科學(xué)研究院為三峽水電站大壩混凝土進(jìn)行的試驗(yàn)，為二級配常態(tài)混凝土，最大骨料粒徑40mm。試驗(yàn)原材料采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》GB 200-1989標(biāo)準(zhǔn)的石門525#中熱硅酸鹽水泥和荊門425#低熱硅酸鹽水泥、重慶電廠Ⅱ級粉煤灰和花崗巖人工砂石骨料。配合比試驗(yàn)中砂石骨料均以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)?？箖鲈囼?yàn)齡期為28d。試驗(yàn)結(jié)果表明，水膠比對混凝土的抗凍性有著較為明顯的影響。在等強(qiáng)度等含氣量條件下，摻粉煤灰混凝土與不摻粉煤灰混凝土具有相當(dāng)?shù)目箖鋈谀途眯浴?
表9～表12列出了不同行業(yè)部分高摻量粉煤灰混凝土所用的配合比參數(shù)。表中所列高鐵工程、杭州灣等工程均開工于2007年之前，因此工程采用的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥均為符合當(dāng)時執(zhí)行的《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999、GB 175-92標(biāo)準(zhǔn)的水泥。CCTV主樓超長超厚底板混凝土中采用了50％的高粉煤灰摻量，取得了良好的效果。CCTV主樓總建筑面積472998m2，底板混凝土總方量約12萬m3，強(qiáng)度等級為C40，采用60d后期強(qiáng)度評定，抗?jié)B等級W8。底板平面尺寸為292.7m×219.7m，全部底板由后澆帶分為16個區(qū)塊，其中塔樓1底板平面尺寸為91m×75m，最大厚度10.8m，混凝土方量3.9萬m3。塔樓2底板平面尺寸為77m×70m，最大厚度10.9m，混凝土方量3.3萬m3。由于兩座塔樓均雙向傾斜，三維受力復(fù)雜，為了保證主樓底板良好的受力性能及整體性，要求一次連續(xù)澆筑混凝土。自2005年10月底開始，兩座塔樓底板混凝土于12月底完成澆筑。主樓超長超厚底板混凝土施工配合比見表11，施工采用符合當(dāng)時執(zhí)行的《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999標(biāo)準(zhǔn)的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥和Ⅰ級粉煤灰，粉煤灰摻量達(dá)到了50％，該配合比絕熱溫升約36℃～37℃，抗壓、抗?jié)B性能均滿足設(shè)計要求。
表9 摻粉煤灰高性能混凝土施工配合比(高鐵工程)
表10 摻粉煤灰、礦粉高性能混凝土施工配合比(高鐵和杭州灣工程)
目前我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定中對混凝土中粉煤灰摻量的允許范圍：
(1)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50204-2002中第7.2.4條規(guī)定：“混凝土中摻用礦物摻合料的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB 1596等的規(guī)定。礦物摻合料的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。”
(2)《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50208-2011中第4.1.7條第2款規(guī)定：“粉煤灰摻量宜為膠凝材料總量的20％～30％。”
(3)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 104：99中第12.2.4條規(guī)定：“粉煤灰摻量不宜大于膠結(jié)材料總量的30％。”
(4)《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》JTS 202-2011中第5.2.2條規(guī)定，高性能混凝土的粉煤灰摻量為25％～40％。
(5)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ 275-2000中第5.1.5.5款規(guī)定：①用硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于25％；②用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于20％；③用礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土不大于10％；④經(jīng)試驗(yàn)論證，最大摻量可不受以上限制。
(6)《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》JTG／T F30-2014中第4.2.12條規(guī)定：“粉煤灰最大摻量，Ⅰ型硅酸鹽水泥不宜大于30％；Ⅱ型硅酸鹽水泥不宜大于25％；道路硅酸鹽水泥不宜大于20％。粉煤灰總摻量應(yīng)通過試驗(yàn)最終確定，”
(7)鐵道部《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》科技基[2005]101號規(guī)定：“不同礦物摻合料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的性能通過試驗(yàn)確定?；炷林蟹勖夯覔搅看笥?0％時，混凝土的水膠比不得大于0.45。預(yù)應(yīng)力混凝土及處于凍融環(huán)境的混凝土中粉煤灰的摻量不宜大于30％”。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
