教你计算混凝土活性指数，你学会了吗

摘要

        粉煤灰是由多种不同形状的颗粒混合堆聚的粒群，其中只有硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体的微细颗粒、微珠和海绵状玻璃体是有活性的；而结晶体，如石英，在常温下火山灰性质就不够明显；莫来石则是惰性成分；富铁微珠活性较低甚至惰性；碳粒则不是火山灰物质。一般说，玻璃体与结晶体比值越高，粉煤灰的活性也越好。

一

活性指数测定试验

    测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定粉煤灰试样的活性指数。试验胶砂和对比胶砂材料用量见表1。

表1  试验胶砂和对比胶砂材料用量

胶砂种类	水泥（g）	粉煤灰（g）	标准砂（g）	水（ml）	28d强度（MPa）
对比胶砂	450	——	1350	225	R0=50
试验胶砂	315	135	1350	225	R1=45

二

结果计算

    （1）活性指数的国家标准计算方法

    式中：
    H₂₈——活性指数（%）；
    R₁——试验胶砂28d抗压强度（MPa）；
   R₀——对比胶砂28d抗压强度（MPa）。
    计算结果精确至1%。
    （2）活性系数的准确计算方法（定义为活性系数）
    根据对比胶砂可知，450克水泥提供强度50MPa，则315克水泥提供的强度为0.7R₀=35MPa，135克水泥提供的强度为0.3R₀=15MPa；那么，掺粉煤灰的试验胶砂提供的强度包括315克水泥提供的强度（即0.7R₀=35MPa）与135克粉煤灰提供的强度（即R₁ -0.7R₀=10MPa）。所以，粉煤灰的活性系数由下式求得：

    式中：
    α_F——粉煤灰的活性系数；
    R₁——试验胶砂28d抗压强度（MPa）；
    R₀——对比胶砂28d抗压强度（MPa）。
    粉煤灰的取代系数用δ_c表示，其数值为活性系数的倒数，则代入以上数据可得本例中粉煤灰的活性系数α_F=0.67，粉煤灰的取代系数δ_c=1.5。
    这样，本例中我们在混凝土配合比设计过程中可以用1千克粉煤灰取代0.67千克与对比试验相同的水泥，或者用1.5千克粉煤灰取代1千克与对比试验相同的水泥。这种设计思路在水泥和粉煤灰用量的计算方面实现了适量取代，比传统观念中粉煤灰等量取代和    超量取代的观念更加科学，准确合理地使用了粉煤灰。

表2  粉煤灰活性等级、活性指数、活性系数与水泥取代系数的对照

活性等级	S75	S75	S95	S95	S105	S105
活性指数	75	90	96	103	106	113
活性系数	0.17	0.67	0.87	1.1	1.2	1.43
取代系数	6.0	1.5	1.15	0.91	0.83	0.70

表2解释了同一强度等级的粉煤灰在取代水泥时用量差别很大的原因。

粉煤灰质量指标的要求

一

粉煤灰物理力学质量指标

    粉煤灰物理力学质量指标见表3。

表3  粉煤灰质量指标

项目	级别
	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
细度（0.045mm方孔筛筛余）（% ）不大于	12	20	45
需水量比（% ）不大于	95	105	115
烧失量（% ）不大于	5	8	15
含水量（% ）不大于	1	1	不规定
三氧化硫（% ）不大于	3	3	3

注：①Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土，不宜用于钢筋混凝土。当用于钢筋混凝土时，必须经过专门试验。
②高钙粉煤灰的游离氧化钙含量不得大于2.5%且体积安定性合格。

二

试验依据

    （1）表1-14中项目按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GBT1596）进行。

    (2)游离氧化钙含量按《水泥化学分析方法》（GB176）进行；体积安定性按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GBT1346）规定的试验方法进行。水泥采用42.5硅酸盐水泥，高钙粉煤灰掺量30%，并按重量等量取代水泥。

三

粉煤灰的合理使用

1.粉煤灰用于混凝土工程可根据等级，按下列规定应用：

    （1）Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于 6m 的预应力钢筋混凝土。
    （2）Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。
    （3）Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土。对设计强度等级 C30 及以上的无筋粉煤灰混凝土，易采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰。
   （4）用于预应力钢筋混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级 C30 及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级，如经试验论证，可采用比本条第一、二、三款规定第一级的粉煤灰。
2.粉煤灰用于跨度小于 6m 的预应力钢筋混凝土时，放松预应力前，粉煤灰混凝土的强度必须达到设计规定的强度等级，且不得小于20MPa 。
3.配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻集料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、压浆混凝土及碾压混凝土等，宜掺用粉煤灰。
4.根据各类工程和各种施工条件的不同要求，粉煤灰可与各类外加剂同时使用。外加剂的适应性及合理掺量应由试验确定。
5.粉煤灰用于下列混凝土时，应采取相应措施：
    （1）粉煤灰用于要求抗冻融性的混凝土时，必须掺入引气剂；
    （2）粉煤灰混凝土在低温条件下施工时宜掺入对粉煤灰混凝土无害的早强剂或防冻剂，并应采取适当的保温措施；
    （3）用于早期脱模、提前负荷的粉煤灰混凝土，宜掺用高效减水剂、早强剂等外加剂。
6.掺有粉煤灰的钢筋混凝土，对含有氯盐外加剂的限制，应符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）的有关规定。

未完待续..........

作者：朱效荣