5.2 粉煤灰的掺量

5.2.1 本条规定了各类混凝土中粉煤灰的最大掺量，是根据混凝土结构类型、水泥品种及水胶比确定的。由于混凝土材料科学的发展和工程经验的积累，与原规范相比，粉煤灰的最大掺量适当放宽。

    表5.2.1中注1“对浇筑量比较大的基础钢筋混凝土，粉煤灰最大掺量可增加5％～10％”，主要是指有温控要求而对混凝土碳化要求较低的大型工程的基础混凝土。

    粉煤灰最大掺量的确定，除了与早期强度、施工时的环境温度、大体积混凝土等有关外，混凝土的抗冻性、抗碳化性能等耐久性指标也很重要。对钢筋混凝土，粉煤灰掺量过大可导致混凝土碱度降低，使钢筋保护层碳化，进而对混凝土中钢筋锈蚀产生不利影响。为修订本规范进行的粉煤灰混凝土碳化及强度试验结果见表3和表4，试验原材料采用符合当时执行的《中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB 200-1989中525#中热硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰和河砂、卵碎石。工程经验及试验结果表明，粉煤灰掺量越大，钢筋锈蚀敏感性增加。因此，在钢筋保护层厚度偏薄时，应适当减少粉煤灰用量，以提高混凝土碱度，减缓碳化和钢筋的锈蚀速度。

    粉煤灰混凝土强度及抗冻性能试验结果见表5～表8。本试验是中国水利水电科学研究院为三峡水电站大坝混凝土进行的试验，为二级配常态混凝土，最大骨料粒径40mm。试验原材料采用符合当时执行的《中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB 200-1989标准的石门525#中热硅酸盐水泥和荆门425#低热硅酸盐水泥、重庆电厂Ⅱ级粉煤灰和花岗岩人工砂石骨料。配合比试验中砂石骨料均以饱和面干状态为基准。抗冻试验龄期为28d。试验结果表明，水胶比对混凝土的抗冻性有着较为明显的影响。在等强度等含气量条件下，掺粉煤灰混凝土与不掺粉煤灰混凝土具有相当的抗冻融耐久性。

    表9～表12列出了不同行业部分高掺量粉煤灰混凝土所用的配合比参数。表中所列高铁工程、杭州湾等工程均开工于2007年之前，因此工程采用的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥均为符合当时执行的《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB 175-1999、GB 175-92标准的水泥。CCTV主楼超长超厚底板混凝土中采用了50％的高粉煤灰掺量，取得了良好的效果。CCTV主楼总建筑面积472998m2，底板混凝土总方量约12万m3，强度等级为C40，采用60d后期强度评定，抗渗等级W8。底板平面尺寸为292.7m×219.7m，全部底板由后浇带分为16个区块，其中塔楼1底板平面尺寸为91m×75m，最大厚度10.8m，混凝土方量3.9万m3。塔楼2底板平面尺寸为77m×70m，最大厚度10.9m，混凝土方量3.3万m3。由于两座塔楼均双向倾斜，三维受力复杂，为了保证主楼底板良好的受力性能及整体性，要求一次连续浇筑混凝土。自2005年10月底开始，两座塔楼底板混凝土于12月底完成浇筑。主楼超长超厚底板混凝土施工配合比见表11，施工采用符合当时执行的《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB 175-1999标准的P.O 42.5普通硅酸盐水泥和Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰掺量达到了50％，该配合比绝热温升约36℃～37℃，抗压、抗渗性能均满足设计要求。 

表9 掺粉煤灰高性能混凝土施工配合比(高铁工程)

表10 掺粉煤灰、矿粉高性能混凝土施工配合比(高铁和杭州湾工程)

    目前我国相关标准及规定中对混凝土中粉煤灰掺量的允许范围：

        (1)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002中第7.2.4条规定：“混凝土中掺用矿物掺合料的质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB 1596等的规定。矿物掺合料的掺量应通过试验确定。”

        (2)《地下防水工程质量验收规范》GB 50208-2011中第4.1.7条第2款规定：“粉煤灰掺量宜为胶凝材料总量的20％～30％。”

        (3)中国工程建设标准化协会标准《高强混凝土结构技术规程》CECS 104:99中第12.2.4条规定：“粉煤灰掺量不宜大于胶结材料总量的30％。”

        (4)《水运工程混凝土施工规范》JTS 202-2011中第5.2.2条规定，高性能混凝土的粉煤灰掺量为25％～40％。

        (5)《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ 275-2000中第5.1.5.5款规定：①用硅酸盐水泥拌制的混凝土不大于25％；②用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不大于20％；③用矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不大于10％；④经试验论证，最大掺量可不受以上限制。

        (6)《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTG/T F30-2014中第4.2.12条规定：“粉煤灰最大掺量，Ⅰ型硅酸盐水泥不宜大于30％；Ⅱ型硅酸盐水泥不宜大于25％；道路硅酸盐水泥不宜大于20％。粉煤灰总掺量应通过试验最终确定，”

        (7)铁道部《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基[2005]101号规定：“不同矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。混凝土中粉煤灰掺量大于30％时，混凝土的水胶比不得大于0.45。预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30％”。