粉煤灰在橋涵混凝土中的應用

于秀麗

粉煤灰的礦物組成主要是玻璃體、莫來石、石英和少量其他礦物，為了正確合理的把粉煤灰作為一種活性摻合料按一定比例加入到混凝土中，對新拌混凝土或是硬化混凝土的性能都有良好的改善作用，粉煤灰混凝土不僅可以用于大體積混凝土和道路工程，還可以用于橋梁等結構混凝土中，具有很好的社會和經濟效益。結合我單位在平陽高速公路路基工程施工中采用粉煤灰混凝土，并取得較好的效果，本文淺談了粉煤灰在混凝土中的作用。

1 粉煤灰的質量指標

粉煤灰的質量指標劃分為如表 1所示三個等級。

表1 粉煤灰質量指標的分級 %

粉煤灰用于橋梁混凝土工程應根據粉煤灰等級、混凝土強度等級和耐久性要求，按下列規定使用:1)Ⅰ級粉煤灰用于鋼筋混凝土和跨度小于 6m的預應力鋼筋混凝土;2)Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋混凝土和無筋混凝土;3)Ⅲ級粉煤灰主要用于無筋混凝土。對設計強度等級 C30及以上的無筋粉煤灰混凝土宜采用Ⅰ，Ⅱ級粉煤灰;4)用于預應力鋼筋混凝土，鋼筋混凝土及設計強度等級C30及以上的無筋混凝土的粉煤灰等級。如經試驗論證，可采用低一級的粉煤灰。粉煤灰用于跨度小于 6m的預應力鋼筋混凝土時，放松預應力前，粉煤灰混凝土的強度必須達到設計規定的強度等級，且不得小于20MPa。

2 粉煤灰的摻量

在普通鋼筋混凝土中，粉煤灰摻量不宜超過基準混凝土水泥用量的 35%，且粉煤灰取代水泥率不宜超過20%。預應力鋼筋混凝土中，粉煤灰摻量不宜超過 20%，其粉煤灰取代水泥率采用普通硅酸鹽水泥時不宜大于 15%，采用礦渣硅酸鹽水泥時不宜大于 10%。

3 粉煤灰混凝土的工程應用

1)粉煤灰在結構混凝土中可置換水泥量多達 60%，摻粉煤灰混凝土配合比的設計是以基準配合比為基礎，按等稠度、等強度為原則，用等量取代法或超量取代法進行調整，即用粉煤灰代替等體積的水泥，一般情況下，在混凝土中合理使用 1 t粉煤灰可代替0.4 t～0.5 t的水泥，這樣大大降低了混凝土的成本，節約了資源，且不管是對新拌混凝土還是硬化混凝土的性能都有良好的改善作用。

2)和易性。用高質量的粉煤灰取代部分水泥可改善新拌混凝土的和易性。粉煤灰是由大小不等的球狀顆粒的玻璃體組成，表面光滑致密，在混凝土拌合物中能起一定作用。對于素混凝土和細集料用量不足的混凝土特別有效。另外，由于粉煤灰的摻入改善了混凝土的和易性、泌水性和離析現象，因此有利于較長距離的運輸和泵送施工。

3)新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團，粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒，釋放更多的漿體來潤滑骨料。能減少用水量，使混凝土的水灰比降到更低水平，減少泌水和離析現象。具有良好的保水性，有利于泵送施工。

4)強度。在物理作用方面，粉煤灰的摻入可分散水泥顆粒，使水泥水化更充分，提高了水泥漿的密實度，降低混凝土的泌水，有利于混凝土中骨料—水泥漿界面強度的提高;在化學火山灰作用方面，粉煤灰顆粒與Ca(OH)2反應生成水化硅酸鈣膠體，有利于混凝土強度的提高。

5)水化熱。用粉煤灰代替部分水泥能有效降低水化熱和熱能膨脹性;混凝土中水泥水化反應要放出熱量，在大體積混凝土構件中會出現中心與邊緣溫度差而產生應力導致裂縫。由于粉煤灰的摻入有利于減少在混凝土內部由水化熱而產生的升溫，減少了混凝土熱膨脹出現裂縫的危險，這對于確保大體積混凝土的施工質量起著關鍵作用，大大降低水化熱，方便了施工且降低了成本，在本標段南河大橋承臺施工中，每個承臺的混凝土數量為195m3，用粉煤灰混凝土澆筑后未產生任何裂縫。

6)耐久性。由于粉煤灰減少了混凝土的孔隙，使混凝土的抗滲性明顯提高，改善了混凝土的抗化學腐蝕的能力，還能有效地減小堿—骨料反應引起的混凝土膨脹，極大地提高了混凝土的耐久性。

7)增加混凝土的修飾性。粉煤灰混凝土修飾性比基準混凝土要好，能使表面平整飽滿，減少其表面的蜂窩、麻面，而且硬化后的混凝土色澤更為美觀。

粉煤灰混凝土除有以上優點外，也有一定的副作用，比如粉煤灰早期強度低，且摻了粉煤灰的混凝土在氣溫比較低的地區則要提高強度或延長養護齡期，因此在冬季施工時粉煤灰混凝土應采用早強和保溫措施，加強養護。

綜上所述，粉煤灰在使用中利大于弊，其在混凝土中的貢獻還主要取決于其品質及對它的效應發揮程度，盡管現在對粉煤灰的效益的理解還是比較粗淺，但粉煤灰質量指標直接影響新拌混凝土需水量、保水性以及流變性質，而它卻決定了混凝土的初始結構。

[1] 楊 毅，譚鑒烈.淺談粉煤灰在混凝土中的應用[J].山西建筑，2009，35(9):178-179.