粉煤灰在高層混凝土中的應用技術

【摘要】隨著我國經濟社會的不斷發展，我國已經掌握了許多先進的技術。粉煤灰在粉煤灰高層建筑地下混凝土、大體積混凝土、深梁板結構混凝土、深受彎構件混凝土、地上混凝土等方面發展迅速，所以需要我們高度重視起來。

【關鍵詞】粉煤灰；高層混凝土；應用技術

1.粉煤灰混凝土物理性能

1.1粉煤灰混凝土凝結時間

粉煤灰混凝土比基準混凝土凝結時間慢，初終凝均比基準混凝土推遲約1-3小時，這是由于粉煤灰在形成的過程中，其表面吸附了一定量的Na2O及SO3，這些化合物延長了混凝土的凝結時間。

1.2粉煤灰混凝土水化熱

水泥水化作用是放熱作用，用粉煤灰取代水泥后，能使溫升降低約20%左右，對混凝土溫升起到緩解作用，很適用于大體積混凝土工程。

1.3粉煤灰混凝土抗壓強度

粉煤灰混凝土比基準混凝土早期強度低，但后期強度高于基準混凝土。粉煤灰混凝土抗拉強度基本上與基準混凝土相近，但其抗折軸壓強度比基準混凝土有所下降。

1.4粉煤灰混凝土的長期性能和耐久性能

粉煤灰混凝土比基準混凝土，28天齡期的抗凍性能有所降低。粉煤灰混凝土比基準混凝土，抗滲性能有所提高，這在于火山灰反應，使普通混凝土內性能不穩定的氫氧化鈣轉為結構上致密，性能上穩定的膠凝物質，使其提高了混凝土的抗滲性。粉煤灰混凝土比基準混凝土的收縮值小，兩者收縮發展情況基本相近。

2.粉煤灰在混凝土中作用機理

粉煤灰是從煤粉爐排出的煙氣中收集到的細顆粒粉末，是工業“三廢”之一，目前，我國年排放粉煤灰約11000萬噸，利用率為42%，主要應用在建材、建工、筑路、回填方面。粉煤灰 也是福建省數量最大，分布較廣的工業廢渣之一，隨著工業的發展，粉煤灰排放量將逐年增加，合理地推廣和應用粉煤灰不僅能節約土地和能源，而且能保護和治理環境。粉煤灰作為一種人工 火山灰質材料，在混凝土中作為摻和料，可以改善性能，節約水泥，提高工程質量和降低成本粉煤灰是人工火山灰質材料，本身并無膠凝性能。粉煤灰礦物組成基本相同，是由大量的硅鋁成分為主的玻璃相和結晶相礦物組成。結晶相礦物主要是莫來石A3S2，石英α-SiO2，其次是少量的磷鐵礦Fe3O4，赤鐵礦Fe2O3和極少量的長石和未燃盡的碳粒。非晶體物質——玻璃體是由大小不均勻的玻璃球顆粒和無定形顆粒組成。在常溫下，當有水存在時，能與石灰起化學反應，生成具膠凝性能的水化產物，這些水化產物，一般能在空 氣中立即硬化，而后漸漸具有水硬性。粉煤灰摻入混凝土中，水泥水化析出的 Ca（OH）2形成的鈣離子，吸附在微珠玻璃表面上，能夠侵蝕玻璃的表面，而粉煤灰表層的 玻璃與水作用也能析出堿。

3.粉煤灰在混凝土中的作用

了解混凝土的微結構的特性及其對性能的影響后，就可以更好地認識粉煤灰在混凝土中的作用。粉煤灰的主要作用可以包括以下幾方面：填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結晶發生火山灰反應，不僅生成具有膠凝性質的產物（與水泥中硅酸鹽的水化產物相同），而且加強了薄弱的過渡區，對改善混凝土的各項性能有顯著作用。粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產生溫度裂縫十分有利。

4.粉煤灰在混凝土中的應用技術規程

4.1粉煤灰的選擇

粉煤灰散裝運輸時，必須采取措施，防止污染環境。干粉煤灰應貯存在有頂蓋的料倉中，濕粉煤灰可堆放在帶有圍墻的場地上。Ⅰ級粉煤灰允許用于后張預應力鋼筋混凝土構件及跨度小于6m的先張預應力鋼筋混凝土構件。Ⅱ級粉煤灰主要用于普通鋼筋混凝土和輕骨料鋼筋混凝土。Ⅲ級粉煤灰主要用于無筋混凝土和砂漿。在普通鋼筋混凝土重，粉煤灰摻量不易超過基準混凝土水泥用量得35%，且粉煤灰取代水泥率不易超過20%。預應力鋼筋混凝土重，粉煤灰摻量不易超過20%。其粉煤灰取代水泥率，采用普通硅酸鹽水泥時不易大于15%；采用礦渣硅酸鹽水泥時不易大于10%。輕骨料鋼筋混凝土重，粉煤灰摻量不宜超過基準混凝土水泥用量30%，其粉煤灰取代水泥率不宜超過15%。無筋干硬性混凝土和砂漿重，粉煤灰摻量可適當增加，其粉煤灰取代水泥率不宜超過40%。泵送粉煤灰混凝土的配合比設計，也可采用固定粉煤灰摻量法，即首先固定粉煤灰摻量、用水量、粗骨料用量，然后按等稠度、等強度等級原則進行設計，但此時應考慮坍落度損失，調整水泥、外加劑及細骨料的用量。

4.2粉煤灰投入攪拌機方法

干排灰經計量后于水泥同時直接投入攪拌機內。濕排灰經計量制成料漿后使用。粉煤灰計量的允許偏差為±2%。坍落度大于20㎜的混凝土拌合物宜在自落式攪拌機中制備；坍落度小于20㎜的或干硬性混凝土拌合物宜在強制式攪拌機中制備。粉煤灰混凝土拌合物一定要攪拌均勻，其攪拌時間宜比基準混凝土拌合物延長約30s。泵送粉煤灰混凝土拌合物運到現場時的坍落度不得小于80㎜，并嚴禁在裝入泵車時加水。坍落度大于20㎜的混凝土拌合物宜在自落式攪拌機中制備；坍落度小于20㎜的或干硬性混凝土拌合物宜在強制式攪拌機中制備。粉煤灰混凝土拌合物一定要攪拌均勻，其攪拌時間宜比基準混凝土拌合物延長約30s。泵送粉煤灰混凝土拌合物運到現場時的坍落度不得小于80㎜，并嚴禁在裝入泵車時加水。粉煤灰輕骨料混凝土標養 28d 的抗壓強度不應低于基準輕骨料混凝土的設計強度等級，其標準強度、設計強度、彈性模量和熱工指標的取值，仍按輕骨料混凝土的有關規程的規定取用。粉煤灰輕骨料混凝土的收縮、徐變、抗凍性等與基準輕骨料混凝土相同。粉煤灰對輕骨料混凝土碳化性能影響比普通混凝土小，在滿足本規程要求或同時摻入減水劑時，其抗碳化性能與基準混凝土相同。 攪拌前輕骨料宜預濕，或是粗細骨料先投入攪拌機后，加部分水先攪拌約半分鐘，在加入粉煤灰攪拌，最后加入水泥和剩余的水拌勻。粉煤灰與外加劑復合使用時，外加劑宜采用后摻法。

4.2粉煤灰的使用

粉煤灰砂漿依其組成分為粉煤灰水泥砂漿、粉煤灰水泥石灰砂漿及粉煤灰石灰砂漿。粉煤灰水泥砂漿主要用于內外墻面，臺度、踢腳、窗口、沿口、勒腳、磨石地面底層及墻體勾縫等裝修工程及各種墻體砌筑工程；粉煤灰混合砂漿主要用于地面上墻體的砌筑河抹灰工程；粉煤灰石灰砂漿主要用于地面以上內墻的抹灰工程。粉煤灰砂漿依其組成分為粉煤灰水泥砂漿、粉煤灰水泥石灰砂漿粉煤灰砂漿的施工操作技術基本上與普通砂漿相同，施工操作時，應遵守有關規范的要求。用粉煤灰砂漿砌筑或粉刷時，應漿砌筑工程用的磚、塊、構件或粉刷工程的基層面，預先澆水預濕，施工后，還應加強養護。

5.結束語

通過本文的介紹我們知道了粉煤灰在混凝土中的重要作用及它的作用機制，知道了粉煤灰在建筑工程的重要性，希望通過本文的介紹能夠促進我國粉煤灰混凝土的重要發展。

參考文獻

[1]葛黎明；向毅；惠楊鈞；；基于等漿體理論的粉煤灰混凝土設計方法研究[A]；第八屆全國混凝土耐久性學術交流會論文集[C]；2012年.

[2]黃鵬飛；鋼筋混凝土在環境腐蝕與彎曲荷載協同作用下的損傷失效研究[D]；中國建筑材料科學研究院；2004年.