淺議粉煤灰混凝土性能以及配合比問題

閆積剛　賈福強(qiáng)

摘 要：摻入適量的粉煤灰不僅可以改善混凝土的性能，而且還可以解決由于燒煤產(chǎn)生的粉煤灰的處理問題，雖然粉煤灰可以起到水泥的作用，但是他不等同于水泥。在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分重要的今天，粉煤灰也有了其更加廣泛和普遍的應(yīng)用。不同混凝土在配置過程采用不同的配合比。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；混凝土；性能；配合比

近年來，我國建筑材料技術(shù)取得了很好的發(fā)展，高強(qiáng)混凝土成為了發(fā)展的重點(diǎn)方向，在混凝土中摻入粉煤灰等材料就可制備高性能混凝土。現(xiàn)在的混凝土中，，粉煤灰的地位與砂石，水，水泥有著一樣的地位，必不可少，成為混凝土的一個(gè)元素，粉煤灰混凝土的耐久性表現(xiàn)優(yōu)異，比普通混凝土的耐久性要好，粉煤灰的顆粒比水泥細(xì)，比表面積比水泥大，活性較大。它是煤粉燃燒之后所得到的的灰粒，它甚至可以代替水泥作為構(gòu)成混凝土的基本元素之一。相對(duì)水泥而言，粉煤灰更廉價(jià)一些，這樣可降低混凝土的生產(chǎn)成本，保護(hù)大氣環(huán)境，制備粉煤灰混凝土具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。眾所周知，我們國家是產(chǎn)煤和燒煤大國，通過燒煤我們國家每年要排放粉煤灰達(dá)3億噸左右，如果這些粉煤灰得不到利用，將會(huì)污染環(huán)境，把它應(yīng)用到混凝土當(dāng)中，既可以改善混凝土的性能，又可以解決污染環(huán)境的問題，變廢為寶。

1 粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響

1.1 加入粉煤灰對(duì)于新拌制混凝土的和易性非常有利

新拌制的混凝土中的水泥顆粒易抱團(tuán)，加入粉煤灰之后，可減弱混凝土聚集成團(tuán)的作用，使水泥分布的更加均勻，這樣可釋放較多的漿體，這些漿體可起到潤滑作用，摻用粉煤灰對(duì)新拌混凝土的明顯好處是增大漿體的體積，這些漿體課可填充骨料間的孔隙，顆粒的潤滑作用使混凝土的粘聚性和可塑性明顯提高。而且加入粉煤灰之后還可降低漿體與骨料間的摩擦力，在骨料與骨料之間的接觸位置能夠像滾珠軸承一樣轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改善混凝土和易性。

1.2 減緩混凝土溫度的上升

由于粉煤灰能夠起到水泥的作用，故摻加粉煤灰之后能夠減少一定量的水泥用量，并且加入粉煤灰后在形成混凝土的過程中水化作用下放出的熱量非常少，因而在澆筑混凝土的過程非常緩慢，這樣對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，不容易產(chǎn)生溫度裂縫，尤其適用于大體積混凝土，在大體積混凝土中，溫度對(duì)對(duì)其影響非常顯著，加入粉煤灰之后能很好的改善溫度對(duì)大體積混凝土的影響。對(duì)結(jié)構(gòu)非常有利。

1.3 摻入粉煤灰，能夠提高混凝土的后期強(qiáng)度

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)資料，將粉煤灰摻入到混凝土，摻入的粉煤灰的量越多，混凝土齡期內(nèi)的強(qiáng)度逐漸較小，而到了后期其強(qiáng)度卻會(huì)逐漸增加。粉煤灰對(duì)混凝土的強(qiáng)度主要有三各方面的影響：第一可以減少用水量、第二能夠增大膠結(jié)料的含量，第三通過長期火山灰反應(yīng)能夠提高混凝土強(qiáng)度。

1.4 減小混凝土的變形

摻入粉煤灰制成的混凝土跟普通混凝土一樣，也會(huì)產(chǎn)生徐變，但是徐變量時(shí)非常小的。我們都知道粉煤灰具有一定的減水效應(yīng)，這樣粉煤灰混凝土與普通混凝土的干縮量基本保持，但如果使用了質(zhì)量不太好的粉煤灰情況就不同了，他會(huì)增加混凝土的干縮量。

1.5 粉煤灰對(duì)混凝土孔隙率的影響

摻入粉煤灰后能夠顯著的降低混凝土的總孔隙率，但是28天齡期內(nèi)時(shí)，摻入的粉煤灰量越多，混凝土中較大孔徑的顆粒的孔隙率占總孔隙率的比例就會(huì)逐漸加大。隨著時(shí)間的推移，超出28天齡期之后，粉煤灰混凝土中總孔隙率和大孔與總孔隙率的比例下降的時(shí)候，會(huì)比普通混凝土下降的更快。

1.6 能夠降低混凝土的成本

與普通混凝土相比，同等強(qiáng)度的粉煤灰混凝土，能夠減少15%～20%的水泥用量，可以有效降低混凝土的使用成本。

2 需要注意的幾個(gè)問題

2.1 粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低，而且發(fā)展的比較較慢

由于粉煤灰在水化過程中其速度比水泥的水化速度要小，因而對(duì)于粉煤灰混凝土其早期強(qiáng)度要低于普通混凝土，并且隨著加入的粉煤灰量的增加其齡期內(nèi)的強(qiáng)度反而越來越低。但對(duì)于高強(qiáng)混凝土，摻加粉煤灰后混凝土的早期強(qiáng)度降低相對(duì)較小。粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展是比較慢的，因此，為了保證混凝土的強(qiáng)度能正常發(fā)展，需要延長掩護(hù)時(shí)間。

2.2 粉煤灰混凝土可以抑制堿-骨料反應(yīng)性能

發(fā)生堿-骨料反應(yīng)時(shí)，混凝土原材料中的可溶性堿能夠溶解到混凝土孔隙中， 在混凝土硬化之后，與骨料中的活性成分可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)吸水膨脹， 膨脹后導(dǎo)致混凝土開裂，使混凝土喪失功能。

2.3 粉煤灰混凝土的工作性

混凝土的工作性是保證混凝土在施工時(shí)便于振搗密實(shí)，不產(chǎn)生分層、離析和泌水等現(xiàn)象，包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性三個(gè)指標(biāo)。分選或原狀粉煤灰呈球狀顆粒，表面為致密的玻璃體結(jié)構(gòu)，吸水性小，具有較好的減水性，能提高混凝土的流動(dòng)性；但球形顆粒的保水性差，泌水快，處理不當(dāng)易引起混凝土產(chǎn)生失水收縮裂縫。粉煤灰燒失量對(duì)用水性的影響很明顯，粉煤灰燒失量增加，粉煤灰的用水量增加；粉煤灰含碳量增加，燒失量就會(huì)增加，在混凝土制備過程中，粉煤灰容易漂浮到表面，會(huì)影響到混凝土的外觀和質(zhì)量。

3 粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)

（1）進(jìn)行粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，為了確定水灰比（W/C），粉煤灰混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)確定的水灰比不同。另外，還需要知道粉煤灰占水泥總量的比例。在粉煤灰混凝土中，粉煤灰的作用的既不等同于水泥，也不相當(dāng)于混凝土中的細(xì)骨料，因此，目前所采用的混凝土配合比設(shè)計(jì)的思想存在一定的缺陷。

（2）粉煤灰粉磨以及粉煤灰磨細(xì)，對(duì)于粉煤灰來說一直都是一個(gè)大問題。所規(guī)定的方法與按規(guī)程規(guī)定的和國內(nèi)專家們推薦的簡易法基本上是一致的。規(guī)范規(guī)定的計(jì)算方法中除三種粉煤灰混凝土配合比方法外，還包括作為基準(zhǔn)的普通混凝土的配合比計(jì)算方法，這也是值得重視的問題，因?yàn)樽鳛榉勖夯一炷翆?duì)比的基準(zhǔn)，首先要精心設(shè)計(jì)。

（3）在混凝土中摻人適量的粉煤灰，不僅可以降低工程的施工成本，還可改善混凝土的和易性，使混凝土的黏性增加，使混凝土離析與泌水現(xiàn)象減少，同時(shí)還能延長混凝土的凝結(jié)時(shí)間，減小坍落度損失，降低混凝土堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的危害。但是也存在一些缺陷，例如粉煤灰品質(zhì)不一，混凝土早期強(qiáng)度偏低。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)粉煤灰的摻入量要嚴(yán)格控制，配合比設(shè)計(jì)必須正確才能制備出滿足工程要求的合格混凝土。

（4）配合比設(shè)計(jì)過程時(shí)，首先按照常規(guī)方法設(shè)計(jì)出一個(gè)基準(zhǔn)混凝土配合比，然后確定一個(gè)取代系數(shù)，對(duì)水泥和細(xì)骨料的體積經(jīng)過重新計(jì)算后，進(jìn)行試拌、通過不斷的調(diào)整得出最終配合比。

4 結(jié)語

在能源緊缺的今天，國家對(duì)粉煤灰資源開發(fā)力度越來越大，促使粉煤灰混凝土有了較快的發(fā)展，并且潛力巨大，因此我們必須從理論根本上解決粉煤灰混凝土的應(yīng)用，對(duì)粉煤灰混凝土的配合比進(jìn)行深入研究，進(jìn)行系統(tǒng)的理論探索、試驗(yàn)分析、經(jīng)驗(yàn)積累、探索改進(jìn)，通過不斷的努力，最終能夠找到適合我國實(shí)際施工情況的粉煤灰混凝土的簡單快速的配合比方法。

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作者簡介：

閆積剛（1982-），男，甘肅白銀人，在讀碩士，擅長建筑結(jié)構(gòu)方面的研究。endprint