磨細粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異分析

朱孝華，吳堅

（1. 無錫綠城房地產開發有限公司，江蘇 無錫 214000；2. 無錫市湖濱建設工程監測站，江蘇 無錫 214000）

磨細粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異分析

朱孝華1，吳堅2

（1. 無錫綠城房地產開發有限公司，江蘇 無錫 214000；2. 無錫市湖濱建設工程監測站，江蘇 無錫 214000）

本文對比了分選粉煤灰與磨細粉煤灰應用于混凝土中所產生的性能差異，試驗結果表明：與分選粉煤灰相比，磨細粉煤灰的細度較細，活性指數較高，但燒失量、需水量比較高；在磨細粉煤灰混凝土中應用時含氣量、坍落度和坍落度經時損失等工作性能明顯弱于分選粉煤灰，但力學性能（7d、28d 抗壓強度）要優于分選粉煤灰。

磨細粉煤灰；分選粉煤灰；混凝土

0　前言

隨著水泥混凝土應用技術的迅速發展，優質粉煤灰已成為水泥混凝土中必不可少的重要組分，而隨著建筑市場的日益繁榮，對優質粉煤灰的需求量不斷增加。近年來，隨著煤價的不斷下跌和環保部門對電廠的管理不斷加強，電廠的粉煤灰排放量已有逐漸減少的趨勢[1-3]。為了緩解這一矛盾，以前很少有人問津的濕排灰和等外灰又重新走向了水泥混凝土的應用前臺。許多粉煤灰生產企業將多年前排放的粉煤灰烘干、粉磨后售給混凝土生產企業。

這種磨細的粉煤灰和通過選粉機分選的粉煤灰在性能上存在諸多差異。許多混凝土從業人員感覺如今的粉煤灰質量大不如前，本文選取一種磨細的粉煤灰和一種經選粉機分選的粉煤灰做性能的檢測，來區分兩者之間的性能差異。

1　試驗

1.1試驗原料

水泥：江蘇臺泥 P·O 4 2.5 水泥，2 8 d 強度47.8MPa。礦粉：常州友邦礦粉廠，S95 級，比表面積407m2/kg。分選粉煤灰：江蘇諫壁電廠 Ⅱ 級灰，45μm 篩余17%。磨細粉煤灰：金鑫礦粉廠提供，45μm 篩余 14%。細集料：河砂，細度模數 2.7，含泥量 1.7%。粗集料：碎石，5～25mm 連續粒級，含泥量 0.5%。外加劑：蘇博特 PCA-1減水劑，減水率 28%。水：市政自來水。

1.2試驗方法

測試方法參照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB /T 50080－2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》、GB /T 50081－2002《普通混凝土力學試驗方法》和有關規定進行，測試的項目包括粉煤灰的細度、燒失量、需水量比及活性指數，混凝土的坍落度、含氣量及 7d、28d抗壓強度。試驗采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作為基準配合比，具體配合比見表 1。

表1　C30 商品混凝土配合比 kg/m3

2　試驗結果與討論

2.1磨細粉煤灰和分選粉煤灰的基本性能差異

參照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》測試磨細粉煤灰和分選粉煤灰的的細度、燒失量、需水量比及活性指數，結果如表 2 所示。

表2　混凝土摻合料的活性指數及流動度比 %

從檢測結果可知，與分選粉煤灰相比，磨細粉煤灰的細度較細，活性指數較高，但燒失量較高，需水量比較高。這可能與粉煤灰的顆粒形貌有關，分別對磨細粉煤灰和分選粉煤灰進行 SEM 檢測，結果如圖 1 所示。

圖1　粉煤灰的 SEM 照片

由 SEM 圖片可以看出，分選粉煤灰中有許多球狀顆粒，顆粒表面比較圓潤，磨細粉煤灰中球狀顆粒很少，顆粒表面棱角較多。這是因為在粉磨的過程中球狀顆粒碎裂而致。

2.2磨細粉煤灰和分選粉煤灰在混凝土中的性能差異

在 C30 商品混凝土中分別摻入磨細粉煤灰和分選粉煤灰，測試混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力學性能，考察磨細粉煤灰和分選粉煤灰的性能差別。具體結果如表 3 所示。

表3　混凝土摻合料在混凝土中的應用

由表 3 試驗結果可知，磨細粉煤灰在混凝土中應用時工作性能明顯弱于分選粉煤灰。首先，使用磨細粉煤灰時，混凝土中的含氣量較低，混凝土的流動性不佳，這可能與磨細粉煤灰中含有較高含量的活性炭相關。相關研究證明，活性炭顆粒對引氣組分具有較強的吸附作用，碳含量較高的膠凝材料提高含氣量較為困難；其次，在混凝土初始坍落度和坍落度經時損失的性能指標上，磨細粉煤灰也明顯低于分選粉煤灰。這是因為當粉煤灰磨細后，原有的球狀顆粒遭到破壞，粉煤灰應有的滾珠效應消失，顆粒表面的棱角較多，同等粒徑的顆粒表面積增加，混凝土的工作性能明顯降低。

但磨細粉煤灰的力學性能要優于分選粉煤灰，原因在于，粉煤灰在粉磨的過程中，原有的球狀顆粒破壞后，顆粒表面產生了很多斷鍵，這些斷鍵易于吸附漿體中的極性分子和離子，使火山灰反應更易于發生。

基于磨細粉煤灰和分選粉煤灰存在以上性能差異，在使用時要加以區分，如果想通過粉煤灰來提升混凝土的工作性能，磨細粉煤灰可能很難達到理想的效果，如果想降低混凝土的配料成本，充分利用火山灰反應，那么選用磨細粉煤灰是不錯的選擇。使用磨細粉煤灰還可以償還濕排灰以及等外灰造成環境負荷的歷史舊債，具有良好的環境效應。

3　結論

（1）與分選粉煤灰相比，磨細粉煤灰的細度較細，活性指數較高，但燒失量、需水量會比較高。SEM 檢測結果表明：分選粉煤灰中有許多球狀顆粒，顆粒表面比較圓潤，磨細粉煤灰中球狀顆粒很少，顆粒表面棱角較多。

（2）磨細粉煤灰在混凝土中應用時含氣量、坍落度和坍落度經時損失等工作性能明顯弱于分選粉煤灰，但磨細粉煤灰的力學性能（7d、28d 抗壓強度）要優于分選粉煤灰。

[1] 黃兆龍，湛淵源．粉煤灰燒失量及材料配合比對砼工程性質的影響[J]．粉煤灰綜合利用，2003 (1)：9-13．

[2] 薛永杰，侯浩波，查進．高燒失量粉煤灰對水泥漿體的力學和耐久性能的影響研究[J]．粉煤灰，2007 (4)：24-26．

[3] 王立久，艾紅梅．粉煤灰膠凝系數研究[J]．大連理工大學學報，2002,42 (6)：724-727.

［單位地址］江蘇省無錫市綠城玉蘭花園 71-502（214000）

朱孝華（1981－）男，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產與研究。