粉煤灰細骨料混凝土力學性能綜述

韓鵬飛　王文嬌

（寧夏大學土木與水利工程學院　寧夏銀川　750021）

引言

我國工業固體廢棄物粉煤灰的年排量很高。粉煤灰摻加到混凝土中所起到的積極作用，已從開始時的節約水泥、降低粉煤灰排放對環境和生態的負擔，發展為很多混凝土結構中不可或缺的功能性材料。

目前，絕大多數粉煤灰均以替代部分膠凝材料的方法摻加到混凝土中，我國普遍采用粉煤灰等質量替代20%水泥的做法[1]。這種做法粉煤灰使用量較低、其本身的特性對混凝土力學性能的貢獻未得到充分體現。為促進粉煤灰的廣泛應用，本文對粉煤灰替代細骨料混凝土（以下簡稱“粉煤灰細骨料混凝土”）的力學性能進行綜述研究。

1　新拌粉煤灰細骨料混凝土的流變性能

新拌混凝土的流變性能包含彈塑性變形和粘性流動等諸多內容。

毛明杰等[2]對粉煤灰等體積替代細骨料混凝土進行了坍落度和泌水性能測試。結果表明，粉煤灰替代量達到50%時，混凝土十分干硬，坍落度僅為3cm。考慮到實際工程，毛明杰等通過改善配合比，得到了粉煤灰替代率在0～45%的范圍內時，混凝土的坍落度均在10cm以上，且絕大多數混凝土的坍落度在16cm以上。所以粉煤灰上限為45%。

在泌水性能研究中，主要測試了泌水量隨泌水時間變化項目，結果表明粉煤灰替代率15%以內時，粉煤灰的摻加對泌水影響不大，但隨著粉煤灰摻量增加，泌水呈減少趨勢，說明粉煤灰的摻加對混凝土和易性有一定調節作用。

2　粉煤灰細骨料混凝土的抗壓強度

毛明杰等通過試驗表明，粉煤灰細骨料混凝土中粉煤灰取代量對抗壓強度的影響較明顯。摻量為25%是強度增長的分界點，強度增長幅度從此轉變。本研究進而表明粉煤灰替代細骨料存在一個較合適的替代率即25%，此替代率下各個齡期強度高，且強度增長明顯[3]。

劉邁等試驗表明在取代率相同情況下，粉煤灰同時取代水泥和細骨料得到的強度增長介于只取代水泥和只取代細骨料得到的強度增長之間，隨齡期的增長，水泥對于總取代的強度貢獻不斷減小，因而粉煤灰取代細骨料對混凝土強度的作用明顯[4]。

溫小非等試驗表明粉煤灰替代率在0～40%范圍，粉煤灰替代細骨料的混凝土抗壓強度隨著粉煤灰替代率的增長而增長，當替代率為40%時立方體抗壓強度增長至最大，當替代率為50%時抗壓強度開始有所下降，但相對于未替代的普通混凝土仍有較大增長[5]。

3　粉煤灰細骨料混凝土的抗折強度

毛明杰等人試驗研究表明28d時各替代率下混凝土的抗折強度均已超過未替代普通混凝土，且15%以后28d粉煤灰細骨料混凝土滿足材料抗折強度要求[6]。從而可以得出結論：粉煤灰能夠一定程度上提高混凝土的抗折強度，且摻量為15%、20%時混凝土的抗折性能比較合理。在此基礎上，同時研究了混凝土抗壓強度與抗折強度之間的關系，抗壓強度提高時，對應的抗折強度也高。

經過研究，得出以下關于混凝土的抗壓強度值與抗折強度值的公式[3]：

ff=0.0852fcc+0.9394（R2=0.7137）

式中：ff——混凝土抗折強度，MPa；fcc混凝土抗壓強度，MPa。

R2——決定系數，反應因變量的全部變異能通過回歸關系被自變量解釋的比例。

而普通混凝土抗折強度約為抗壓強度值的1/10～1/5左右。

黃波等人試驗研究表明混凝土強度分別為C40，C50，C60時，摻入粉煤灰后，抗折強度最大降幅達到了51%，33%，41%。而且粉煤灰的摻量越大，混凝土的抗折強度降幅越大[7]。

4　結論與展望

大摻量粉煤灰細骨料混凝土有著廣泛的應用前景。這里簡單介紹了粉煤灰混凝土的力學性能，對于這方面的研究還在繼續。同時，粉煤灰混凝土也存在著一些問題。所以我們今后加強對該材料的研究分析，同時研究出解決自身問題的方法就成了重中之中。

隨著該項技術不斷完善，粉煤灰細骨料混凝土一定會在各項建設中大顯身手，必將以其優良的性能在保護環境、協調人類與自然的關系等方面起到積極的作用，有著廣闊的應用前景。在不久的將來，我們一定可以看到粉煤灰混凝土在我們生活中的大量應用。