粉煤灰對混凝土性能的影響探討

李愛忠

（廈門美益集團有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

粉煤灰也叫飛灰，是一種比較常見的礦物參和料，將其應用于建造領域中，可以減少排放量，從而減少環境的污染。在混凝土中加入適量的粉煤灰，可以節省水泥用量，降低施工成本，也可以使混凝土的和易性得到改善。但是經常會出現劣質粉煤灰的現象，給生產帶來很大的麻煩，因此我國相關人員一直在積極探索如何將粉煤灰更好的應用于建筑領域[1]。

1 概述

粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢棄物，主要由 SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等元素構成，是我國當前存在嚴重污染現象的工業廢渣之一。如果處理不當，就會激起大量塵土，造成嚴重的大氣污染；如果不慎流入水系，會阻塞河道.因此，處理粉煤灰必須要采取合適的方式，尋找處理粉煤灰的最佳渠道，進行資源的合理利用，如可作為混凝土的參和料等。粉煤灰具有如下特征：顏色會會不斷變化，慢慢從乳白色變到灰黑色，顏色因具有明顯的變換，所以一直是測量質量的重要指標，能夠比較直觀的反應碳含量的多少，并在某種程度上可以顯示粉煤灰的細度，顏色比較深的粉煤灰通常粒度都會較細，也就預示著含碳量比較高。

2 國內外粉煤灰應用情況

粉煤灰的用途主要有以下幾個方面：

（1）應用粉煤灰制成的的加氣混凝土砌塊，主要是通過一些系列工序加工將水泥和石灰制成的多孔混凝土砌塊，主要作為新型墻體材料，材料和質地比較輕，具有保溫節能的作用，原材料分別是粉煤灰、石灰、水泥、石膏、發氣劑等，其中比例占得最多的就是粉煤灰，大多占原料料的 70%左右，這些原材料進行一道道工序加工之后，形成了粉煤灰加氣混凝土，粉煤灰加氣混凝土的制作方法如下：首先需要對原材料進行加工，搭配相應的原料，然后將原材料進行均勻攪拌，緊接著開始澆注，再是進行發氣，使原材料稠化，稠化之后進行切割，最后進行蒸壓養護。粉煤灰加氣混釀土制作完成后可用來搭設維護墻、隔斷墻，屋面保溫，以及承重墻，承重墻大約是在五層高樓的高度。另外粉煤灰也可作為寒冷地區外墻和高層的和建筑填充墻的材料，用粉煤灰建造的這些墻具有減輕墻重、擴大適用面積的特色，對于地震區也是一個非常不錯的選擇。

（2）粉煤技工后制成的混凝土空心砌塊是當今發展較快的一種建筑材料，主要構成成分是水泥、粉煤灰和集料。制作工序如下：首先對原材料進行計量配料,其次是進行攪拌，然后形成一個形體，最后是對原材料進行養護，這些工序完成后，就意味著一個粉煤灰的空心砌塊形成了。混凝土砌塊有三種，一種是普通混凝土砌塊，一種是輕集料混凝土砌塊，還有一種粉煤灰混凝土空心砌塊。前兩者在進行砌塊時需摻入粉煤灰，粉煤灰的主要用途是作為原材料的摻合料。但作為混凝土空心砌塊，應用范圍較廣，且擁有較多功能，是混凝土的摻合料也是細集料。

3 粉煤灰的化學組成

粉煤灰主要是混凝土和砂漿的粉煤灰，原煤灰分的化學成分和燃燒的程度是粉煤灰化學成分變化的主要因素，跟粉煤灰的性質關聯緊密。

國外習慣將粉煤灰的化學成分作為衡量混凝土中粉煤灰的一項重要指標，因此要求F級的粉煤灰必須存在超過70%的氧化硅、氧化鋁和氧化鐵，C級粉煤灰的元素之和必須超過 50%，其中包括氧化硅、氧化鋁、氧化鐵三元素。不同國家對于粉煤灰的標準是不同的，但是根據粉煤灰特質可以發現氧化硅、氧化鋁氧化鐵是混凝土性質比較有益的成分。粉煤灰除了評斷標準不同，加工設備也有很多種，常見的加工設備有粉煤灰玄機和粉煤灰粉碎機等。設備和標準的不同，也決定了人們對粉煤灰的認知有所差異，有人習慣將是氧化硅和氧化鋁多放，認為其起著非常重要的作用，有的人則覺得氧化鐵無法對粉煤灰的性質起到任何的益處，則對氧化鐵采取少量使用的方式。這兩種方式都不是正確的，粉煤灰對混凝土的貢獻不是單從某一方面就能評斷的，不能以偏概全，只觀察期是否符合火山灰化學性質，要對粉煤灰進行綜合分析，很多氧化鐵雖然火山灰興之地，但是對混凝土減少作用有著非常重要的影響和貢獻，也是對混凝土貢獻的有益成分。

4 粉煤灰的作用

粉煤灰主要作用有三點：1.形態效應，粉煤灰因表面光滑、顆粒細、質地致密等特性，在漿體中具有“滾珠軸承”的作用。2.活性效應也叫火山灰效應，粉煤灰是先進行水泥熟料然后再進行火山灰反應，火山反應的形成的產物會將水泥化物的孔隙填滿，是水泥粉煤灰漿體的孔隙率減降低，細化孔隙徑，改善孔結構的硬化體以及界面的特性。3.微集料填充效應。粉煤灰的顆粒置身于水泥漿體的基相之中，減少水泥顆粒粘聚性，形成減水劑的分散潤滑，使新版漿體和硬化體變得更均勻，便于混合進行水化反應[3]。

圖一：回轉滾筒干燥機

如圖一所示，在打散裝置內摻入粉煤灰，讓其經過皮帶傳送機，進入進料機，溫物料機經過干燥滾筒，在滾筒內粉煤灰會因具有表面是光滑，質地細致等特性，能夠起到滾珠軸承的作用。其次，跟水泥熟料混合在一起后，會產生火山灰效應，填滿水泥化物的孔隙，確保結構的硬度。最后跟水泥融合還可使水泥漿體硬化，不讓水泥顆粒粘聚在一起。

5 粉煤灰對混凝土性能影響的作用機理

粉煤灰對混凝土性能影響主要表現在以下幾個方面：

5.1 摻入粉煤灰會改善混凝土的和易性

新版混凝土容易受到漿體的體積、水灰比等因素的影響，導致和易性不好。摻入粉煤灰可以增大漿體的體積，漿體能夠填充骨料間，能夠潤澤骨科顆粒，保證混凝土混合物的可塑性。

5.2 可控制混凝土的泌水

粉煤灰會讓骨科中的細屑不足現象得到補充，也使砂漿集體中的泌水渠道部不保持聯系性，同時與水泥相比，同等稠度下粉煤灰能夠降低混凝土的水量，有效防止新版混凝土的泌水。

5.3 保持外界環境的濕度

混凝土桿在停止進行養護后會干縮變形，并且內部毛細孔和凝膠孔的吸附水會形成不可逆收縮，粉煤灰能夠保持外界環境的濕度，維護混凝土體積的穩定性。

6 結束語

粉煤灰在混凝土中起到了非常大作用，不僅能夠減少各種類型的墻體，還能夠保持混凝土的穩定性，具有不可替代的作用，但是粉煤灰的排放具有嚴重的污染，所以我們必須要合理應用粉煤灰，使其在建筑領域發揮更重要的作用。