浅谈水泥和粉煤灰对混凝土性能的影响
时间：2021-01-09 12:01:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】混凝土预拌商品化是经济发达国家的成功经验，自2004年1月1日起，全国124个大中城市禁止现场搅拌混凝土，并大力推广和使用预拌混凝土，到2006年全国所有的城区一律禁止现场搅拌混凝土。今天我们很少在城市里看到现场搅拌混凝土那灰尘四扬、泥水横流的景象。城市长高了，道路变宽了，绿地增多了。随着市场的竞争化，混凝土的质量问题也是层出不穷。水泥和粉煤灰具有影响混凝土性能的很大因素。
【关键词】混凝土；配合比；水泥；粉煤灰
混凝土搅拌站在我国起步较晚，但发展很快，时至今日，混凝土搅拌已遍布全国各地。建设、开发、施工单位对混凝土的全局观念和环保意识在不断提高，也加大了使用混凝土积极性。
近年来C50以上混凝土已大量用于预制构件，高层建筑和大跨度桥梁中，这是混凝土技术进步的重要标志。
1.水泥对混凝土的影响
混凝土工程技术人员不仅要了解水泥除强度以外的各种物理力学性能，而且要增加一些水泥组成和工艺的知识，还应了解施工的知识和结构、构造的知识，反之，结构工程设计和施工技术人员必须深化水泥、混凝土的知识，才能知道如何对水泥提出全面而正确的要求，并正确使用混凝土。例如：在混凝土中掺入硅灰时，混凝土的强度随硅灰的掺量而提高；但在水泥中，水泥强度并不随硅灰的掺量而变化，这说明混凝土的行为并不取决于水泥单独的性质和行为。
水泥标准的修订：我国水泥标准自1979年进行过4次修订。第1次修订的标准于1979年7月开始实施，第2次修订1992年开始逐步实施，第3次修订1999年开始实施，第4次修订2008年开始实施。水泥标准的修订，实现了六大通用水泥标准列入国家标准修订，六通合一促进我国水泥生产工艺的改进和产品质量的提高，也是国家对“耗能大户”向节能减排环保型企业转变的必然结果。
国标GB175-2007的实施，对我国水泥行业而言是一次大的改革。在很大程度上规范了水泥市场。
通过对标准修订，普通硅酸盐水泥活性混合材掺量较旧标准提高了5%，但非活性混合材的允许最大掺量降低了2%，3天强度较旧标准也提高也1MPa，这就要求我们在混凝土中加入粉煤灰、矿渣粉等其他混合材料时必须提前做好试配，避免对混凝土强度带来影响。
矿渣硅酸盐水泥中混合材掺量将旧标准的20%～70%重新划分为两个等级，即：A型和B型。技术人员在使用B矿渣硅酸盐水泥时由于其他掺合料的掺入；而A型矿渣水泥由于其矿渣掺量较低，而且矿渣粉本身具有很高的活性，所以在使用时可以考虑适当掺加其他矿物掺合料（粉煤灰、矿渣粉、微硅粉等）以降低混凝土成本或提高混凝土其他性能。
32.5等级普通硅酸盐水泥的取消，通过实验试配，非冬期施工阶段，可以提高矿物掺合料的用量，尤其是粉煤灰的用量。冬期施工阶段，对于低强度等级混凝土应优先选用P.O42.5R水泥，当因胶凝材料过少而不能满足泵送要求时，在满足工程要求的前提下可考虑使用强度等级为32.5R的A型矿渣硅酸盐水泥（P.S32.5R）或强度等级为32.5R的复合硅酸盐水泥（P.C32.5R）（最好不含火山灰、粉煤灰掺合料），因为这两种32.5等级水泥相对早期强度较高，矿物掺合料的活性相对较大，能够为混凝土提供抑制严寒的早期热量，避免混凝土遭受早期冻害。
水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素，也是决定性因素，水泥适中的活性组成，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。在水泥强度等级相同的条件下，混凝土的强度取决于水灰比，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘接力愈大，混凝土强度也愈高。但是如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝，孔洞，将导致混凝土强度严重下降。混凝土的强度主要由水泥浆的强度、水泥浆与骨料界面的粘结强度、骨料颗粒强度决定。水泥浆的稠度决定于水灰比。水灰比小，水泥浆稠，流动性小，粘聚性、保水性好。太小，不能保证施工密度；太大，降低强度和耐久性。水泥浆将骨料牢固地粘结成整体，而水泥浆的强度取决于水泥的强度等级，因此，合理选择水泥的强度等级非常重要。研究表明，等级越高的水泥越易获得更高的强度，但其强度增长不与水泥抗压强度的增长成正比，当水泥的强度等级过高于混凝土设计强度等级时，水泥用量小，拌合物松散，粘性差，反之过低时，水泥用量过多，混凝土拌合物粘聚力大，成团，不便浇注，不经济，且过大的水泥用量也可能引起混凝土在水化初期出现塑性裂缝以及收缩量的增加。
工程实践证明，在相同材料和工艺条件下，混凝土强度取决于水胶比，即混凝土强度随水胶比增大而降低，这就是水胶比定则，但是有些技术员和操作工对现场加水破坏混凝土耐久性、和易性认识不足，以为用水稀释拌合物，增大坍落度便于搅拌、泵送、浇筑，殊不知，合理水胶比每增加0.05，混凝土强度就可能下降10MPa，另外搅拌好的混凝土是水与水泥、水泥浆与石子，砂浆与石子之间彼此包裹和填充的混合结构，向其加水，会加剧混凝土的离析和泌水，影响硬化后混凝土强度和耐久性，同时会造成混凝土泵送、浇筑过程胀模、跑浆现象，从而产生蜂窝、麻面、露筋等质量问题。
2.粉煤灰对混凝土的影响
近几年来，粉煤灰混凝土技术越来越成为国内外混凝土研究和应用领域中的重要课题，作为混凝土的混合材在建筑工程中的应用日益增多。随着现代化工业的发展，能源短缺，环境污染以及矿物资源枯竭等问题表现的愈来愈突出，而粉煤灰问题直接影响到能源工业的发展，如今粉煤灰已成为配合比中的重要组成部分，粉煤灰与水泥、集料、水、外加剂同样重要。
掺入品质优良的粉煤灰能改善混凝土性能、降低造价、提高混凝土的耐久性。粉煤灰细度的大小，对配制的混凝土强度等级性能影响很大。因细灰含有大量具有火山灰活性的玻璃珠，当掺入混凝土中时，能与水泥水化析出的氢氧化钙，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝物质；细灰在混凝土中，能起到滚珠作用，致密作用，可减少混凝土用水量，改善和易性，提高密实性；促进混凝土的均匀性。而颗粒较粗的粉煤灰，其强度低、活性小，用于混凝土中不但增加水泥浆体中的疏松颗粒，还会增加用水量，对混凝土强度有不利影响。因此粉煤灰细度应作为首要考核和控制的指标。
粉煤灰具有琉璃体形态的活性成分，这些成分与水泥水化过程后能生成具有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙等，还有利于水化铝硅酸盐的形成，均与水泥浆石化体晶格坚固地结合起来，填充在骨料之间使混凝土结构更紧密，从而使混凝土后期强度增长较快。在水泥水化过程中，粉粉灰能够填充到混凝土结构的孔隙裂缝中，改善孔结构，提高水泥石的密实度，调结凝胶量和凝胶过程的功能，起到改善混凝土宏观性能，提高抗渗性的作用。
需水量小于100%，细度小于12%的粉煤灰，可以降低需水量，等量代替混凝土中部分水泥，还可以降低砂率，提高混凝土新拌、硬化和使用性能。随着对粉煤灰认识的逐渐深入，人们充分认识到利用粉煤灰已不仅仅是取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题，粉煤灰已经成为对混凝土改性的一种重要组分。
参考文献
1.GB175-2007《通用硅酸盐水泥》
2.魏伟，弗克新型建材有限公司，浅谈粉煤灰对混凝土的影响
