浅谈粉煤灰在商品混凝土中的应用
时间：2021-01-08 20:07:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]本文主要阐述粉煤灰在预拌混凝土中的作用机理、所起的积极作用及在使用过程中的注意点。
[关键词]粉煤灰；商品混凝土；应用
[中图分类号]TU37[文献标识码] A 文章编号：1674-7909（2014）11-00-0
1概述
粉煤灰：在《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）中是这样定义的：电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。
粉煤灰的主要化学成分为：SiO2、AL2O3。它是一种具有活性的水硬性材料，其本身不能自行硬化，但能与水泥水化析出的Ca（OH）2相互作用，生成较强较稳定的胶结物质。
粉煤灰作为商品混凝土的掺合料之一，在商品混凝土中的应用越来越广泛，这是因为：
1.1资源充足：随着我国电力事业的蓬勃发展，粉煤灰的排放量在逐年增加，在现阶段及以后相当长的一段时间内，粉煤灰的资源将非常充足。搞好粉煤灰的综合利用，减少工业废渣对环境的污染，化害为利、变费为宝及节约能源和自然资源等，都具有深远的意义。
1.2预拌混凝土行业的发展速度也非常之快，对粉煤灰等掺合料的应用技术的研究也越来越成熟，为掺合料的广泛使用提供了技术上的可行性。
1.3预拌混凝土行业的快速发展及粉煤灰价格上的优势，使得混凝土行业对粉煤灰的需求量越来越大。
2粉煤灰在混凝土中的作用机理
2.1粉煤灰的“微集料效应”
粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥石中可以相当于未水化的水泥颗粒，故混凝土中掺入粉煤灰，取代部分水泥或取代部分砂，能改善混凝土中各组分的粒径级配组合，减少混凝土中的孔隙，提高匀质性和致密性。从而增强混凝土的强度，改善混凝土的耐久性和抗渗性。
2.2粉煤灰的“形态效应”
在显微镜下显示，粉煤灰中含有70%左右的玻璃微珠，粒形完整、质地致密。这种形态对混凝土而言，能起到一种滚珠的作用，可降低骨料间的摩擦力，能明显改善泵送混凝土的流动性，即增强可泵性。
2.3粉煤灰的“活性效应”
粉煤灰中含有大量的活性SiO2和AL2O3，在潮湿的环境中能与Ca（OH）2等碱性物质发生化学反应。所以粉煤灰应用于混凝土中时，粉煤灰中的SiO2和AL2O3能与水泥水化析出的Ca（OH）2反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质。这些生成物分布于水泥石中，填充与水泥石中的微孔中，填塞混凝土中的毛细组织。优化了水泥石与粗细骨料界面的粘结质量，提高混凝土的抗腐蚀能力，改善混凝土的耐久性和抗渗性。
3粉煤灰对混凝土性能的积极作用
3.1提高抗渗性能
这是由其微集料效应和活性效应决定的。首先，粉煤灰的掺入，能改善混凝土中各组分的粒径级配组合，减少混凝土中的孔隙，提高致密性；其次粉煤灰中含有大量的活性SiO2和AL2O3与水泥水化析出的Ca（OH）2反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质填充与水泥石中的微孔中，填塞混凝土中的毛细组织，故能提高混凝土的抗渗性。
3.2改善新拌混凝土的流动性
这是由其形态效应决定的，粉煤灰的掺入，能改善混凝土的流动性，降低泵压，从而减少用水量，提高商品混凝土的单方用水量，提高商品混凝土的强度和工作性能。特别是低强度等级的混凝土，由于其粉料用量低，掺入粉煤灰替代部分水泥和部分细骨料，流动性显著改善。
3.3减少水化热、降低温度应力
在大体积混凝土工程中，由于混凝土的截面尺寸大、在混凝土中水泥水化过程中释放的水化热集中，温度迅速升高，使得混凝土内外温差过大，内外温差产生的温度应力大于混凝土的抗拉应力，这是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。使用粉煤灰，尤其是与矿渣粉双掺，降低水泥用量，减少水化热。如我公司（凤阳文阳混凝土有限公司）在浇筑的凤阳国际大酒店工程，混凝土强度等级为C35P6+HEA%8的基础底板前，考虑到其底板体积很大，一次性浇筑达 7000立方米，浇筑过程的水化热集中，内部温度很高，可能会导致混凝土出现裂缝。后与施工单位技术负责人及现场监理工程师研讨后，决定调整混凝土配合比，采用粉煤灰和矿粉双掺方案，降低水泥用量来减少水化热、降低温度应力。
实际使用配合比如下：
水水泥粉煤灰砂石子矿粉外加剂膨胀剂水胶比砂率R3
mpaR7
mpaR28
mpaR56
mpa
172261607401030807.11300.430.4218203042
拆模后表面无裂缝，效果良好。
3.4降低混凝土的干缩
混凝土在硬化后体积发生收缩，其收缩主要来自于水泥的水化，水泥水化生成胶结物的同时，体积发生收缩。欲减少这种收缩，可以采用的方法为减少单方混凝土中水泥的用量，而掺入粉煤灰部分代替水泥可以达到这一目的（与矿渣粉双掺的效果更佳）。且粉煤灰早期较少参与水化反应，这也减少早期单位体积混凝土中的水化物的量，从而使得混凝土早期的收缩减小。另外粉煤灰的掺入能够使得混凝土结构致密，也使得早期收缩减小。
3.5降低成本
混凝土的原材料成本中，水泥所占的比例最大，水泥的价格远高于粉煤灰，掺用粉煤灰替代部分水泥和细骨料，可以降低水泥用量，减少一定的细骨料的用量，从而达到降低混凝土原材料成本的效果。
4在商品混凝土中应用粉煤灰的几个注意点
4.1掺量要严格控制在合理的范围内，首先要符合相关规范规定的要求，其次要通过多次试配确定其合理掺量。
4.2粉煤灰在混凝原材料中所占的比例虽然不高，但是其质量波动对混凝土的影响很大（如粉煤灰的细度和烧失量直接到混凝土的需水量），所以粉煤灰原材料的质量关一定得把好。确保其细度、烧失量、需水比等技术指标符合要求。另外有一点经验性的检验方法供参考：颜色发暗或发红表明其烧失量不好，反之颜色白烧失量小。
4.3一般而言粉煤灰的细度、烧失量及含水量越小越好。
5结束语
总之，粉煤灰的利用有如下积极作用：
5.1粉煤灰的价格远低于水泥价格，虽然在混凝土中是超量取代水泥，但其对节约水泥而产生的经济效益也是很明显的；
5.2废物利用、减少工业废渣对环境的污染，节约能源和自然资源。
5.3有效改善商品混凝的性能。
参考文献：
[1]粉煤灰综合利用.李迎建.2004.No.3.
[2]用于水泥和混凝土中的粉煤灰.GB/T1596-2005.中华人民共和国国家标准.
