粉煤灰摻和料對提升混凝土裂縫控制性能的應用淺析

摘要：隨著20世紀以來，以混凝土為橋梁、大壩、公路等重要工程結構物材料的飛速普及與應用，混凝土裂縫防控成為持久研究的方向，而粉煤灰摻和料作為混凝土多種摻合料之一，具有低廉、綠色、穩定、易操作等特點，本文結合粉煤灰在混凝土摻入后的基本效應，收縮防裂的影響研究等特征，以進一步得到混凝土防裂性能得到提高的應用建議，該方法具有適應混凝土防裂應用趨勢需求的技術與經濟價值。

關鍵詞：混凝土；粉煤灰摻和料；效應性能；防裂影響；綜合應用

長期以來，在工程結構物材料領域里一直強調工業廢渣的綜合利用，而粉煤灰是當前我國最大的工業廢料之一，另外開發并合理利用高性能混凝土，必須有此類來源廣泛，使用性能好且經濟的原材料資源[1]。目前我國每年粉煤灰的排放量估計在1.2億噸以上，給我國的國民經濟建設和生態環境造成了極大的壓力。因此，若粉煤灰作為混凝土的一種摻合料能得到合理的利用，不但可以改善混凝土的多種性能，使混凝土的耐久性得到提高，而且可以大量地消耗粉煤灰這樣工業廢棄物，具有一定的技術與經濟研究價值[2]。

1粉煤灰摻合料的一般特性

從煤粉爐排出的煙氣中收集的顆粒粉末稱為粉煤灰。其顆粒多數呈圓球狀，表明光滑，色灰白，主要以玻璃體狀態存在，其中也含有少量石英等礦物晶體，具有一定的水硬性和活性。按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB 19562005）的規定，粉煤灰的品質分為三個等級，其中三個級別的粉煤灰中，能對改善混凝土的抗裂性能起一定作用的，主要是Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰，因此，在使用Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰摻和料時，再進行合理的配合比等，可以實現良好的抗裂性。

2粉煤灰摻入混凝土后的效應與作用機理

（1）物理效應。粉煤灰的物理效應也叫形態效應，它是指粉煤灰物理性狀的作用對混凝土質量產生各類影響的效應。其主要影響在于改變新拌混凝土的需水量與流變性質，而粉煤灰的物理效應中，首要的是粉煤灰玻璃微珠顆粒所具有的物理性質，它能使水泥顆粒的絮凝結構解絮和顆粒的擴散，同時使混凝土內部結構降低黏度和減少顆粒之間的摩擦力。這也是粉煤灰的所謂“滾珠”效應，即使粉煤灰等量取代水泥，粉煤灰玻璃微珠除少量的富鐵微珠外，密度小于水泥顆粒，能使混凝土中膠凝材料漿體的體積增加，也就明顯得增加潤滑作用，改善混凝土的工作性能。

（2）活性效應。粉煤灰的活性效應中，起作用的也是玻璃微珠，在混凝土硬化初期，其表面吸附一層水膜，直接影響粉煤灰的活性化學反應以及粉煤灰混凝土的強度。同時不同齡期粉煤灰顆粒表面的水化產物的量是不同的，隨著時間的延長，摻入混凝土中的粉煤灰對于改善混凝土許多力學性能的貢獻就更加明顯。

3.2粉煤灰摻量對混凝土水化熱情況下裂縫控制的應用

混凝土水化熱的數據是大體積混凝土和超長超厚混凝土裂縫控制的基礎數據，混凝土溫升計算的依據，是溫度裂縫控制的第一步，所以應該進行深入細致的研究，并得到相應的結論，以指導施工和確定技術措施的采用，減少混凝土的內外溫差，控制混凝土的最大約束應力，防止由于自約束應力過大產生的應力裂縫。根據相關試驗結果，粉煤灰摻入混凝土的比例在10%、20%、30%、40%、50%，其總水化熱值Q分別為基準樣品的96.3%、95.6%、88.9%、82.0%、74.5%，可見，隨著粉煤灰摻量的增加，總水化熱值Q呈現規律的下降趨勢。因此，要使混凝土的總水化熱得到較大幅度的降低，防止內外溫差太大造成混凝土的溫度應力裂縫，粉煤灰的摻量需達到30%以上，但也非越多越好，這和混凝土中其他摻和料的特性及用量相關，在此不作詳細分析。

3.3粉煤灰與其他摻和料共摻對提高混凝土收縮防裂性能的應用

當前混凝土由于收縮產生的裂縫越來越多，已成為混凝土裂縫防控的重要問題。同時，粉煤灰的摻量不同，水泥細度的變化，膠凝材料用量的不同，混凝土其他外加劑品種的不同，混凝土具體標號的不同等對混凝土收縮防裂的影響程度也是不同的，這需要依據施工前后的理論推算和技術試驗措施，進行不同比例的配合比試驗，以得到更符合具體工程施工背景下的需要[4]。

4結語

摻和粉煤灰的混凝土的裂縫防控性能與粉煤灰自身的特性、作用效應、摻量、周圍溫度環境、其他摻合材料與用量等有直接的關系。因此科學地分析粉煤灰的特性，設計出充分發揮不同條件混凝土配合比實現的技術與經濟指標，正確認識不同條件下粉煤灰在混凝土中防裂等的作用，并且努力探索使它更好地得到利用的途徑，無疑具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1] 徐至鈞.混凝土結構裂縫預防與修復[M].北京：機械工業出版社，2011，1（01）：133160.

[2] 孫躍生，仲朝明等.混凝土裂縫控制中的材料選擇[M].北京：化學工業出版社，2009，3（01）：149178.

[3] 張樂飛.城市道路工程[M].北京：人民交通出版社，2008，7（01）：339347.

[4] 遲培云.現代混凝土設計[M].上海：同濟大學出版社，2003，7（01）：115129.