關于不同外觀粉煤灰對混凝土性能影響的研究

李 強 溫慶如 劉尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

關于不同外觀粉煤灰對混凝土性能影響的研究

李 強 溫慶如 劉尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

粉煤灰是商品混凝土不可缺少的摻合料之一，但目前市場供應粉煤灰質量存在較大差距。粉煤灰的顏色、細度在一定程度上可反映粉煤灰的質量好壞。以三種不同外觀的粉煤灰為研究對象，尋找其對混凝土工作性能的影響規律。

色澤；燒失量；坍落度；坍落度經時損失

0 引言

粉煤灰在混凝土中可以起到較好的填充作用和潤滑作用，在調整混凝土和易性方面具有巨大優勢[1-2]；同時還能發揮火山灰效應，對混凝土的力學性能和耐久性有提高作用。加之其替代適量水泥，可降低混凝土的成本，故粉煤灰在商品混凝土中得到大量應用[3]。

目前粉煤灰的市場供應已顯階段性供不應求，一些不法分子以次充好，致使混凝土生產出現質量問題。通常攪拌站對粉煤灰只進行細度及活性檢查。活性檢查周期較長，而細度檢查又不能完全反應出粉煤灰的質量問題。尋求粉煤灰的快速檢驗，已成為一種十分必要的手段。

粉煤灰的顏色一般在淺灰到深灰色之間變化，還有一些高鈣粉煤灰顏色偏黃。深灰到淺灰反應了粉煤灰含碳量的一般規律，而顏色偏黃又反應了粉煤灰的含鈣情況，這里通過對粉煤灰的顏色、細度，即粉煤灰的外觀進行相關檢測試驗，得到粉煤灰的外觀與含碳量和含鈣量的一般規律，并測試對混凝土性能的影響，從而嘗試得到一種較直觀的粉煤灰快速檢驗方法。

1 原材料及試驗方法

1.1 原材料

水泥:鄭州天瑞水泥公司生產的P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，其物理性能見表1。

粉煤灰:X公司生產的三種不同顏色的粉煤灰，以A代表深灰色粉煤灰，B代表淺灰色粉煤灰，C代表淡黃色粉煤灰。

機制砂:產地為河南新密。細砂:產地為黃河。

粗集料:產地為河南新密。外加劑:試驗選用與天瑞水泥適應性較好的河南科之杰新材料有限公司生產的Point-400高效減水劑。

1.2 試驗方法

按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）測試粉煤灰的細度、需水量比、活性指數。

按照《水泥化學分析方法》（GB/T 176-2008）測試粉煤灰的燒失量、游離氧化鈣含量。

按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》（GB/T 50080-2002）,測試混凝土的坍落度和流動度。

混凝土配合比見表2。

2 結果與討論

表1 水泥的物理性能

表2 混凝土試配配合比以及試驗溫度條件

2.1 粉煤灰外觀對物理性能的影響

試驗中使用三種粉煤灰，對其需水量比、燒失量及游離氧化鈣含量分別進行測試，其中游離氧化鈣的測試方法是乙二醇法，原理是使游離氧化鈣與乙二醇反應，生成可溶性的乙二醇鈣，然后使用滴定分析測試乙二醇鈣的含量，從而換算得到游離氧化鈣的含量。試驗結果見表3。

表3 不同種粉煤灰對應的各項性能指標

圖1 不同種粉煤灰對應的含碳量以及游離氧化鈣含量性能指標

由上表和附圖可以發現A粉煤灰含碳量較B粉煤灰和C粉煤灰高，而C粉煤灰游離氧化鈣較A和B明顯高出許多。

2.2 粉煤灰外觀對混凝土工作性能的影響

試驗主要通過對三種不同外觀的粉煤灰分別拌制混凝土測其流動性及流動性經時損失情況。試驗采用坍落度和擴展度綜合評價混凝土的流動性。試驗結果見表4。

表4 混凝土試驗結果

圖2 不同種粉煤灰通過混凝土試驗得到的坍落度和擴展度數值

從上表可以看出，C組粉煤灰的混凝土流動性最好，1 h經時損失幾乎無損失，便于施工。對比另外兩組，發現粉煤灰顏色較淺的B組的流動性好于顏色較深的A組，A組1 h幾乎已不具備流動性，施工性能極差。

綜上所述，A組粉煤灰顏色深灰，其燒失量高、游離氧化鈣含量低，其對應的混凝土流動性較差。B組粉煤灰顏色深灰，其燒失量低、游離氧化鈣含量低，其對應的混凝土流動性略好。C組粉煤灰顏色偏黃，其燒失量低、游離氧化鈣含量高，其對應的混凝土流動性較好。

通過粉煤灰性能測試及混凝土試配，驗證了粉煤灰外觀對粉煤灰的燒失量及游離氧化鈣的對應一般規律。憑粉煤灰的外觀只能對其性能進行初步判斷，可作為攪拌站快速、便捷檢測粉煤灰的方法，但對粉煤灰的具體性能還需進行深入測試。

3 結論

1）含碳量影響:粉煤灰的燒失量主要成分為燃燒中未燃盡的碳粒，其吸附作用比較強，同時需水量相對較高，強度偏低，這些高吸附性的碳粒在混凝土試配中對外加劑的吸附作用是首當其沖的，其妨礙外加劑作用的充分發揮，同時自身具有需水量高的特點，于是拌制的混凝土不可避免的出現流動性不好、坍落度經時損失快等特點。

2）游離氧化鈣含量影響:高鈣灰一般具有較細的顆粒形態,同時具有較低的需水量比等特點，高鈣粉煤灰一般需水量比小于100%,同時因為其呈現較小球狀玻璃體，填充在水泥漿體之間具有較好的潤滑作用，所以其流動性比較好。但是因為其游離氧化鈣數量較高，因此在應用的過程中應注意其引起的安定性不良等問題，在施工過程中，應加強檢測力度，確保工程質量合格。

3）這里引入粉煤灰的色澤概念探討其對混凝土流動性能的影響，其只具有參考、指導意義，在特定的條件下可用于快速分辨粉煤灰性能好壞，并不是普遍性的結論，其為了闡述粉煤灰中的含碳量和游離氧化鈣含量對混凝土性能的影響。

[1]楊太文.大摻量粉煤灰高性能混凝土的研究進展[J].混凝土,2004(9):22～26.

[2]王福元,吳正嚴.粉煤灰利用手冊[M].北京:中國電力出版社,1999:40～43.

[3]沈旦申.粉煤灰混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,1998:47～54.