關于大摻量粉煤灰混凝土配合比研究

王茂泉

東莞市力恒混凝土有限公司 523936

摘要：傳統的粉煤灰混凝土配比中要求完成配比后具有一定的強度和耐久性，但是這并不能完全發揮出粉煤灰混凝土的優勢。本文根據目前國內外粉煤灰混凝土發展情況，簡單討論大摻量粉煤灰混凝土配比。

關鍵詞：粉煤灰混凝土；配比；耐久性

一、引言

過去的粉煤灰混凝土配比由于對粉煤灰的特點沒有充分認識，在配比設計時也主要是以空白混凝土為對照，這種設計方式在很大程度上埋沒了混凝土中更多潛在的其它優點，對于粉煤灰以及水泥對混凝土強度貢獻的差異也沒有充分考慮，所以在配比后得出的各項指標都不理想。而最近幾年工業生產中的廢渣粉煤灰排放也是逐漸呈增加的趨勢，對粉煤灰的利用大大降低，最主要的因素就是配比不合理。由此可見，研究粉煤灰混凝土配比對工業生產有很大的用處。除此之外，提高粉煤灰混凝土的利用率，也能夠達到一定程度的環保節能。

在具體的配比中，由于粉煤灰摻入混凝土中，在配比時就會有一定的難度，最主要的實驗手法還是通過試配和試拌來完成的。

二、傳統粉煤灰混凝土配比研究

我國使用傳統的粉煤灰混凝土配比技術在相關規定中有具體介紹，它是最早在我國發展出來的粉煤灰混凝土配比研究方式的起源，在《水泥混凝土中摻用混合材料的暫行技術規程》中對大體積混凝土提出，將粉煤灰等量來取代水泥，一般情況下將這種方法稱為“等量取代法”或者是“簡單取代法”，表1為粉煤灰混凝土簡易配比中的系數調整法（如表1）。但是在我國進行粉煤灰混凝土配比的時候基本上都是采用的超量取代法，也就是先對基準混凝土配比進行設置，然后以等強度為依據，摻入超量的粉煤灰實現對水泥的取代。在我國傳統的粉煤灰混凝土配比研究中有個很明顯的缺陷，不能夠將粉煤灰作為混凝土單獨的組成成分而進行設計，而且在配比中存在一定的任意選擇性。除此之外，外加劑也逐漸成為混凝土中必不可少的組成部分，但是以目前市場上所有的配比技術來說，都沒有對外加劑摻入配比進行綜合考慮，由此也可以看出，傳統的粉煤灰混凝土配比方式并不適合與大摻量粉煤灰混凝土配比研究。

表1 粉煤灰混凝土調整系數表

F/（C+F）（%） 用水量調整系數 膠凝材料用量調整系數 水泥用量調整系數

15 0.880 1.035 0.970

25 0.800 1.065 0.945

35 0.712 1.095 0.895

45 0.619 1.125 0.845

三、大摻量粉煤灰混凝土特點及研究理論

（一）大摻量粉煤灰混凝土特點

大摻量粉煤灰混凝土具有的使用特點較多：它能夠有效降低混凝土水熱化；有效減少混凝土材料的成本；完成配比后能夠提高混凝土抗滲的能力，有效抵御氯離子等滲漏腐蝕化學性質材料和堿性材料；能夠有效減少水泥用量并處理電廠廢棄物，達到節能節約資源的目的，同時還能夠改善溫室效應。但是使用大摻量粉煤灰混凝土，它在配比完成后，早期的強度相對要低，而起它抗鹽抗凍的性能差。

這一技術在現代大體積混凝土結構中運用較多，如建設高層建筑物地板、橋梁承臺、水庫大壩等等，1994年后廣東修建深—汕等接近100km的高速公路，在修建的路面混凝土中都摻用了約20%-40%的粉煤灰，以此來提高路面的平整度，減低路面開裂的概率。目前這種混凝土的配比設計沒有較為明確的配比標準和方式，所以許多研究人員都自行進行實驗探索。但是在實驗中用的較多的方法就是使用平行試驗法，這種試驗過程相當繁雜，這在一定程度上對大摻量粉煤灰混凝土的發展造成了一定的制約。

（二）大摻量粉煤灰混凝土研究理論

前文有提到，目前粉煤灰混凝土配比多是采用的超量取代法進行計算，但是在實際操作中通常都是煤灰摻入量不高，但是在粉煤灰摻入高水膠比和水灰比后的機理與摻入低水膠比和水灰比后所表現出來的機理并不相同。在摻入高水膠比和水灰比后，顆粒間的空隙大，而混凝土早期的結構強度也主要是由水化生成物而決定的，此時的水膠比和水灰比一般都不小于0.6。如果混凝土攪拌的水膠比和水灰比較低，那么水泥顆粒之間的空隙就會變得很好，需要填充在顆粒間的水化生成物也會隨之大大減少，這時候的水膠比和水灰比一般都是在0.3左右。少量的水化產物能夠使混凝土結構緊密，如果在攪拌時摻入粉煤灰，粉煤灰所吸附的水分能夠對水泥起到養護作用。大摻量的粉煤灰水泥土不僅可以使強度增加，還會增強混凝土的耐久性以及混凝土結構密實性。如今在粉煤灰混凝土中還可以加入一定的外加劑，能夠使得混凝土在低水膠比狀況下進行攪拌具有良好的和易性。在實際解決大摻量粉煤灰混凝土應用的問題還需要對混凝土結構進行設計。

（三）大摻量粉煤灰混凝土配比設計

想要粉煤灰在混凝土配置中發揮出它的高性能，最主要的就是要根據耐久性和強度來確定粉煤灰摻量和水膠比，粉煤灰與水膠比的強度作用關系比水泥與水膠比之間的強度作用更加敏感，在配比中為避免早期強度因大摻量粉煤灰混凝土帶來的不利因素，在將粉煤灰摻入到混凝土中間的時候應該盡可能選擇較低的水膠比，也就是W/C+F。要保障粉煤灰混凝土具有良好的耐久性和強度必須采用低水膠比進行混合，這樣不僅能夠確保粉煤灰在混凝土中發揮的作用，還能夠保障粉煤灰混凝土的質量。一般在材料適用的情況下，水泥的用量在320kg/m?左右，水灰比在0.5左右，抗壓強度在C30級左右，這時候配比出來的粉煤灰混凝土在多數環境下都具有良好的防滲性和耐久性。根據實踐經驗可以得出，粉煤灰摻量一般以低于15%為宜，在粉煤灰參入量超過25%后，能夠明顯改變混凝土的性能，達到高耐久的程度。

（四）大摻量粉煤灰混凝土配比方針

基本配比順序為：硅酸鹽水泥→粉煤灰→高效減水劑，最常用的方式就是混凝土攪拌和成型。

1、首先選用高標號的硅酸鹽水泥以及普通水泥，這兩種水泥中基本都是以熟料為主，選用這兩類水泥最主要的原因就是它的性能較為穩定，它其中摻入的混合材料除了石膏外，其它材料較少或者是沒有，避免了在配比中可能由水泥引起的混凝土性能波動等問題。目前在廣東市場上一些混凝土摻入粉煤灰的量都偏高，有些甚至已經達到30%以上，所以在對水泥進行選擇時，一定要注意選擇高標號的水泥。

2、配置高強度的混凝土則需要選擇低水膠比，水膠比在大摻量粉煤灰混凝土中對強度非常敏感，想要達到混凝土的高防滲性和高耐久性，選擇的水膠比通常都是小于0.4。

3、混凝土想要保證自身的耐久性，在制作的時候需有充足的漿體溶度和數量，在膠體材料達到一定數量時，降低水膠比的實質就是將混凝土的用水量減少了。

4、在采用粗集料的時候要注意選擇它的最大粒徑，一般情況下是選擇最大粒徑偏小的材料，以此來保障粗集料的空隙率，降低巖石破碎的可能性。

5、在選擇細集料時，盡可能選擇細度模數較大的材料。

6、由于粉煤灰是屬于火山灰活性混合材料，它本身的質量和顆粒都不均勻而且它的實際活性比較低，所以在使用前一定要對粉煤灰進行改性處理，保障粉煤灰的優勢和性能充分發揮出來。通常為了激發粉煤灰的灰活性都是采用硫酸鹽激發劑。

結束語

大摻量粉煤灰混凝土實際上是一種由傳統粉煤灰混凝土發展而來的一種新技術，在使用中也具有眾多的優點，但是配比設計過程都較為復雜，在具體施工中還需要多改進。

參考文獻：

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