淺議粉煤灰混凝土性能以及配合比問題

閆積剛　賈福強

摘 要：摻入適量的粉煤灰不僅可以改善混凝土的性能，而且還可以解決由于燒煤產生的粉煤灰的處理問題，雖然粉煤灰可以起到水泥的作用，但是他不等同于水泥。在經濟效益和社會效益都十分重要的今天，粉煤灰也有了其更加廣泛和普遍的應用。不同混凝土在配置過程采用不同的配合比。

關鍵詞：粉煤灰；混凝土；性能；配合比

近年來，我國建筑材料技術取得了很好的發展，高強混凝土成為了發展的重點方向，在混凝土中摻入粉煤灰等材料就可制備高性能混凝土。現在的混凝土中，，粉煤灰的地位與砂石，水，水泥有著一樣的地位，必不可少，成為混凝土的一個元素，粉煤灰混凝土的耐久性表現優異，比普通混凝土的耐久性要好，粉煤灰的顆粒比水泥細，比表面積比水泥大，活性較大。它是煤粉燃燒之后所得到的的灰粒，它甚至可以代替水泥作為構成混凝土的基本元素之一。相對水泥而言，粉煤灰更廉價一些，這樣可降低混凝土的生產成本，保護大氣環境，制備粉煤灰混凝土具有很好的技術經濟效果。眾所周知，我們國家是產煤和燒煤大國，通過燒煤我們國家每年要排放粉煤灰達3億噸左右，如果這些粉煤灰得不到利用，將會污染環境，把它應用到混凝土當中，既可以改善混凝土的性能，又可以解決污染環境的問題，變廢為寶。

1 粉煤灰對混凝土性能的影響

1.1 加入粉煤灰對于新拌制混凝土的和易性非常有利

新拌制的混凝土中的水泥顆粒易抱團，加入粉煤灰之后，可減弱混凝土聚集成團的作用，使水泥分布的更加均勻，這樣可釋放較多的漿體，這些漿體可起到潤滑作用，摻用粉煤灰對新拌混凝土的明顯好處是增大漿體的體積，這些漿體課可填充骨料間的孔隙，顆粒的潤滑作用使混凝土的粘聚性和可塑性明顯提高。而且加入粉煤灰之后還可降低漿體與骨料間的摩擦力，在骨料與骨料之間的接觸位置能夠像滾珠軸承一樣轉動，從而改善混凝土和易性。

1.2 減緩混凝土溫度的上升

由于粉煤灰能夠起到水泥的作用，故摻加粉煤灰之后能夠減少一定量的水泥用量，并且加入粉煤灰后在形成混凝土的過程中水化作用下放出的熱量非常少，因而在澆筑混凝土的過程非常緩慢，這樣對結構是有利的，不容易產生溫度裂縫，尤其適用于大體積混凝土，在大體積混凝土中，溫度對對其影響非常顯著，加入粉煤灰之后能很好的改善溫度對大體積混凝土的影響。對結構非常有利。

1.3 摻入粉煤灰，能夠提高混凝土的后期強度

根據相關試驗資料，將粉煤灰摻入到混凝土，摻入的粉煤灰的量越多，混凝土齡期內的強度逐漸較小，而到了后期其強度卻會逐漸增加。粉煤灰對混凝土的強度主要有三各方面的影響：第一可以減少用水量、第二能夠增大膠結料的含量，第三通過長期火山灰反應能夠提高混凝土強度。

1.4 減小混凝土的變形

摻入粉煤灰制成的混凝土跟普通混凝土一樣，也會產生徐變，但是徐變量時非常小的。我們都知道粉煤灰具有一定的減水效應，這樣粉煤灰混凝土與普通混凝土的干縮量基本保持，但如果使用了質量不太好的粉煤灰情況就不同了，他會增加混凝土的干縮量。

1.5 粉煤灰對混凝土孔隙率的影響

摻入粉煤灰后能夠顯著的降低混凝土的總孔隙率，但是28天齡期內時，摻入的粉煤灰量越多，混凝土中較大孔徑的顆粒的孔隙率占總孔隙率的比例就會逐漸加大。隨著時間的推移，超出28天齡期之后，粉煤灰混凝土中總孔隙率和大孔與總孔隙率的比例下降的時候，會比普通混凝土下降的更快。

1.6 能夠降低混凝土的成本

與普通混凝土相比，同等強度的粉煤灰混凝土，能夠減少15%～20%的水泥用量，可以有效降低混凝土的使用成本。

2 需要注意的幾個問題

2.1 粉煤灰混凝土早期強度較低，而且發展的比較較慢

由于粉煤灰在水化過程中其速度比水泥的水化速度要小，因而對于粉煤灰混凝土其早期強度要低于普通混凝土，并且隨著加入的粉煤灰量的增加其齡期內的強度反而越來越低。但對于高強混凝土，摻加粉煤灰后混凝土的早期強度降低相對較小。粉煤灰混凝土的強度發展是比較慢的，因此，為了保證混凝土的強度能正常發展，需要延長掩護時間。

2.2 粉煤灰混凝土可以抑制堿-骨料反應性能

發生堿-骨料反應時，混凝土原材料中的可溶性堿能夠溶解到混凝土孔隙中， 在混凝土硬化之后，與骨料中的活性成分可以發生化學反應。反應產生的物質吸水膨脹， 膨脹后導致混凝土開裂，使混凝土喪失功能。

2.3 粉煤灰混凝土的工作性

混凝土的工作性是保證混凝土在施工時便于振搗密實，不產生分層、離析和泌水等現象，包括流動性、黏聚性和保水性三個指標。分選或原狀粉煤灰呈球狀顆粒，表面為致密的玻璃體結構，吸水性小，具有較好的減水性，能提高混凝土的流動性；但球形顆粒的保水性差，泌水快，處理不當易引起混凝土產生失水收縮裂縫。粉煤灰燒失量對用水性的影響很明顯，粉煤灰燒失量增加，粉煤灰的用水量增加；粉煤灰含碳量增加，燒失量就會增加，在混凝土制備過程中，粉煤灰容易漂浮到表面，會影響到混凝土的外觀和質量。

3 粉煤灰混凝土配合比設計

（1）進行粉煤灰混凝土配合比設計時，為了確定水灰比（W/C），粉煤灰混凝土強度等級不同時確定的水灰比不同。另外，還需要知道粉煤灰占水泥總量的比例。在粉煤灰混凝土中，粉煤灰的作用的既不等同于水泥，也不相當于混凝土中的細骨料，因此，目前所采用的混凝土配合比設計的思想存在一定的缺陷。

（2）粉煤灰粉磨以及粉煤灰磨細，對于粉煤灰來說一直都是一個大問題。所規定的方法與按規程規定的和國內專家們推薦的簡易法基本上是一致的。規范規定的計算方法中除三種粉煤灰混凝土配合比方法外，還包括作為基準的普通混凝土的配合比計算方法，這也是值得重視的問題，因為作為粉煤灰混凝土對比的基準，首先要精心設計。

（3）在混凝土中摻人適量的粉煤灰，不僅可以降低工程的施工成本，還可改善混凝土的和易性，使混凝土的黏性增加，使混凝土離析與泌水現象減少，同時還能延長混凝土的凝結時間，減小坍落度損失，降低混凝土堿集料反應產生的危害。但是也存在一些缺陷，例如粉煤灰品質不一，混凝土早期強度偏低。進行配合比設計時，對粉煤灰的摻入量要嚴格控制，配合比設計必須正確才能制備出滿足工程要求的合格混凝土。

（4）配合比設計過程時，首先按照常規方法設計出一個基準混凝土配合比，然后確定一個取代系數，對水泥和細骨料的體積經過重新計算后，進行試拌、通過不斷的調整得出最終配合比。

4 結語

在能源緊缺的今天，國家對粉煤灰資源開發力度越來越大，促使粉煤灰混凝土有了較快的發展，并且潛力巨大，因此我們必須從理論根本上解決粉煤灰混凝土的應用，對粉煤灰混凝土的配合比進行深入研究，進行系統的理論探索、試驗分析、經驗積累、探索改進，通過不斷的努力，最終能夠找到適合我國實際施工情況的粉煤灰混凝土的簡單快速的配合比方法。

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作者簡介：

閆積剛（1982-），男，甘肅白銀人，在讀碩士，擅長建筑結構方面的研究。endprint