粉煤灰在混凝土和建筑節(jié)能中的應(yīng)用分析

肖 鄭

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530007）

對于粉煤灰而言，不僅是一種具有活性礦物特征的摻合材料，在綠色高性能混凝土的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，而且也是著名的工業(yè)三廢之一，對環(huán)境能夠造成嚴(yán)重的污染，這也是長久困擾人們的環(huán)境問題。通過專業(yè)人士對粉煤灰展開的詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)其具有的特征在工程領(lǐng)域能夠發(fā)揮重要作用，因此將其變廢為寶。在混凝土中加入質(zhì)量的粉煤灰，能夠使混凝土原有的性能得到有效改善，確保工程施工質(zhì)量和安全得到有效提升，減少對其他資源和能源的消耗量，降低施工過程中的廢物排放量，從而有效實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排的目標(biāo)。根據(jù)水量比、燒矢量、45μm 篩余量等各項指標(biāo)，我國將粉煤灰分為三個等級，其中第一等級的粉煤灰自身具有較高的減水效果，具有的活性較強(qiáng)，作為粉煤灰混凝土的最佳材料被普遍運用在混凝土施工中。在結(jié)構(gòu)混凝土中使用的粉煤灰一般為第二等級或第三等級。加大研究粉煤灰在混凝土和建筑節(jié)能中的應(yīng)用，是提高我國社會發(fā)展水平的有效方式之一。

1 在混凝土施工過程中粉煤具有的重要性

1.1 促進(jìn)混凝土的工作性能得到有效改善

對于混凝土的工作性能而言，主要體現(xiàn)在保水性能、粘聚性能、流動性能等方面，在混凝土中摻入適量的粉煤灰之后，能夠使混凝土的砂率有效降低，從而使細(xì)骨料對運輸管壁造成的摩擦損害有效降低。與此同時，粉煤灰中含有的球狀玻璃體能夠?qū)橇项w粒的空隙進(jìn)行有效填充，使顆粒得到包裹，從而形成具有一定潤滑性能的保護(hù)層。另外，水泥的顆粒物能夠在粉煤灰的作用下產(chǎn)生物理分散作用，確保水泥顆粒物在混凝土中的分散位置就較高均勻性，從而在較大程度上對水泥顆粒的粘聚現(xiàn)象進(jìn)行了阻止。

將粉煤灰合理運用在混凝土施工中，能夠使建筑物具有的可靠性得到進(jìn)一步提升，是建筑物能夠滿足可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中制定的相關(guān)要求，具體如表1 所示。在對混合了粉煤灰的建筑工程項目進(jìn)行質(zhì)量檢查過程中能夠發(fā)現(xiàn)，加入粉煤灰的混凝土結(jié)構(gòu)能夠確保最終檢查出的結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求高度契合，使建筑項目工程無論是在施工還是使用的過程中，具有的牢固性和安全性能都比較高。

1.2 促進(jìn)混凝土耐久性的提升

在混凝土中合理加入粉煤灰，能夠?qū)⒒炷林猩匙拥募壟溆行Ц纳疲⑶覍⒒炷两Y(jié)構(gòu)中的空隙部分進(jìn)行有效填充，使混凝土具有的密實度得到有效加強(qiáng)。與此同時，在對水沒會進(jìn)行二次水化之后，生成C-S-H，使混凝土結(jié)構(gòu)中具有的粗大毛細(xì)孔得到有效填充，使混凝土結(jié)構(gòu)變得更加堅固。不僅能夠確保混凝土具有較強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕性能，而且能夠?qū)σ后w產(chǎn)生較強(qiáng)的抗勝阻力，使混凝土的使用壽命得到有效延長。

1.3 促進(jìn)混凝土抗裂性能的提升

在混凝土中摻入適量的粉煤灰能夠使水泥的使用量大幅度降低，從而使混凝土受水泥水化過程中產(chǎn)生的硬化收縮現(xiàn)象影響程度有效降低。根據(jù)實際調(diào)查能夠發(fā)現(xiàn)，大部分情況下，水化之后的粉煤灰能夠使混凝土的微觀結(jié)構(gòu)得到有效改善，從而使粉煤灰混凝土具有的硬化收縮率常常以負(fù)數(shù)形式呈現(xiàn)。也就是說摻入粉煤灰的混凝土在硬化過程中只是呈現(xiàn)出微小的膨脹變形，而這一現(xiàn)象對混凝土具有的抗裂性高低起到了重要作用。

1.4 促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的提高

雖然粉煤灰具有的水化速度與水泥相比呈現(xiàn)出比較慢的狀態(tài)，使得混凝土在早期呈現(xiàn)出強(qiáng)度較低的現(xiàn)象，然而在混凝土結(jié)構(gòu)逐漸凝固的過程，其具有的強(qiáng)度也會隨之提升。這是因為，只有將粉煤灰置于堿性環(huán)境中才能使其具有的功能和作用得到充分激發(fā)，因此粉煤灰所呈現(xiàn)出的水化速度較慢。當(dāng)水泥全部水化之后，所產(chǎn)生的Ca(OH)2會與粉煤灰進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生硅酸鈣凝膠。這種凝膠能夠?qū)⒋止橇虾退嗍g具有的界面兒結(jié)構(gòu)徹底打破，使界面的薄弱層得到增強(qiáng)的同時，還能在水泥時空結(jié)構(gòu)中發(fā)揮填充物的作用，并且還能將穩(wěn)定性和強(qiáng)度都比較低的Ca(OH)2進(jìn)行有效消除，使混凝土就地強(qiáng)度進(jìn)一步提升。另外在水膠比相同的環(huán)境下，粉煤灰能夠促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)更加充分進(jìn)行，提高混凝土的強(qiáng)度。

在對混凝土粉煤灰拌合物具有的補償收縮進(jìn)行設(shè)計時需要注意，由于混凝土粉煤灰摻合物不同部位具有的參合量存在一定差異，因此需要根據(jù)不同部位具有的補償收縮具有的不同參量進(jìn)行合理配置，混凝土粉煤灰具有的物理性能如表2 所示[1]。

表2 混凝土粉煤灰拌和物性能

2 粉煤灰在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

2.1 減少水泥使用量，降低能源消耗和環(huán)境污染

水泥作為混凝土的主要組成原材料之一，在生產(chǎn)過程中不僅會消耗大量的資源，而且還會排出大量的粉塵和二氧化碳。將粉煤灰代替水泥運用到混凝土，不僅每年可以減少水泥生產(chǎn)量3 億噸左右，對標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗降低3,000 萬噸左右，減少二氧化碳的排放量約2.5 億噸左右。因此將粉煤灰運用到建筑節(jié)能中，不僅能夠滿足節(jié)能減排的需求，而且還能使環(huán)境可持續(xù)發(fā)目標(biāo)得到有效實現(xiàn)。

2.2 加強(qiáng)對工業(yè)廢料的利用，減少二次污染

作為全世界第一大利用煤炭進(jìn)行發(fā)電的國家，我國每年會產(chǎn)生1 億噸以上的粉煤灰，目前的累積存儲量已高達(dá)幾十億噸。大量的粉煤灰不僅造成了大面積土地的閑置浪費，而且對周圍的大氣環(huán)境、水體環(huán)境、土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。因此相關(guān)人士要加大對粉煤灰的研究力度，創(chuàng)造出大量以固體廢物和粉煤灰為主要原料的新型建筑材料，比如，商品砂漿的誕生與發(fā)展，能夠在一定程度上加速對粉煤灰的使用率；在建筑項目混凝土結(jié)構(gòu)中加入適量的粉煤灰，也能夠促進(jìn)粉煤灰的使用率在一定程度上得到提升。從而使資源的利用更加充分，有效改善環(huán)境污染問題，這也是我國開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效途徑之一。

2.3 加大對高性能混凝土的配置力度，減少對混凝土的使用量

通過對粉煤灰的充分利用，確保配制出的混凝土具有較高性能。將具有較高性能的混凝土替代原有混凝土，從而在結(jié)構(gòu)尺寸方面減少對混凝土的使用量。與此同時，通過對具有較高耐久性混凝土的有效利用，使混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命得到有效延長，不僅能夠使維修混凝土結(jié)構(gòu)所花費的成本得到有效降低，而且還能最大程度降低由于廢棄混凝土結(jié)構(gòu)造成的建筑垃圾數(shù)量。從而有效實現(xiàn)節(jié)約資源和能源的目標(biāo)，對環(huán)境進(jìn)行積極改善。

3 結(jié)語

根據(jù)以上針對粉煤灰在混凝土和建筑節(jié)能施工中的有效應(yīng)用途徑展開的詳細(xì)分析和系統(tǒng)性研究，我們能夠更加明確的了解，在混凝土施工中通過對粉煤灰的充分應(yīng)用，不僅能夠使混凝土原有的結(jié)構(gòu)性能需求得到有效改善和提升，而且還能使保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)得到有效實現(xiàn)，是促進(jìn)我國建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展以及環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要內(nèi)容。因此相認(rèn)識不僅要加大對粉煤灰的研究力度，而且還要對粉煤灰在混凝土施工以及建筑節(jié)能方面具有的作用和價值進(jìn)行不斷挖掘，對其中存在的問題展開詳細(xì)分析，明確了解影響粉煤灰在混凝土施工以及建筑節(jié)能減排施工中無法發(fā)揮應(yīng)有作用的因素，從而采取多樣化的有效措施將存在的問題妥善解決。在此基礎(chǔ)上，講現(xiàn)代化施工理念以及多元化施工措施合理結(jié)合其中，確保對粉煤灰的優(yōu)化措施和完善技術(shù)得到不斷提升。長此以往，不僅能夠使建筑物具有的安全性和使用性能進(jìn)一步提升，而且還能為我國環(huán)保事業(yè)作出積極貢獻(xiàn)。