建筑施工中的大掺量粉煤灰混凝土探讨

曹文吉

摘要：掺用大量粉煤灰，可以制备经济的高性能混凝土，显著改善混凝土结构的耐久性，对于混凝土建筑工程施工意义重大。本文主要阐述了大掺量粉煤灰混凝土的特点、配制设计、性能、局限性和使用大掺量粉煤灰混凝土应注意的问题。

关键词：建筑施工大掺量粉煤灰混凝土

长期以来，在建筑工程施工中，混凝土材料一直是使用量最大，然而，混凝土材料在给人们带来安居生活的同时也带来了许多环境问题。最为严重的是作为混凝土主要组分之一的水泥在其生产过程中产生许多废气、粉尘，给环境造成不同程度的污染，所以，能否找到一种可以大量替代水泥的胶凝材料是混凝土材料发展的有效途径之一。近年来的水泥混凝土为主要建筑材料的建筑物及构筑物开始出现人们所未曾预料到的破坏时，混凝土材料的耐久性问题也正在逐步引起人们的重视。大掺量粉煤灰混凝土是一种可以大量替代水泥而且耐久性能良好的混凝土。掺用大量粉煤灰，可以制备经济的高性能混凝土，显著改善混凝土结构的耐久性，对于混凝土建筑工程施工意义重大。

1、大掺量粉煤灰混凝土的特点

粉煤灰作为混凝土的辅助掺料，仅仅起到替代极有限的水泥或细集料的作用，大掺量粉煤灰混凝土技术摒弃了这种传统概念。从优化混凝土品质的角度，掺用大量的粉煤灰材料，有利于粉煤灰资源的高值、高效益利用。此外，大掺量技术也是制备经济型的高性能混凝土，显著改善混凝土结构耐久性能的有效措施。

2、大掺量粉煤灰的配制设计

粉煤灰高性能混凝土的配制，应根据达到一定的耐久性的目标强度时粉煤灰掺量和水胶比的关系来确定混凝土的配合比。粉煤灰对强度的作用比水泥对强度的作用与水胶比的关系更加敏感。同时，为了避免大掺量粉煤灰混凝土带来早期强度偏低的不利因素，掺有粉煤灰的混凝土应该以尽可能小的水胶比(W/C+F)来配制。低水胶比是保证粉煤灰混凝土具有良好的强度和耐久性必要措施，也是促使粉煤灰在混凝土中充分发挥作用，保证粉煤灰混凝土质量的重要因素。不同的粉煤灰掺量下混凝土性能的对比，表明在相同的水胶比下，粉煤灰的掺量不超过15%时，粉煤灰混凝土与基准混凝土的性能不致发生多大的变化。只有在其掺量达到或超过25%时，粉煤灰才会显著改变混凝土的性能，从而实现高耐久性。

3、大掺量粉煤灰混凝土的性能

(1)力学性能。粉煤灰对混凝土强度的主要影响表现为：(l)粉煤灰的形态效应在混凝土中起填充、均化、和润滑作用，使粉煤灰的需水量比降低5%-10%．具有一定的减水增强作用；(2)粉煤灰的活性效应使之与水泥水化产物Ca(OH)2的二次反应，生成低钙硅比的CSH凝胶体等水化产物，增加了混凝土密实度，提高了强度。

(2)收缩。混凝上的收缩与混凝上的拌和用水量和浆体体积有关，用水量越少，收缩也越小。由于粉煤灰混凝土的早期水化反应慢，水分．蒸发快，所以粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大。在施工过程中，早期养护尤其重要，早期养护不良的混凝土会造成更大的于缩，其混凝土的耐久性就难以得到相应保证。

(3)和易性。HFCC具有良好的粘聚性，能减少泌水。HFCC的和易性与粉煤灰的质量、外加剂品种及掺量等有关，只要HFCC的配合比适当，．搅拌时问充分，其和易性就能够满足各种不同工程的需要。在混凝土中掺入适量合格的粉煤灰，可以改善混凝土和易性。这是因为粉煤灰中含有球状玻璃体，在粉煤灰混凝土与基准混凝土工作性相当的条件下，粉煤灰混凝土单位用水量有可能降低，其减少率随粉煤灰的细度、代用率以及细骨料的粒度而异，使用减水型粉煤灰可以取得良好的减水效果。在由于掺加粉煤灰而减少用水量后，不仅可提高可泵性，易于成型操作，而且便于抹面。

(4)耐久性。粉煤灰混凝土的耐久性这是为人们最关心的问题，因为这关系到建筑物的安全可靠性。大掺量粉煤灰混凝土的耐久性主要有抗冻性、抗渗性抗碳化能力、钢筋的锈蚀作用及碱骨料反应等指标。粉煤灰的掺人和游离石灰及高碱度水化硅酸钙产生二次反应，改善了水化胶凝物质的组成，减少或消除游离石灰，使昆凝土中有效碱含量大大减少，极有效地减少了碱集料反应的危害性；粉煤灰的掺人填充在水泥粒子之间的界面的空隙，使水泥石结构更加致密，混凝土的抗渗性能大幅度提高。另外，粉煤灰的掺入，有效地减少水泥用量，降低了混凝土水化热，从另一角度提高了混凝土的耐久性。

4、大掺量粉煤灰混凝土的局限性。

大掺量粉煤灰混凝土当然存在着局限性。粉煤灰水泥化学外加剂之间的相容性，表现为混凝土水胶比能否有效地降低，使粉煤灰能充分发挥作用，自然是应用这种混凝土首先要检验的问题。一般来说，当水胶比只能在0.40以上时，在中等强度要求的混凝土中使用的效果就可能成问题了。其次，由于大掺量粉煤灰混凝土的水泥用量大幅度减少，因此对于水泥质量的稳定性和粉煤灰品质的稳定性就比较高，当两者的质量产生波动时，会给使用效果带来明显的影响。不过大掺量粉煤灰混凝土的水胶比较低这一特性，也有减小混凝土性能波动的益处。同时，从拌合物的工作度检验中，操作人员比较易于获得粉煤灰质量发生了波动的信息，便于及时采取措施减小或避免损失。此外，工程所在地附近一定半径范围里，有可以适用的粉煤灰来源也十分重要，过长的运输距离不仅使粉煤灰使用费用增加，也给及时满足工程对粉煤灰货源的需求带来困难。

5、使用大掺量粉煤灰混凝土应注意的问题

在建筑工程施工中，使用大掺量粉煤灰混凝土时，需要注意以下施工条件和事项：一是配制混凝土的骨料级配良好，以减小空隙率，利于水胶比降低，保证使用效果；二是必须采用强制性搅拌机拌合这种混凝土，以保证其均匀性，由于它比较粘稠，在出机口、罐车进料口、人泵口以及摊铺过程要采取相应措施；三是混凝土坍落度应控制比普通混凝土减小（不影响泵送与震捣）；浇注后，要及早喷洒养护剂或覆盖外露表面，但一般情况下无需喷雾或浇水养护；四是气温过低时，要采用保温养护措施，且适当延缓拆模时间，使混凝土硬化和强度发展满足施工需要。

开展大掺量粉煤灰混凝土的研究和应用不仅具有良好的社会效益，而且具有很好的经济益。它能更充分地利用粉煤灰这种具有潜在活性的资源，大大减少配制混凝土所需的水泥用量。大掺量粉煤灰混凝土不仅可以改善混凝土的各项性能，延长混凝土结构的使用寿命，同时也可以大幅度减小耗费能源多、污染环境严重的硅酸盐水泥用量，因此，也是一种绿色混凝土。从这个角度出发，推广大掺量粉煤灰混凝土在我国土木建筑工程中的应用，必定有强大的生命力，有着广阔的发展前景。

参考文献：

【1】桂国庆;大掺量粉煤灰混凝土及其应用前景[J];中国建材科技;1998年01期

【2】赵峰;;浅谈粉煤灰的利用[J];山西建筑;2010年03期