浅议粉煤灰混凝土性能以及配合比问题

闫积刚　贾福强

摘 要：掺入适量的粉煤灰不仅可以改善混凝土的性能，而且还可以解决由于烧煤产生的粉煤灰的处理问题，虽然粉煤灰可以起到水泥的作用，但是他不等同于水泥。在经济效益和社会效益都十分重要的今天，粉煤灰也有了其更加广泛和普遍的应用。不同混凝土在配置过程采用不同的配合比。

关键词：粉煤灰；混凝土；性能；配合比

近年来，我国建筑材料技术取得了很好的发展，高强混凝土成为了发展的重点方向，在混凝土中掺入粉煤灰等材料就可制备高性能混凝土。现在的混凝土中，，粉煤灰的地位与砂石，水，水泥有着一样的地位，必不可少，成为混凝土的一个元素，粉煤灰混凝土的耐久性表现优异，比普通混凝土的耐久性要好，粉煤灰的颗粒比水泥细，比表面积比水泥大，活性较大。它是煤粉燃烧之后所得到的的灰粒，它甚至可以代替水泥作为构成混凝土的基本元素之一。相对水泥而言，粉煤灰更廉价一些，这样可降低混凝土的生产成本，保护大气环境，制备粉煤灰混凝土具有很好的技术经济效果。众所周知，我们国家是产煤和烧煤大国，通过烧煤我们国家每年要排放粉煤灰达3亿吨左右，如果这些粉煤灰得不到利用，将会污染环境，把它应用到混凝土当中，既可以改善混凝土的性能，又可以解决污染环境的问题，变废为宝。

1 粉煤灰对混凝土性能的影响

1.1 加入粉煤灰对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颗粒易抱团，加入粉煤灰之后，可减弱混凝土聚集成团的作用，使水泥分布的更加均匀，这样可释放较多的浆体，这些浆体可起到润滑作用，掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积，这些浆体课可填充骨料间的孔隙，颗粒的润滑作用使混凝土的粘聚性和可塑性明显提高。而且加入粉煤灰之后还可降低浆体与骨料间的摩擦力，在骨料与骨料之间的接触位置能够像滚珠轴承一样转动，从而改善混凝土和易性。

1.2 减缓混凝土温度的上升

由于粉煤灰能够起到水泥的作用，故掺加粉煤灰之后能够减少一定量的水泥用量，并且加入粉煤灰后在形成混凝土的过程中水化作用下放出的热量非常少，因而在浇筑混凝土的过程非常缓慢，这样对结构是有利的，不容易产生温度裂缝，尤其适用于大体积混凝土，在大体积混凝土中，温度对对其影响非常显著，加入粉煤灰之后能很好的改善温度对大体积混凝土的影响。对结构非常有利。

1.3 掺入粉煤灰，能够提高混凝土的后期强度

根据相关试验资料，将粉煤灰掺入到混凝土，掺入的粉煤灰的量越多，混凝土龄期内的强度逐渐较小，而到了后期其强度却会逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度主要有三各方面的影响：第一可以减少用水量、第二能够增大胶结料的含量，第三通过长期火山灰反应能够提高混凝土强度。

1.4 减小混凝土的变形

掺入粉煤灰制成的混凝土跟普通混凝土一样，也会产生徐变，但是徐变量时非常小的。我们都知道粉煤灰具有一定的减水效应，这样粉煤灰混凝土与普通混凝土的干缩量基本保持，但如果使用了质量不太好的粉煤灰情况就不同了，他会增加混凝土的干缩量。

1.5 粉煤灰对混凝土孔隙率的影响

掺入粉煤灰后能够显著的降低混凝土的总孔隙率，但是28天龄期内时，掺入的粉煤灰量越多，混凝土中较大孔径的颗粒的孔隙率占总孔隙率的比例就会逐渐加大。随着时间的推移，超出28天龄期之后，粉煤灰混凝土中总孔隙率和大孔与总孔隙率的比例下降的时候，会比普通混凝土下降的更快。

1.6 能够降低混凝土的成本

与普通混凝土相比，同等强度的粉煤灰混凝土，能够减少15%～20%的水泥用量，可以有效降低混凝土的使用成本。

2 需要注意的几个问题

2.1 粉煤灰混凝土早期强度较低，而且发展的比较较慢

由于粉煤灰在水化过程中其速度比水泥的水化速度要小，因而对于粉煤灰混凝土其早期强度要低于普通混凝土，并且随着加入的粉煤灰量的增加其龄期内的强度反而越来越低。但对于高强混凝土，掺加粉煤灰后混凝土的早期强度降低相对较小。粉煤灰混凝土的强度发展是比较慢的，因此，为了保证混凝土的强度能正常发展，需要延长掩护时间。

2.2 粉煤灰混凝土可以抑制碱-骨料反应性能

发生碱-骨料反应时，混凝土原材料中的可溶性碱能够溶解到混凝土孔隙中， 在混凝土硬化之后，与骨料中的活性成分可以发生化学反应。反应产生的物质吸水膨胀， 膨胀后导致混凝土开裂，使混凝土丧失功能。

2.3 粉煤灰混凝土的工作性

混凝土的工作性是保证混凝土在施工时便于振捣密实，不产生分层、离析和泌水等现象，包括流动性、黏聚性和保水性三个指标。分选或原状粉煤灰呈球状颗粒，表面为致密的玻璃体结构，吸水性小，具有较好的减水性，能提高混凝土的流动性；但球形颗粒的保水性差，泌水快，处理不当易引起混凝土产生失水收缩裂缝。粉煤灰烧失量对用水性的影响很明显，粉煤灰烧失量增加，粉煤灰的用水量增加；粉煤灰含碳量增加，烧失量就会增加，在混凝土制备过程中，粉煤灰容易漂浮到表面，会影响到混凝土的外观和质量。

3 粉煤灰混凝土配合比设计

（1）进行粉煤灰混凝土配合比设计时，为了确定水灰比（W/C），粉煤灰混凝土强度等级不同时确定的水灰比不同。另外，还需要知道粉煤灰占水泥总量的比例。在粉煤灰混凝土中，粉煤灰的作用的既不等同于水泥，也不相当于混凝土中的细骨料，因此，目前所采用的混凝土配合比设计的思想存在一定的缺陷。

（2）粉煤灰粉磨以及粉煤灰磨细，对于粉煤灰来说一直都是一个大问题。所规定的方法与按规程规定的和国内专家们推荐的简易法基本上是一致的。规范规定的计算方法中除三种粉煤灰混凝土配合比方法外，还包括作为基准的普通混凝土的配合比计算方法，这也是值得重视的问题，因为作为粉煤灰混凝土对比的基准，首先要精心设计。

（3）在混凝土中掺人适量的粉煤灰，不仅可以降低工程的施工成本，还可改善混凝土的和易性，使混凝土的黏性增加，使混凝土离析与泌水现象减少，同时还能延长混凝土的凝结时间，减小坍落度损失，降低混凝土碱集料反应产生的危害。但是也存在一些缺陷，例如粉煤灰品质不一，混凝土早期强度偏低。进行配合比设计时，对粉煤灰的掺入量要严格控制，配合比设计必须正确才能制备出满足工程要求的合格混凝土。

（4）配合比设计过程时，首先按照常规方法设计出一个基准混凝土配合比，然后确定一个取代系数，对水泥和细骨料的体积经过重新计算后，进行试拌、通过不断的调整得出最终配合比。

4 结语

在能源紧缺的今天，国家对粉煤灰资源开发力度越来越大，促使粉煤灰混凝土有了较快的发展，并且潜力巨大，因此我们必须从理论根本上解决粉煤灰混凝土的应用，对粉煤灰混凝土的配合比进行深入研究，进行系统的理论探索、试验分析、经验积累、探索改进，通过不断的努力，最终能够找到适合我国实际施工情况的粉煤灰混凝土的简单快速的配合比方法。

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作者简介：

闫积刚（1982-），男，甘肃白银人，在读硕士，擅长建筑结构方面的研究。endprint