粉煤灰对混凝土和易性和强度产生的影响

在混凝土中掺入粉煤灰，能够改变混凝土的和易性和坍落度，并且混凝土的坍落度会随着粉煤灰的增加而逐渐变大。另外，粉煤灰的掺入还会提高混凝土的强度、可泵性以及体积稳定性等，属于一种理想中的混凝土微粉填充材料。因此，在混凝土中掺入粉煤灰，不仅能够代替一部分的水泥、减少外加剂的用量，还能降低混凝土的成本，从而起到良好的经济效果和环保效果。本文研究了粉煤灰对混凝土和易性和强度产生的影响。

在建筑材料中，混凝土是非常重要的，而且是经常使用的。它的历史非常久远，所以对建筑的影响也非常重大。粉煤灰是通过火力发电厂而排出的一种工业废渣，它主要应用在建筑、建工以及农业肥料等方面。如果在混凝土中掺入粉煤灰，不仅可以起到节约成本降低能量消耗的作用，还能够改变混凝土的性能。

一、实验的材料和方案

1.实验的材料

在进行粉煤灰掺入混凝土的实验中，应用的材料主要包括：

（1）水泥。水泥在稀释水化时会释放出大量的热量，从而使混凝土内部的温度不断上升。所以，在一些大体积配合比的设计中，要适当减少水泥的使用量，降低水泥水花所带来的热量。在本次实验中，使用的是普通形式的水泥，其物理性能以及指标等都能符合相关的标准和规范，具体见表1。

（2）粉煤灰。在混凝土中掺入粉煤灰不仅能够减少水泥的用量，在一定程度上降低水泥水化所带来的热量，还能减少混凝土对水的需求，保证混凝土的和易性，一直以来被称为矿物减水剂。在本次试验中，所应用的粉煤灰属于电收尘粉煤灰，在其中含有很多的 SiO2、Al2O3。并且粉煤灰的细度、烧失量以及需水量比等都能达到混凝土对粉煤灰的需求，非常适合在钢筋混凝土工程中使用。

（3）减水剂。在本次实验中采用的是高效的减水剂，浓度大约在30%左右，密度为1.14 g/ml，减水率能够达到20%。

（4）骨料。在本次实验中，骨料采用的是花岗岩碎石作为粗骨料。压碎指标为10.3%，表面的密度为2.9g/cm²，粒径级配为5～25mm。其中粒径为2.5～5mm 的被叫做细石，作为细骨料在中砂中使用。

（5）水。就是日常生活中人们饮用的自来水。

2. 实验的方案

在设计混凝土的配合比时，不仅要尽量满足结构力学的需求，还要能够符合工程施工的环境。在现代的工程中，生产混凝土主要使用的是单掺和双掺技术，在混凝土中掺入掺和料以及高效的减水剂。通过多年的经验以及实践，在计算混凝土配合比设计中掺入的矿物材料时已经有了多种计算方法，主要包括超量取代发、等水灰比法以及等水胶法。 在本次实验中，在计算矿物掺合料时，主要采用的是等水胶比法。就是将掺入矿物掺合料的水胶与没有掺入矿物掺合料的水灰进行比较，也属于简单的等量取代。因为粉煤灰在第二次水化的时候，早期的反应程度会比较低。所以，采用这种等量取代方法会更加降低混凝土在早期的强度，而且会随着掺入量的增多强度下降的幅度越大。因此，在混凝土中掺入粉煤灰时，强度比较高的混凝土一定要降低水胶比。这样才能在一定程度上保证混凝土的质量，粉煤灰才会在混凝土中充分发挥其作用。

二、实验的结果和分析

1.粉煤灰对混凝土和易性以及凝结时间的影响

通过实验表明，在混凝土中掺入粉煤灰，能够对混凝土的和易性和凝结时间产生影响。在进行实验时，主要采用的是外界环境不变，粉煤灰取代水泥的量逐渐增加，之后再比较混凝土的坍落度、凝结时间。在试验过程中，逐渐向等级为C20的混凝土中掺入粉煤灰，取代水泥，其用量从35kg逐渐增加到105kg，这时粉煤灰取代水泥率为11%～34%；在等级为C40的混凝土中掺入粉煤灰，用量从35kg逐渐增加到125kg，这时粉煤灰取代水泥率为7%～27%。因此可以得出：（1）在混凝土中掺入粉煤灰，会取代一部分的水泥，从而导致混凝土在凝结过程中的水化热释放速度逐渐减弱，延迟了凝结的时间，而且延迟的时间会随着粉煤灰取代水泥率的增加而增加。（2）在混凝土中掺入粉煤灰能够改善混凝土的坍落度、和易性，从而提高混凝土的性能。在等级为C20的混凝土中，粉煤灰取代水泥率从 11%增加到 34%时，混凝土的坍落度也随之改善。（3）在混凝土中掺入粉煤灰，还能在一定程度上减少混凝土坍落度的损失。

2.粉煤灰对混凝土抗压强度的影响

通过实验可以得出，在等级为C20的混凝土掺入粉煤灰取代水泥率为11%～34%时，3d的混凝土强度降低速率为 4.5%～35%，28d的混凝土强度降低速率为4.0%～11%；而等级为 C40的混凝土掺入粉煤灰取代水泥率为7%～27%时，3d的混凝土强度降低速率为11.7%～43.4%，28d的混凝土强度降低速率为1.7%～6.4%。这就表明，粉煤灰取代水泥率的提高，不仅会延迟混凝土强度增长的时间、延迟施工工期，从另一方面来看，延迟强度增长的时间可以在一定程度上防止混凝土早期强度增长过快而影响混凝土的现浇结构。

（作者单位：长春科技学院）