粉煤灰对混凝土性能的影响分析

商战旗

摘 要：当前工程建设中应用较为广泛的原材料便是混凝土，其具有应用价值较高且能源消耗较低等特点。并且混凝土的质量会影响到施工质量，进而影响整体工程的施工质量和使用寿命。因此，相关施工团队加强对混凝土质量的重视。适当的在混凝土中加入掺合料有利于改善混凝土的性能，如部分掺和料有利于提高资源利用率，进而降低能源使用量并降低对环境的污染。从而根据这些影响结合设计要求和实际的施工需求，制定最佳的配料比保障混凝土的质量。硅灰和粉煤灰是最为常用的混凝土掺和料，应根据实际的施工需求和相应的标准，选择硅灰和粉煤灰的掺入量。

关键词：粉煤灰；混凝土；性能；影响

1粉煤灰基本特性

粉煤灰基本特性是主要指粉煤灰活性，将粉煤灰活性可分成化学活性与物理活性两方面。粉煤灰物理活性包括了粉煤灰微形态和集料的效应，跟粉煤灰的自身具备的化学性质没关，可提升混凝土制品的胶凝活性与改善混凝土制品的性能（如耐磨性、强度、抗渗性等）各物理效应总称。粉煤灰物理的活性是粉煤灰可直接被全部利用、极有实用的价值，属于粉煤灰前期活性主要的来源。粉煤灰形态的效应，是主要表现在粉煤灰粒度的分布、颗粒的形貌等特性可起到增强水泥基材料填充与润滑的作用等。粉煤灰化学的活性指的是粉煤灰的可溶性等的成分于常温下和水及石灰石发生化学的反应，生成水化硅铝酸钙和水化硅酸钙的凝胶体，进而使其于空气或水内进行硬化出现强度性质。粉煤灰活性是主要来自于活性活性Al203（玻璃体Al203）和Si02（玻璃体Si02）于碱性的条件下而发生水化的作用。

2混凝土性能影响因素

2.1水胶比

水胶比对抗碳化性能具有重要影响，水胶比的大小决定了混凝土内部微观结构与强度，而强度又影响混凝土抗碳化性能。碳化深度与水胶比有直接关联，当水泥含量恒定时，水胶比越大，结构中的孔隙率越大，导致混凝土越不密实，从而加快了碳化速度以及增大了碳化深度，即混凝土碳化深度随水胶比增大而增加。试验研究表明大掺量粉煤灰混凝土抗碳化能力与其抗压强度有密切关联。降低水胶比、提高粉煤灰混凝土抗压强度可以有效提高粉煤灰混凝土抗碳化能力。

2.2水泥用量

混凝土中可碳化物质的含量取决于水泥用量。水泥用量既可以改变混凝土的工作性，提高其密实性，还可以增加混凝土中的碱性物质的储量，增加其抗碳化性能。试验结果表明：水泥用量对粉煤灰混凝土碳化深度的影响趋势大致是先增大后减小，并且碳化时间越长，碳化深度越大，但碳化速度随着水泥用量的增大略有减小。

2.3粉煤灰掺量

在混凝土中掺入粉煤灰具有正负两种效应。一方面可以使混凝土碱度降低，从而使其抗碳化能力下降。另一方面粉煤灰中的活性成分和水泥水化产物Ca（OH）2发生二次反应，使混凝土的孔隙率降低，从而混凝土将变得更加密实，有利于粉煤灰混凝土抗碳化能力。试验结果表明：在早期，随着粉煤灰掺量增加，与基准混凝土相比，粉煤灰混凝土的孔隙率及透气率都明显增大，使空气中CO2的扩散速度加快，从而龄期的碳化深度增大。

2.4养护条件

养护条件对水泥水化程度有着重要的影响，前人就养护条件对混凝土抗碳化性能的影响进行了大量的研究。混凝土早期在高湿度养护条件下有利于形成更致密的微观结构，有效地提高其抗碳化性能。此外，养护龄期越长，抗碳化性能越好。研究得出缩短养护龄期将加速粉煤灰混凝土抗碳化性能劣化，粉煤灰掺量50%的混凝土经养护7d与3d的碳化深度与28d养护龄期的混凝土相比分别增长59%与94%。

3实验方案

3.1原材料

水泥是混凝土必不可少的原材料，本次实验选用的是具有相关证书的正规厂家所生产的质量合格的普通硅酸盐水泥，其强度为42.5。粉煤灰选用的也是具有相关证书的正规厂家所生产的质量合格的1级自产粉煤灰。硅灰选择的是与粉煤灰相同的生产厂家生产的实验用硅灰。

实验用砂选择的是等级为Ⅱ级的天然河沙，其细度模数是2.5、表观密度是2.57g/cm3、孔隙率是40.2%。选择粒径为5～25mm的碎石作为本次实验用碎石。实验用减水剂选择的是高效减水剂，通过反复试验此减水剂在实际使用中减水率可达到20%。实验用水则选择的普通自来水。

3.2方案

实验应在水胶比采用相应标准的前提下进行，控制取砂率为34%。并用实验用粉煤灰取代规格各不相同的水泥。进而对粉煤灰掺和量不同制成的混凝土的抗压强度和抗拉强度等性能進行分析和研究，进而对粉煤灰对混凝土的性能产生的影响得出结论。并在上述实验的基础上，适当的掺入硅灰，对混凝土性能的变化做进一步的分析，从而探讨出粉煤灰和硅灰对混凝土性能产生的影响。在进行实验时，应对制成的混凝土按照相应规范进行养护。从而保障混凝土的性能和使用功能不受破坏，进而保障实验可以正常有序的进行。为得到更加准确的实验结果，保障实验的正常进行，应合理控制外加剂的掺入量，并将混凝土发生坍塌的程度控制在一定范围内，从而保障混凝土质量符合相应的标准。

4实验结果

通过本次试验可以发现，粉煤灰的实际掺入量对混凝土的强度影响主要分为初加期和中后期两个阶段，二者的分界点为7d龄期。仅加入硅灰在初期阶段明显提高了混凝土的抗拉强度与抗压强度，虽然掺入适量的硅灰有利于提高混凝土的强度，但是仍无法改善粉煤灰对混凝土强度所产生的影响。所以应继续进行单掺粉煤灰的配比研究，从而弥补粉煤灰加入前期对混凝土强度的不利影响，进而实现混凝土质量的有效提高。通过本次实验发现，加入复掺粉煤灰与硅灰的混凝土其抗拉强度、抗压强度等性能同普通的混凝土具有一致性，并且其强度随着水胶比的增加而减少。

结束语：混凝土是工程项目施工中必不可少的工程之一，并且其质量会对整体工程的施工质量产生直接影响，并影响后续工程的施工，因此相关的施工团队应加强对混凝土质量的重视。混凝土的配合比是影响其强度等性能的重要因素，所以在实际的施工中，应结合相应的施工标准、设计要求和实际的施工需求制定配合比。水泥、粉煤灰、硅灰等应选择具有相关证书的正规厂家所生产的质量合格的。

参考文献

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（作者单位：天津城建集团有限公司混凝土公司）