粉煤灰对混凝土性能的影响探讨

李爱忠

（厦门美益集团有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

粉煤灰也叫飞灰，是一种比较常见的矿物参和料，将其应用于建造领域中，可以减少排放量，从而减少环境的污染。在混凝土中加入适量的粉煤灰，可以节省水泥用量，降低施工成本，也可以使混凝土的和易性得到改善。但是经常会出现劣质粉煤灰的现象，给生产带来很大的麻烦，因此我国相关人员一直在积极探索如何将粉煤灰更好的应用于建筑领域[1]。

1 概述

粉煤灰是燃煤电厂排出的固体废弃物，主要由 SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等元素构成，是我国当前存在严重污染现象的工业废渣之一。如果处理不当，就会激起大量尘土，造成严重的大气污染；如果不慎流入水系，会阻塞河道.因此，处理粉煤灰必须要采取合适的方式，寻找处理粉煤灰的最佳渠道，进行资源的合理利用，如可作为混凝土的参和料等。粉煤灰具有如下特征：颜色会会不断变化，慢慢从乳白色变到灰黑色，颜色因具有明显的变换，所以一直是测量质量的重要指标，能够比较直观的反应碳含量的多少，并在某种程度上可以显示粉煤灰的细度，颜色比较深的粉煤灰通常粒度都会较细，也就预示着含碳量比较高。

2 国内外粉煤灰应用情况

粉煤灰的用途主要有以下几个方面：

（1）应用粉煤灰制成的的加气混凝土砌块，主要是通过一些系列工序加工将水泥和石灰制成的多孔混凝土砌块，主要作为新型墙体材料，材料和质地比较轻，具有保温节能的作用，原材料分别是粉煤灰、石灰、水泥、石膏、发气剂等，其中比例占得最多的就是粉煤灰，大多占原料料的 70%左右，这些原材料进行一道道工序加工之后，形成了粉煤灰加气混凝土，粉煤灰加气混凝土的制作方法如下：首先需要对原材料进行加工，搭配相应的原料，然后将原材料进行均匀搅拌，紧接着开始浇注，再是进行发气，使原材料稠化，稠化之后进行切割，最后进行蒸压养护。粉煤灰加气混酿土制作完成后可用来搭设维护墙、隔断墙，屋面保温，以及承重墙，承重墙大约是在五层高楼的高度。另外粉煤灰也可作为寒冷地区外墙和高层的和建筑填充墙的材料，用粉煤灰建造的这些墙具有减轻墙重、扩大适用面积的特色，对于地震区也是一个非常不错的选择。

（2）粉煤技工后制成的混凝土空心砌块是当今发展较快的一种建筑材料，主要构成成分是水泥、粉煤灰和集料。制作工序如下：首先对原材料进行计量配料,其次是进行搅拌，然后形成一个形体，最后是对原材料进行养护，这些工序完成后，就意味着一个粉煤灰的空心砌块形成了。混凝土砌块有三种，一种是普通混凝土砌块，一种是轻集料混凝土砌块，还有一种粉煤灰混凝土空心砌块。前两者在进行砌块时需掺入粉煤灰，粉煤灰的主要用途是作为原材料的掺合料。但作为混凝土空心砌块，应用范围较广，且拥有较多功能，是混凝土的掺合料也是细集料。

3 粉煤灰的化学组成

粉煤灰主要是混凝土和砂浆的粉煤灰，原煤灰分的化学成分和燃烧的程度是粉煤灰化学成分变化的主要因素，跟粉煤灰的性质关联紧密。

国外习惯将粉煤灰的化学成分作为衡量混凝土中粉煤灰的一项重要指标，因此要求F级的粉煤灰必须存在超过70%的氧化硅、氧化铝和氧化铁，C级粉煤灰的元素之和必须超过 50%，其中包括氧化硅、氧化铝、氧化铁三元素。不同国家对于粉煤灰的标准是不同的，但是根据粉煤灰特质可以发现氧化硅、氧化铝氧化铁是混凝土性质比较有益的成分。粉煤灰除了评断标准不同，加工设备也有很多种，常见的加工设备有粉煤灰玄机和粉煤灰粉碎机等。设备和标准的不同，也决定了人们对粉煤灰的认知有所差异，有人习惯将是氧化硅和氧化铝多放，认为其起着非常重要的作用，有的人则觉得氧化铁无法对粉煤灰的性质起到任何的益处，则对氧化铁采取少量使用的方式。这两种方式都不是正确的，粉煤灰对混凝土的贡献不是单从某一方面就能评断的，不能以偏概全，只观察期是否符合火山灰化学性质，要对粉煤灰进行综合分析，很多氧化铁虽然火山灰兴之地，但是对混凝土减少作用有着非常重要的影响和贡献，也是对混凝土贡献的有益成分。

4 粉煤灰的作用

粉煤灰主要作用有三点：1.形态效应，粉煤灰因表面光滑、颗粒细、质地致密等特性，在浆体中具有“滚珠轴承”的作用。2.活性效应也叫火山灰效应，粉煤灰是先进行水泥熟料然后再进行火山灰反应，火山反应的形成的产物会将水泥化物的孔隙填满，是水泥粉煤灰浆体的孔隙率减降低，细化孔隙径，改善孔结构的硬化体以及界面的特性。3.微集料填充效应。粉煤灰的颗粒置身于水泥浆体的基相之中，减少水泥颗粒粘聚性，形成减水剂的分散润滑，使新版浆体和硬化体变得更均匀，便于混合进行水化反应[3]。

图一：回转滚筒干燥机

如图一所示，在打散装置内掺入粉煤灰，让其经过皮带传送机，进入进料机，温物料机经过干燥滚筒，在滚筒内粉煤灰会因具有表面是光滑，质地细致等特性，能够起到滚珠轴承的作用。其次，跟水泥熟料混合在一起后，会产生火山灰效应，填满水泥化物的孔隙，确保结构的硬度。最后跟水泥融合还可使水泥浆体硬化，不让水泥颗粒粘聚在一起。

5 粉煤灰对混凝土性能影响的作用机理

粉煤灰对混凝土性能影响主要表现在以下几个方面：

5.1 掺入粉煤灰会改善混凝土的和易性

新版混凝土容易受到浆体的体积、水灰比等因素的影响，导致和易性不好。掺入粉煤灰可以增大浆体的体积，浆体能够填充骨料间，能够润泽骨科颗粒，保证混凝土混合物的可塑性。

5.2 可控制混凝土的泌水

粉煤灰会让骨科中的细屑不足现象得到补充，也使砂浆集体中的泌水渠道部不保持联系性，同时与水泥相比，同等稠度下粉煤灰能够降低混凝土的水量，有效防止新版混凝土的泌水。

5.3 保持外界环境的湿度

混凝土杆在停止进行养护后会干缩变形，并且内部毛细孔和凝胶孔的吸附水会形成不可逆收缩，粉煤灰能够保持外界环境的湿度，维护混凝土体积的稳定性。

6 结束语

粉煤灰在混凝土中起到了非常大作用，不仅能够减少各种类型的墙体，还能够保持混凝土的稳定性，具有不可替代的作用，但是粉煤灰的排放具有严重的污染，所以我们必须要合理应用粉煤灰，使其在建筑领域发挥更重要的作用。