论粉煤灰烧失量对混凝土强度的影响

王刚

乌鲁木齐铁能工程检测有限公司 新疆乌鲁木齐 830016

粉煤灰作为掺合料加入混凝土中可改善混凝土的部分性能，比如说和易性。混凝土的和易性受混凝土水泥浆体的体积、水胶比、砂石级配、形状规格、空隙率等各类因素的影响。掺用粉煤灰对混凝土的明显好处是可以增大浆体的体积，有效填充骨料之间的间隙，包裹骨料颗粒，并起到润滑作用，使混凝土具有更好的流动性、粘聚性等。并且粉煤灰可有效的防止混凝土的泌水。主要是因为粉煤灰掺入混凝土中可以作为细骨料中细屑的一种补充，阻止浆体中泌水渠道的连续性。同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的坍落度要求下会使混凝土的用水量有不同程度的减少，因而掺用粉煤灰对防止混凝土的泌水是有着积极作用的。

1 概述

近年来，随着铁路行业的不断发展，特别是高铁建设的快速发展，所用混凝土强度也越来越高。而高强高性能混凝土技术是当铁路建设行业的一个热门研究点，研究他的目的是在现有混凝土配制水平基础上，通过选用高质量的水泥、高质量的掺合料以及高性能外加剂等合理匹配，使铁路混凝土具备宜于浇筑、振捣的性能；使之耐久性能和力学性能能发挥到最大；同时使有效的降低混凝土的水化热，稳定性强，减少裂缝的出现，并在各种复杂的环境等级下使寿命变得更长的耐用性。

市场上我们常见的混凝土掺合料有粉煤灰、矿粉、石灰石等。而我国铁路工程建设领域选用的混凝土掺合料是粉煤灰、矿渣粉等。粉煤灰，是火力发电厂将煤燃烧后进行发电，燃煤燃烧后收集起来的废灰，是火力发电厂排放的废弃物。而且火力发电厂对怎么处理这些废弃物比较头疼。伴随着我国电力工业的蓬勃发展，火力发电厂的所产生的粉煤灰越来越多，业已成为我国当前排量较大的废弃物污染源之一。如果产生的粉煤灰不采取有效的处理措施而直接堆砌，就会会产生扬尘，进而污染我们的大气；如果排入水中会造成河流污染，造成生物大量死亡。

从另一方面来说，粉煤灰可资源化利用，变废为宝作为掺合料。现如今，工程上已将粉煤灰利用起来，尤其是铁路工程，对粉煤灰的需求量极大。粉煤灰既对混凝土的部分性能有明显的改善作用，又能提高混凝土后期强度。在铁路工程的带动下，房建工程、各类公路建设工程也开始大量采用粉煤灰。

粉煤灰作为掺合料加入混凝土中可改善混凝土的部分性能，比如说和易性。混凝土的和易性受混凝土水泥浆体的体积、水胶比、砂石级配、形状规格、空隙率等各类因素的影响。掺用粉煤灰对混凝土的明显好处是可以增大浆体的体积，有效填充骨料之间的间隙，包裹骨料颗粒，并起到润滑作用，使混凝土具有更好的流动性、粘聚性等。并且粉煤灰可有效的防止混凝土的泌水。主要是因为粉煤灰掺入混凝土中可以作为细骨料中细屑的一种补充，阻止浆体中泌水渠道的连续性。同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的坍落度要求下会使混凝土的用水量有不同程度的减少，因而掺用粉煤灰对防止混凝土的泌水是有着积极作用的[1]。

铁路工程建设上大量使用的粉煤灰主要是I级灰和II级灰，区别主要在细度、烧失量、需水量比等指标上。粉煤灰是作为一种胶凝材料，用来取代部分水泥，减少水泥用量，降低成本，而其本身的各项技术指标对混凝土都将产生不同的影响。以铁路工程为例，《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010中规定了F类I级粉煤灰烧失量≤5%，F类II级粉煤灰烧失量≤8%。烧失量的大小，对混凝土强度也有着巨大的影响。为了验证此命题，我专门做了比对试验。

2 比对验证试验

2.1 选用材料

（1）水泥：选用天业集团生产的P·O42.5低碱水泥。所有指标均符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007及《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018标准的规定。

（2）粉煤灰：受本人所从事的铁路工程原材料实际情况影响，只有一种规格粉煤灰，因此选用国电克拉玛依发电有限公司生产的F类II级粉煤灰。所有指标均符合《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010的规定。选用的粉煤灰，细度、需水量比基本相同而烧失量明显不同的粉煤灰。粉煤灰具体物理指标为：A粉煤灰细度为18.2%，需水量比102%，烧失量2.75%；B粉煤灰细度为18.1%，需水量比102%，烧失量5.83%；C粉煤灰细度为18.2%，需水量比102%，烧失量7.77%。

（3）砂：选用塔城正鑫砂石料厂生产的II区粗砂，细度模数为3.1。

（4）石子：选用塔城正鑫砂石料厂生产的5-31.5mm碎石。

（5）水：为了试验的严谨，选用蒸馏水。

2.2 试验配比

试验各材料按照水泥：粉煤灰：砂：碎石：水=1:0.43:3.12:3.82:0.70的比例进行拌制C30混凝土，试配强度为38.2MPa。依据《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018标准要求，粉煤灰替代水泥用量的掺量为25%。

试验温度20±2℃，湿度控制在50%以上，在此环境条件下，将拌制好的混凝土成型标准养护56d。

抗压强度结果为：A粉煤灰抗压强度为43.9MPa；B粉煤灰抗压强度为31.3MPa；C粉煤灰抗压强度为20.7MPa。

3 试验结果分析

在试验过程中，发现随着粉煤灰自身烧失量的增大，混凝土的流动性变差，混凝土的坍损也随之增大。由此根据试验结果，可以得出以下结论：①相同配合比、相同各种原材料的情况下，粉煤灰中烧失量增大，混凝土各项性能明显变差。②相同配合比、相同各种原材料的情况下，粉煤灰中烧失量增大，56d混凝土抗压强度降低比较明显。③同配合比、同原材料的情况下，当粉煤灰的烧失量＜5%，混凝土各项性能较好，混凝土强度。当粉煤灰的烧失量≤5%且≤7%时，混凝土各项性能明显下降，56d混凝土强度降低且达不到试配要求。当粉煤灰的烧失量＞7%时，混凝土的流动性变得很差，且56d混凝土强度达不到设计要求。因此，铁路混凝土对粉煤灰烧失量指标控制是有一定道理的，对粉煤灰的烧失量的严格，对铁路混凝土各项工作性能及强度有着比较积极的作用。

4 结语

由于粉煤灰各项指标对混凝土强度都有着影响，比如细度、需水量比等不同，最后对混凝土强度影响也不同，因此，对粉煤灰研究要系统的进行。本文只是从烧失量大小这一方面对混凝土强度影响进行研究，从而得出的结论，因此，有着诸多的不足。但是在实际应用过程中，对粉煤灰各项指标都对严格控制，才能使发挥出粉煤灰对混凝土强度的积极作用。