用于预拌混凝土粉煤灰品质分析

用于预拌混凝土的粉煤灰品质分析摘要：目前市场上粉煤灰数量巨大，品种繁多，品质复杂，如何识别粉煤灰的品质，如何分辨优劣粉煤灰，选用合格粉煤灰应用于预拌混凝土的生产，是关乎工程质量的大事。本文将讲述通过物理检验和简单的化学分析来确定粉煤灰的品质，确保选用合格的粉煤灰应用于预拌混凝土的生产。

关键词：预拌混凝土；粉煤灰；品质；分析

1、概述

随着混凝土技术的发展，粉煤灰在混凝土中应用技术越来越成熟，混凝土工业逐渐成为安全和经济利用粉煤灰的有效途径。但是由于商品混凝土的自身特性，因此对粉煤灰的品质也有所要求。那么如何选用合适的粉煤灰，确保混凝土的质量，提高粉煤灰的利用率，成为我们今天不断探索的课题。

2、粉煤灰在预拌混凝土中的应用

据估计，全球只有约20%的粉煤灰正在用于水泥和商品混凝土工业，总体利用率还在一个比较低位的水平。究其主要原因，一是粉煤灰的品质与煤矿的品种和成分关系密切；二是煤的燃烧技术决定了粉煤灰的含炭量大小；三是粉煤灰在混凝土中的掺量受到较多限制。我国建设部在出台的《粉煤灰混凝土应用技术规范》

（gbj146-90）中规定，用于混凝土中的粉煤灰质量指标划分为三个等级。

3、粉煤灰的主要特性

3.1 物理特性

一般来说较小粒径级别的粉煤灰颗粒在显微镜下光滑的玻璃球状较多，较大粒径级别的颗粒表面不规则但也大致呈球状。真的粉煤灰有严格的国家标准和应用规范，有严格的化学成分、放射性标准。有完整的合格证和检验报告，明确的等级标准。颜色为青灰色，有的为灰色带浅黄，粉状，颗粒很细，手感细滑、干爽，含水率很低。

3.2 主要化学成份

一般来讲，在机理上，矿物掺合料对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响主要取决于颗粒的粒径、形状和结构，而非化学成分。然而粉煤灰的火山灰特性或胶凝特性决定着水泥的强度发展和渗

透性，这主要受控于粉煤灰的颗粒粒径和矿物特性。

4、优质粉煤灰在预拌混凝土中的积极效应

优质粉煤灰一般指符合上述国家标准的ⅰ级灰和ⅱ级灰，下面将列举优质粉煤灰在预拌混凝土中发挥的积极作用：

4.1 优质粉煤灰能起到减水作用，降低预拌混凝土的用水量，变相减小水胶比，从而改善混凝土的性能。

4.2 钢筋混凝土结构对锈蚀和化学侵蚀的抵抗能力主要取决于混凝土的水密性。只要按照标准掺量使用优质粉煤灰，就能够获得优异的水密性和耐久性。

4.3 优质粉煤灰可以延缓水泥的水化反应，降低水化热，在高温天气下施工与浇筑大体积混凝土时都能得到良好的效果。

4.4 优质粉煤灰对混凝土的工作性有良好的改善，混凝土的工作性能主要包括坍落度、坍落度损失、流动性、泌水等。粉煤灰对混凝土工作性能的改善主要是通过其中的玻璃微珠及细小颗粒的形态效应及微集料效应进行的。

4.5 掺优质粉煤灰混凝土早期强度相对不掺粉煤灰混凝土较低，但在掺量一定的情况下，粉煤灰混凝土的强度增长较多，后期强度好。

5、劣质粉煤灰对预拌混凝土不良影响

这里所讲的劣质粉煤灰主要包括部分ⅲ级灰和统灰，以及假灰和不适合预拌混凝土使用的粉煤灰。劣质粉煤灰玻璃珠体少，需水量大，用到混凝土当中，将会容易造成混凝土泌水、板结和离析，不但不能改善混凝土和易性，反而降低混凝土的工作性能。最严重的问题是对混凝土强度不利，劣质粉煤灰用到混凝土中，易导致混凝土28d强度不足，后期强度增长少，严重的会造成工程验收不合格。

6、劣质粉煤灰的特点

6.1 细度超标

粉煤灰的细度通常采用45um方孔筛，采用气流筛法来检测，根据多年的生产经验，细度在30%以上的粉煤灰，粗颗粒较多，海绵体多，体现出明显的需水量增大，工作性能较差等特点，28d活性也会随之下降[3]。

6.2 烧失量超标

《粉煤灰混凝土应用技术规范》（gbj146-90）中严格规定了预拌混凝土中粉煤灰的烧失量。烧失量较高的粉煤灰，颜色相对较黑，有的呈褐色，粉煤灰中粗颗粒较多，炭粒较多，不仅需水量大，而且坍落度损失快，与减水剂相容性差，易造成混凝土施工性能差或薄壁结构开裂。

6.3 游离氧化钙超标

粉煤灰中游离氧化钙含量超标，会造成氧化钙水化成氢氧化钙时，体积膨胀，并且有缓凝作用，不但影响混凝土的安定性，还会造成安定性检验周期变长。《gb/t1596-2005 用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中按氧化钙含量分为f类、c类粉煤灰。f类粉煤灰游离氧化钙含量≤1%，c类粉煤灰游离氧化钙≤4%。正常情况下，这两类合格的粉煤灰可以放心使用，但如果使用高钙含量的粉煤灰就要特别小心点了。

6.4 三氧化硫超标

上述国家标准中，对用于混凝土的粉煤灰三氧化硫的含量限制为≤3%。根据笔者的试验和试配经验显示，含三氧化硫超标的粉煤灰，易造成混凝土的体积安定性问题和凝结时间偏长的现象。如果严格按照国家标准去检测和生产，则不会出现异常情况。若要使用含三氧化硫超标的粉煤灰，还是先做下安定性试验和凝结时间试验为好，安定性和凝结时间不仅与三氧化硫的含量有关，也与所用的水泥品种有关系。

6.5 颜色异常

上文中粉煤灰的物理特性中已经讲过优质粉煤灰的颜色为青灰色，有的为灰色带浅黄。如果粉煤灰的颜色偏黑、偏白、偏红或黄褐，则有可能不良成份超标，建议做进一步全面分析化验。颜色异常的粉煤灰也会造成混凝土的颜色异常和工作性能较差，因此要慎重使用。

6.6 掺有石灰石粉的粉煤灰

石灰石粉的掺入，粉煤灰的某些性能能够得到改善，比如需水量减小、烧失量降低等。但石灰石粉的加入，在混凝土中起到润滑流动作用的玻璃珠体减少，混凝土的工作性能将会下降。同时石灰石粉是低活性材料，它的加入将会大降低了粉煤灰的活性，最终导致混凝土28d强度不足。由粉煤灰的化学成份可以推断，优质粉煤不会与稀冷盐酸发生起泡反应。但普通石灰石粉可以与稀冷盐酸发生剧烈反应，可以采取用稀冷盐酸滴定的方法，观察有无发生剧烈起泡，来鉴别粉煤灰是否含有石粉。但是石灰岩中有一种特殊品种叫白垩石，为一种白色的、疏松的土状岩石，主要由粉末状的方解石组成，遇酸不起泡[4]。鉴于这种情况，验收粉煤灰时最好使用40倍以上放大镜或显微镜观察粉煤灰的玻璃珠体含量，如果玻璃体少或无玻璃珠体，不规则白色发光晶体多，笔者建议，等该批次粉煤灰28d活性出来，再决定是否使用。

6.7 均匀性差

粉煤灰的均匀性非常重要，优质粉煤灰的匀质性非常好，生产出的混凝土均匀性好，质量波动小。均匀性差的粉煤灰将会给生产