浅谈粉煤灰在混凝土中的应用
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５３ 粉煤灰的质量控制 。 粉煤灰混凝 土特别 是大掺量 的粉煤 灰混凝土对粉煤灰 的质量要求 比较 高 ，而粉煤灰 的质量波动 又比较大 ，电厂收集 的可直接用 于混凝 土 工程 的只是很 少数 ，这 就要积 极探索 粉煤 灰加工 的先进 方法 ， 严 格 控制用 于混凝 土工 程的粉 煤灰 质量 。只有选 择 了质量稳 定 的粉 煤 灰 ， 才能保证混凝土质量的控制 ，才能有效推进粉煤灰在混凝土中的 大规模应用。
３ 提高混 凝土 的抗裂 性 能
粉煤灰的掺入减少了水泥用量 ， 而减少水泥水化过程 中的硬化收 从 缩 ，事实上 ，粉煤灰混凝土的硬化收缩甚至是负的 ， 也就是说它 的硬化 过程是微膨胀变形 的，这对混凝土的抗裂性非常有利 。粉煤灰二次水化 的产物填充了混凝土 的毛细孔 ，减少了混凝土中游离水的数量，阻断了 泌水路线 ，这就大大减小了因泌水和水份蒸发引起 的失水收缩 。粉煤灰 的应用提高了混凝土的密实性 ，也减少 了骨料与胶合料间的沉缩变形。 从而减少了混凝土的塑性收缩裂缝。粉煤灰水化后改善了混凝土的微观 结构 ，增强了水泥石和骨料间的界 面强度 ，减少泌水情况 的发生 ，也减 少了混凝土内部缺陷 ， 这些都降低 了混凝土内微裂缝出现的机率 ，提高 了混凝土的抗裂能力。粉煤灰混凝 土的水化热峰值 比普通混凝土明显降 低，峰值发生时间明显推迟 ， 减弱了混凝土构件特别是大体积混凝土中 的温度梯度 ，减少了混凝土的内外温差 ， 从而减小混凝土 中的拉应力 ， 避免裂缝的出现。 粉煤灰可以降低混凝土 的早期强度 ， 减小初期弹性模量 ， 提高早期 应力松弛能力 ，这对提高混凝 土的抗裂性能有很大的好处 。因为混凝土 是一种弹、粘 、塑性 的混合体 ， 收缩度上降低 了混凝土的水一 化热 ，只有 掺量超过２％时 ，粉煤灰对混凝土的性能才会有明显的改善 ，粉煤灰混 ５ 凝土最佳掺量范围为３％一０ ０ ５％。但 由于水泥本身所能提供的碱性环境是 有限的，因此在未掺人粉煤灰活化剂的情况下 ，粉煤灰 的掺量不宜大于 ２％， ０ 若要加大粉煤灰的掺量 ，就必须同时掺人粉煤灰活化剂。
６ 结语
粉煤灰作为一种活性矿物掺合料 ，对发展绿色高性能混凝土起到了 越来越大的作用。粉煤灰是工业 “ 三废”之一，所造成恶劣 的环境污染 长期困扰着我们。随着人们对粉煤灰研究和认识 的深入 ， 逐渐将其应用
到工程领域 ，变废为宝。尤其在混凝土 中，作为活性矿物掺 合料得到了 很大的开发和广泛的应用。 粉煤灰 在混凝土 中的充分应 用 ，既是提高 和改 善混凝土性能 的需 要 ，又是节能减排 、保护环境 ， 实现可持续发展的需要。开发利用大掺 量粉煤灰绿色高性 能混凝土 ，可以获得巨大的经济效益和社会效益 ， 有 着十分重大的意义。
５２ 粉 煤 灰 混 凝 土 的 抗 碳 化 问 题 ．
粉煤灰的水化反应消耗了混凝土中的Ｃ （ Ｈ ２ 使混凝 土的碱性降 ａ ）， Ｏ 低， 会加大混凝土的碳化深度。虽然不能因碳化问题而影响粉煤灰 的推 广使用 ， 但混凝 土的碳化是混凝土耐久性的一个重要指标 ， 应给予足够 的蘑视。
５ 需注 意 的几个 问题
５１ 粉煤 灰在 混凝 土中的适宜掺量 ．
２ 提高 混凝 土 的耐久性
粉煤灰 的加入可 以改善混凝土 中砂子级配，填充混凝土部分空隙 ， 提高 了混凝土的密实度 。另外 ， 粉煤灰的二次水化后生成的ｃ Ｓ Ｈ — — 填充 了混凝土中的粗大毛细孔 ，进一步提高了混凝土的密实度 。从而提高了 混凝土的抗渗性和抗化学腐蚀性等，使混凝 土的耐久性得到提高。粉煤 灰 的火山灰化学反应 ，消耗 了混凝 土中大量 的Ｃ （Ｈ）和游离Ｃ Ｏ，可以 ａ ０ ａ 减少硫酸盐侵蚀混凝土生成钙矾石的机会 ，也可以非常有效地抑制碱骨 料反应 ，从而避免混凝土发生膨胀破坏 。
的作 用和应该注意 的问题。 关键 词 粉煤灰 ；混凝土 ；作用 ；问题
中图 分类 号 Ｔ ５８ 文献标 识 码 Ａ Ｕ ２ 文 章编 号 １７ —６ １（ １）２—０ ８Ｏ ６３９ ７一２ ０ １０８一 １ ０ ０
众所周知，粉煤灰是在燃煤电厂烟囱中收集的灰尘 ， 在从高温到温 度急剧下降的过程 中形成 了大量表面光滑的球状玻璃体 ， 其颗粒 比水泥 细 ， 比表面积很大 ， 因此具有很大的活性。主要化学成分是无定型的 Ａ １ ｉ， 在碱性环境下极 易发生反应 ， 生成凝胶 ， 而水泥水化过 Ｉ 、Ｓ ， ０ Ｏ 程 中产生的Ｃ （Ｈ ａ ）正提供了这样 的碱性环境 ， 使粉煤灰在混凝土中的 Ｏ
８ ８
应用 科 学
２ 宰 期Ｉ 科Ｏ ３ ／ ０年 １第 蔫 豢霸 Ｌ
浅谈粉煤灰在混凝土中的应用
高 际亮 ，凌 燕 ，王 涛
（ 中建筑港集 团有限公 司，黑龙江 哈尔滨 １ ０ ０ ） ５００
摘 要 在混凝土 中合 理利用粉煤灰 ，既做到 了废物 利用 ，有利 于环境保护 ，又可提高混凝 土的综 合性能 。本 文探讨 了粉煤 灰在混凝土 中
１ 改善 混凝土 的工 作性 能 混凝土的工作性能主要表现在混凝土的流动性 、 粘聚 ｌ和保水性等 生
方面 。 粉煤灰掺人混凝土后 ，降低 了混凝 土的砂率 ， 而可以减少细骨 从 料对运输管壁的摩擦 ；粉煤灰中含有的球状玻璃体 ， 填充骨料颗粒 的空 隙并包裹它们形成润滑层 ； 粉煤灰对水泥颗粒起到物理分散作用 ，使它 们分布得更均匀 ，阻止了水泥颗粒的粘聚。这些都有效提高了混凝土的 流动性 。由于粉煤灰的活性是在水泥水化后的碱性环境 中被激发 的， 因 此它并不参加初期 的水 化反应 ，在相同水胶 比和胶凝材料用 量的情况 下 ，就相对提高了混凝土水化初期的水灰 比， 而提高 了混凝土 的流动 从 性和粘聚性。粉煤灰延缓了初期的水化反应 ， 可以明显减少坍落度损 还 失， 满足混凝土运输 、浇筑的要求。粉煤灰在混凝 土中可以弥补水泥用 量和细集料的细粉部分的不足 ，有利于提高混凝土 的保水性 ，还可以堵 截泌水的通道，从而减少泌水现象。粉煤灰有效地改善了混凝土的工作 性能，提高了混凝土的施工质量 ，也使混凝土的 自 密实和高可泵性成为 可能。
应用成为可能。
松弛所释放 ， 释放后的实际应力超过混凝土的抗拉应力后混凝土才会 出 现裂缝 。
４ 提 高混凝 土 的强度
虽然 由于粉煤灰的水化速度慢而会 导致混凝土的早期强度偏低 ，但 粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。粉煤灰的涪 ｆ 生 是在 碱性环境下才能激发 出来的 ，因此它的水化速度 比水泥慢 ，待水泥水化 后， 粉煤灰和水泥水化后产生的ｃ ｏ Ｈ 反应形成硅酸钙凝胶，既改善 了 水泥石和粗骨料 间的界面结构，增强了界面薄弱层 ， 又对水泥石孔结构 起到填实的作用 ，而且消耗 了强度和稳定性都较差的ｃ （ ｛，从而提高 ａ ｌ， ０） 了混凝土的强度 。另外 ，粉煤灰水化速度较慢 ，在相同水胶 比的情况下 可以使水泥 的水化更充分 ， 粉煤灰水化后产生的ＨＯ ． 。Ｙ会促进水泥的继 续水化 ，从而进一步提高了混凝土的强度 。对于粉煤灰早期强度低的问 题， 一方面可以取较长时问的强度值作 为评价混凝土强度等级 的标准 ， 如６ ｄ ０ 强度、９ ｄ ０ 强度 等。另一方面 ， 以在加入粉煤灰的同时，再掺人 可 活性较高的磨细矿渣粉 ， 两种材料复掺后 ，在混凝土强度发展上能起到 互补的作用 。
３ 提高混 凝土 的抗裂 性 能
粉煤灰的掺入减少了水泥用量 ， 而减少水泥水化过程 中的硬化收 从 缩 ，事实上 ，粉煤灰混凝土的硬化收缩甚至是负的 ， 也就是说它 的硬化 过程是微膨胀变形 的，这对混凝土的抗裂性非常有利 。粉煤灰二次水化 的产物填充了混凝土 的毛细孔 ，减少了混凝土中游离水的数量，阻断了 泌水路线 ，这就大大减小了因泌水和水份蒸发引起 的失水收缩 。粉煤灰 的应用提高了混凝土的密实性 ，也减少 了骨料与胶合料间的沉缩变形。 从而减少了混凝土的塑性收缩裂缝。粉煤灰水化后改善了混凝土的微观 结构 ，增强了水泥石和骨料间的界 面强度 ，减少泌水情况 的发生 ，也减 少了混凝土内部缺陷 ， 这些都降低 了混凝土内微裂缝出现的机率 ，提高 了混凝土的抗裂能力。粉煤灰混凝 土的水化热峰值 比普通混凝土明显降 低，峰值发生时间明显推迟 ， 减弱了混凝土构件特别是大体积混凝土中 的温度梯度 ，减少了混凝土的内外温差 ， 从而减小混凝土 中的拉应力 ， 避免裂缝的出现。 粉煤灰可以降低混凝土 的早期强度 ， 减小初期弹性模量 ， 提高早期 应力松弛能力 ，这对提高混凝 土的抗裂性能有很大的好处 。因为混凝土 是一种弹、粘 、塑性 的混合体 ， 收缩度上降低 了混凝土的水一 化热 ，只有 掺量超过２％时 ，粉煤灰对混凝土的性能才会有明显的改善 ，粉煤灰混 ５ 凝土最佳掺量范围为３％一０ ０ ５％。但 由于水泥本身所能提供的碱性环境是 有限的，因此在未掺人粉煤灰活化剂的情况下 ，粉煤灰 的掺量不宜大于 ２％， ０ 若要加大粉煤灰的掺量 ，就必须同时掺人粉煤灰活化剂。
６ 结语
粉煤灰作为一种活性矿物掺合料 ，对发展绿色高性能混凝土起到了 越来越大的作用。粉煤灰是工业 “ 三废”之一，所造成恶劣 的环境污染 长期困扰着我们。随着人们对粉煤灰研究和认识 的深入 ， 逐渐将其应用
到工程领域 ，变废为宝。尤其在混凝土 中，作为活性矿物掺 合料得到了 很大的开发和广泛的应用。 粉煤灰 在混凝土 中的充分应 用 ，既是提高 和改 善混凝土性能 的需 要 ，又是节能减排 、保护环境 ， 实现可持续发展的需要。开发利用大掺 量粉煤灰绿色高性 能混凝土 ，可以获得巨大的经济效益和社会效益 ， 有 着十分重大的意义。
５２ 粉 煤 灰 混 凝 土 的 抗 碳 化 问 题 ．
粉煤灰的水化反应消耗了混凝土中的Ｃ （ Ｈ ２ 使混凝 土的碱性降 ａ ）， Ｏ 低， 会加大混凝土的碳化深度。虽然不能因碳化问题而影响粉煤灰 的推 广使用 ， 但混凝 土的碳化是混凝土耐久性的一个重要指标 ， 应给予足够 的蘑视。
５ 需注 意 的几个 问题
５１ 粉煤 灰在 混凝 土中的适宜掺量 ．
２ 提高 混凝 土 的耐久性
粉煤灰 的加入可 以改善混凝土 中砂子级配，填充混凝土部分空隙 ， 提高 了混凝土的密实度 。另外 ， 粉煤灰的二次水化后生成的ｃ Ｓ Ｈ — — 填充 了混凝土中的粗大毛细孔 ，进一步提高了混凝土的密实度 。从而提高了 混凝土的抗渗性和抗化学腐蚀性等，使混凝 土的耐久性得到提高。粉煤 灰 的火山灰化学反应 ，消耗 了混凝 土中大量 的Ｃ （Ｈ）和游离Ｃ Ｏ，可以 ａ ０ ａ 减少硫酸盐侵蚀混凝土生成钙矾石的机会 ，也可以非常有效地抑制碱骨 料反应 ，从而避免混凝土发生膨胀破坏 。
的作 用和应该注意 的问题。 关键 词 粉煤灰 ；混凝土 ；作用 ；问题
中图 分类 号 Ｔ ５８ 文献标 识 码 Ａ Ｕ ２ 文 章编 号 １７ —６ １（ １）２—０ ８Ｏ ６３９ ７一２ ０ １０８一 １ ０ ０
众所周知，粉煤灰是在燃煤电厂烟囱中收集的灰尘 ， 在从高温到温 度急剧下降的过程 中形成 了大量表面光滑的球状玻璃体 ， 其颗粒 比水泥 细 ， 比表面积很大 ， 因此具有很大的活性。主要化学成分是无定型的 Ａ １ ｉ， 在碱性环境下极 易发生反应 ， 生成凝胶 ， 而水泥水化过 Ｉ 、Ｓ ， ０ Ｏ 程 中产生的Ｃ （Ｈ ａ ）正提供了这样 的碱性环境 ， 使粉煤灰在混凝土中的 Ｏ
８ ８
应用 科 学
２ 宰 期Ｉ 科Ｏ ３ ／ ０年 １第 蔫 豢霸 Ｌ
浅谈粉煤灰在混凝土中的应用
高 际亮 ，凌 燕 ，王 涛
（ 中建筑港集 团有限公 司，黑龙江 哈尔滨 １ ０ ０ ） ５００
摘 要 在混凝土 中合 理利用粉煤灰 ，既做到 了废物 利用 ，有利 于环境保护 ，又可提高混凝 土的综 合性能 。本 文探讨 了粉煤 灰在混凝土 中
１ 改善 混凝土 的工 作性 能 混凝土的工作性能主要表现在混凝土的流动性 、 粘聚 ｌ和保水性等 生
方面 。 粉煤灰掺人混凝土后 ，降低 了混凝 土的砂率 ， 而可以减少细骨 从 料对运输管壁的摩擦 ；粉煤灰中含有的球状玻璃体 ， 填充骨料颗粒 的空 隙并包裹它们形成润滑层 ； 粉煤灰对水泥颗粒起到物理分散作用 ，使它 们分布得更均匀 ，阻止了水泥颗粒的粘聚。这些都有效提高了混凝土的 流动性 。由于粉煤灰的活性是在水泥水化后的碱性环境 中被激发 的， 因 此它并不参加初期 的水 化反应 ，在相同水胶 比和胶凝材料用 量的情况 下 ，就相对提高了混凝土水化初期的水灰 比， 而提高 了混凝土 的流动 从 性和粘聚性。粉煤灰延缓了初期的水化反应 ， 可以明显减少坍落度损 还 失， 满足混凝土运输 、浇筑的要求。粉煤灰在混凝 土中可以弥补水泥用 量和细集料的细粉部分的不足 ，有利于提高混凝土 的保水性 ，还可以堵 截泌水的通道，从而减少泌水现象。粉煤灰有效地改善了混凝土的工作 性能，提高了混凝土的施工质量 ，也使混凝土的 自 密实和高可泵性成为 可能。
应用成为可能。
松弛所释放 ， 释放后的实际应力超过混凝土的抗拉应力后混凝土才会 出 现裂缝 。
４ 提 高混凝 土 的强度
虽然 由于粉煤灰的水化速度慢而会 导致混凝土的早期强度偏低 ，但 粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。粉煤灰的涪 ｆ 生 是在 碱性环境下才能激发 出来的 ，因此它的水化速度 比水泥慢 ，待水泥水化 后， 粉煤灰和水泥水化后产生的ｃ ｏ Ｈ 反应形成硅酸钙凝胶，既改善 了 水泥石和粗骨料 间的界面结构，增强了界面薄弱层 ， 又对水泥石孔结构 起到填实的作用 ，而且消耗 了强度和稳定性都较差的ｃ （ ｛，从而提高 ａ ｌ， ０） 了混凝土的强度 。另外 ，粉煤灰水化速度较慢 ，在相同水胶 比的情况下 可以使水泥 的水化更充分 ， 粉煤灰水化后产生的ＨＯ ． 。Ｙ会促进水泥的继 续水化 ，从而进一步提高了混凝土的强度 。对于粉煤灰早期强度低的问 题， 一方面可以取较长时问的强度值作 为评价混凝土强度等级 的标准 ， 如６ ｄ ０ 强度、９ ｄ ０ 强度 等。另一方面 ， 以在加入粉煤灰的同时，再掺人 可 活性较高的磨细矿渣粉 ， 两种材料复掺后 ，在混凝土强度发展上能起到 互补的作用 。