粉煤灰在預拌混凝土中的研究和應用

［摘要］ 本文主要論述在預拌混凝土的生產中,采用粉煤灰取代部分泥的可行性。

［關鍵詞］ 粉煤灰；坍落度；抗壓強度

［中圖分類號］ TU528［ .09］ ［ 文獻標識碼］ B ［文章編號］ 1009- 0142（ 2007） 01- 0046- 02

　　粉煤灰作為一種優(yōu)良的活性摻合料用于混凝土中已有多年的歷史，但在結構工程的應用僅僅在上世紀80 年代以后，隨著粉煤灰利用率的提高和應用范圍的擴大，常常作為第六組分被用于配制高強混凝土、流態(tài)混凝土等。

　　由于預拌混凝土具有質量穩(wěn)定、施工方便、降低勞動強度、不污染環(huán)境、施工效率高等優(yōu)點，因此在一些建筑特別是大體積混凝土施工中往往采用預拌混凝土，施工單位在施工時不但對混凝土強度、坍落度以及和易性等技術指標有嚴格要求，同時受到工期的限制和施工的需要，對預拌混凝土生產廠家提供的混凝土的早期強度以及凝結時間都提出明確的要求。而大摻量粉煤灰配制的商品混凝土，由于粉煤灰取代了部分水泥，降低了混凝土中水泥的濃度，也必然降低混凝土的早期強度，同時延長混凝土的凝結時間，這是使用粉煤灰配制混凝土所帶來的缺陷。因此，如不能很好解決此類問題，勢必對采用大摻量粉煤灰配制預拌混凝土的發(fā)展帶來嚴重的障礙。因此要解決的問題是大摻量粉煤灰用于預拌混凝土中，既要保證相關的技術指標符合要求，同時還要滿足施工的要求。

1 試驗與結果

　　本文所采用的配合比是由撫順市質量檢測部門為預拌混凝土企業(yè)提供的生產配合比，以此為基準，根據粉煤灰的摻量得出粉煤灰混凝土的配合比。其中水泥采用撫順水泥股份有限公司生產的普通硅酸鹽42.5 級水泥;粉煤灰采用鐵嶺電廠生產的I 級灰；粗骨料采用撫順哈達碎石5～20 mm ；細骨料采用中砂；外加劑采用撫順市塔峪外加劑廠生產的泵送劑。

　　試驗采用以粉煤灰取代30%的水泥配制相應強度等級混凝土。為了控制混凝土各齡期的強度與其對應基準混凝土相當，在混凝土配合比中，粉煤灰采用超量取代，超量系數為1.3~1.4。詳見表1。

表1 粉煤灰混凝土試驗方案及結果

　　從試驗數據可以看出,粉煤灰混凝土的坍落度均高于基準混凝土。28 d 強度與基準混凝土相當，而粉煤灰混凝土后期強度增長速度大大超過基準混凝土。由于粉煤灰為超量取代，粉煤灰混凝土膠結材料高于基準混凝土。因此，其和易性比基準混凝土有很大的改善。同時減少了泌水和離析，從而使混凝土整體性能有很大提高。同時可大大減少水泥摻量，降低生產成本，取得很好的經濟效益和社會效益。

2 分析與結論

　　粉煤灰是一種人工火山灰質混合材，在混凝土中摻入粉煤灰之所以能提高混凝土的強度及抗?jié)B性能是因為粉煤灰中含有大量的活性材料。（其中SiO2 高達40%~60%，Al2O3 高達17%～35%）在水泥的水化過程中，這些活性材料可發(fā)揮火山灰活性作用，從而提高混凝土的密實性。這是因為粉煤灰中微顆粒的表面積很大，使水泥充分擴散，水化反應后形成的孔隙率相對減小，混凝土密實性必然提高。由于粉煤灰中的活性材料與水泥水化所產生的Ca (OH) 2 產生二次水化作用，產生新的水化物填充原有水泥石子結構孔隙，使混凝土強度及抗?jié)B性得以提高，粉煤灰通過其火山灰活性，使混凝土后期強度得以較大增長，這是普通硅酸鹽水泥不可能達到的。

3 粉煤灰混凝土的應用及施工特點

　　2002 年將該技術應用于撫順市天通建筑公司承建的一個框架居民樓的工程上，通過現場取樣，標養(yǎng)28 d 后經檢測其強度以及五十次凍融指標均達到或超過規(guī)定標準。同時，也取得了良好的經濟效益。為該項技術推廣和應用，提供了寶貴的經驗和科學依據。

　　水泥的水化作用是一種放熱反應，由于放熱而使混凝土的溫度升高，而產生膨脹應力，以粉煤灰高置換率取代水泥后，減少水化熱，降低新拌混凝土的溫度，因此，在大體積混凝土中，降低新拌混凝土絕熱升溫是很重要的。否則，會由于溫升過大而造成混凝土的開裂。

　　由于攪拌站位于撫順偏遠市郊，運距比較遠，時間大多為1 h 左右，特別在夏季天氣比較炎熱，混凝土的坍落度損失較大；給混凝土泵送和施工帶來困難。而摻入粉煤灰后明顯地改善了混凝土的和易性，減少坍落度損失，保證混凝土泵送順利進行加快施工進度，并延長泵車的使用壽命。