大摻量粉煤灰在混凝土中的應用

一、 大摻量粉煤灰混凝土定義：

　　將粉煤灰看著一個獨立組分，而不是水泥的替代品，以工程設計與施工及環(huán)境的要求為基準，而不是以不摻粉煤灰的混凝土為基準，進行混凝土設計、生產(chǎn)、澆筑和養(yǎng)護。

二、 粉煤灰在混凝土中的適用環(huán)境和作用

　　1、 水膠比：當采用適合的材料與良好的*作，以水泥用量為300-350kg/m3,水灰比0.45-0.55范圍，可以制備出28天抗壓強度為35-40MP（即目前最常用的C30級），在大多數(shù)環(huán)境條件下呈現(xiàn)足夠低的滲透性和良好耐久性的混凝土。如果膠凝材料再少、W/C再大，則會出現(xiàn)孔隙率大、抗?jié)B性不良等問題。

　　2、 溫度：摻有大量粉煤灰的混凝土，不僅溫度收縮因溫升降低可以明顯減小，而且由于粉煤灰的初期水化緩慢，可以使低水膠比混凝土開始硬化時的實際水灰比增大，使水泥以及膨脹劑具有良好的水化環(huán)境。同時，與純水泥混凝土一樣，摻粉煤灰的混凝土由于水泥的水化隨本體溫度的升高而加快，因此強度發(fā)展也要加快，大摻量粉煤灰混凝土的強度發(fā)展在低水膠比的條件下，很快通過最初的緩慢凝結(jié)與硬化期，強度的發(fā)展迅速加快。試驗表明：與實際結(jié)構(gòu)物澆筑的硅酸鹽水泥混凝土相比，摻30%粉煤灰后，不僅溫升可以降低近10度，使溫度收縮和開裂的危險減小，同時由于溫升的作用，其抗壓強度在3天前早已超過了硅酸鹽水泥混凝土。

　　3、 濕度：與普通水泥混凝土不同，摻粉煤灰混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土的水灰比足夠大，即混凝土體內(nèi)有充足的水分供水泥與粉煤灰水化，所以對這種混凝土的養(yǎng)護，需要有別于普通混凝土：不要濕養(yǎng)護，尤其不要早期澆水或浸水，否則會使表層混凝土的水灰比增大，對強度和抗?jié)B透、耐磨耗等性能帶來十分不利的影響。大摻量粉煤灰混凝土需要在澆搗后及時覆蓋，避免其因水化較緩慢，向外界蒸發(fā)水分的時間較長、蒸發(fā)量也大，造成表面疏松、強度和抗?jié)B透性下降。

　　4、 稠度：粉煤灰混凝土，尤其是大摻量粉煤灰混凝土的外觀十分粘稠，使其在運輸和澆筑過程不易離析，對改善均勻性有明顯好處。由于粉煤灰的滾珠效應，摻粉煤灰混凝土有較大的有效振搗半徑，易于振搗密實。
通過以上分析得出：較低的水膠比、較高的溫度，以及及時地覆蓋而不是濕養(yǎng)護，是粉煤灰在混凝土中的適用環(huán)境。要獲得這樣的環(huán)境，必須采用大摻量粉煤灰混凝土。大摻量粉煤灰混凝土的抗裂性能優(yōu)異無可懷疑，但現(xiàn)行規(guī)范的摻量限制不利于發(fā)揮粉煤灰的作用。

三、 現(xiàn)行規(guī)范摻量的限制

　　一定范圍里，是混凝土的水膠比，而不是粉煤灰的摻量決定使用效果。目前許多規(guī)范中規(guī)定的鋼筋混凝土中粉煤灰摻量限制（例如25%以內(nèi)），對配制中低強度的混凝土來說，恰恰是最不利于發(fā)揮粉煤灰作用的粉煤灰范圍。因為粉煤灰水化緩慢，生成物少，粉煤灰混凝土適宜的水膠比在0.4以下；普通混凝土常用的0.5左右水灰比條件下?lián)?0-20%粉煤灰，即使同時摻有高效減水劑，一般水膠比仍需維持在0.4以上。但是如果繼續(xù)增大粉煤灰摻量，由于粉煤灰表觀密度約只有水泥的2/3，拌合物漿體含量的增大就可以產(chǎn)生降低水膠比的作用。

四、 大摻量粉煤灰混凝土的局限性

　　1、煤灰-水泥-化學外加劑的相容性，表現(xiàn)為混凝土水膠比能否有效地降低，一般說來，當水膠比只能在0.4以上時，在中等強度混凝土中使用的效果就可能成問題；

　　2、大摻量粉煤灰混凝土的水泥用量少，由于起激發(fā)作用的氫氧化鈣含量減少，使粉煤灰的水化條件劣化，所以在不同條件下存在一最佳粉煤灰摻量，并非越大越好；

　　3、摻粉煤灰混凝土比普通混凝土對溫度更為敏感，在氣溫較低時制備的摻粉煤灰混凝土，強度發(fā)展較為緩慢。

五、 使用大摻量粉煤灰混凝土注意問題

　　1、配制混凝土的骨料級配良好，以減小空隙率，利于水膠比降低，保證使用效果；

　　2、必須采用強制式攪拌機拌合大摻量粉煤灰混凝土；

　　3、混凝土澆筑后，要及時噴灑養(yǎng)護劑或覆蓋外露表面，但無需噴霧或澆水養(yǎng)護；

　　4、 氣溫過低時，要采用保溫養(yǎng)護措施，使混凝土硬化和強度發(fā)展?jié)M足施工要求。