粉煤灰在预拌混凝土中的研究和应用

［摘要］ 本文主要论述在预拌混凝土的生产中,采用粉煤灰取代部分泥的可行性。

［关键词］ 粉煤灰；坍落度；抗压强度

［中图分类号］ TU528［ .09］ ［ 文献标识码］ B ［文章编号］ 1009- 0142（ 2007） 01- 0046- 02

　　粉煤灰作为一种优良的活性掺合料用于混凝土中已有多年的历史，但在结构工程的应用仅仅在上世纪80 年代以后，随着粉煤灰利用率的提高和应用范围的扩大，常常作为第六组分被用于配制高强混凝土、流态混凝土等。

　　由于预拌混凝土具有质量稳定、施工方便、降低劳动强度、不污染环境、施工效率高等优点，因此在一些建筑特别是大体积混凝土施工中往往采用预拌混凝土，施工单位在施工时不但对混凝土强度、坍落度以及和易性等技术指标有严格要求，同时受到工期的限制和施工的需要，对预拌混凝土生产厂家提供的混凝土的早期强度以及凝结时间都提出明确的要求。而大掺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浓度，也必然降低混凝土的早期强度，同时延长混凝土的凝结时间，这是使用粉煤灰配制混凝土所带来的缺陷。因此，如不能很好解决此类问题，势必对采用大掺量粉煤灰配制预拌混凝土的发展带来严重的障碍。因此要解决的问题是大掺量粉煤灰用于预拌混凝土中，既要保证相关的技术指标符合要求，同时还要满足施工的要求。

1 试验与结果

　　本文所采用的配合比是由抚顺市质量检测部门为预拌混凝土企业提供的生产配合比，以此为基准，根据粉煤灰的掺量得出粉煤灰混凝土的配合比。其中水泥采用抚顺水泥股份有限公司生产的普通硅酸盐42.5 级水泥;粉煤灰采用铁岭电厂生产的I 级灰；粗骨料采用抚顺哈达碎石5～20 mm ；细骨料采用中砂；外加剂采用抚顺市塔峪外加剂厂生产的泵送剂。

　　试验采用以粉煤灰取代30%的水泥配制相应强度等级混凝土。为了控制混凝土各龄期的强度与其对应基准混凝土相当，在混凝土配合比中，粉煤灰采用超量取代，超量系数为1.3~1.4。详见表1。

表1 粉煤灰混凝土试验方案及结果

　　从试验数据可以看出,粉煤灰混凝土的坍落度均高于基准混凝土。28 d 强度与基准混凝土相当，而粉煤灰混凝土后期强度增长速度大大超过基准混凝土。由于粉煤灰为超量取代，粉煤灰混凝土胶结材料高于基准混凝土。因此，其和易性比基准混凝土有很大的改善。同时减少了泌水和离析，从而使混凝土整体性能有很大提高。同时可大大减少水泥掺量，降低生产成本，取得很好的经济效益和社会效益。

2 分析与结论

　　粉煤灰是一种人工火山灰质混合材，在混凝土中掺入粉煤灰之所以能提高混凝土的强度及抗渗性能是因为粉煤灰中含有大量的活性材料。（其中SiO2 高达40%~60%，Al2O3 高达17%～35%）在水泥的水化过程中，这些活性材料可发挥火山灰活性作用，从而提高混凝土的密实性。这是因为粉煤灰中微颗粒的表面积很大，使水泥充分扩散，水化反应后形成的孔隙率相对减小，混凝土密实性必然提高。由于粉煤灰中的活性材料与水泥水化所产生的Ca (OH) 2 产生二次水化作用，产生新的水化物填充原有水泥石子结构孔隙，使混凝土强度及抗渗性得以提高，粉煤灰通过其火山灰活性，使混凝土后期强度得以较大增长，这是普通硅酸盐水泥不可能达到的。

3 粉煤灰混凝土的应用及施工特点

　　2002 年将该技术应用于抚顺市天通建筑公司承建的一个框架居民楼的工程上，通过现场取样，标养28 d 后经检测其强度以及五十次冻融指标均达到或超过规定标准。同时，也取得了良好的经济效益。为该项技术推广和应用，提供了宝贵的经验和科学依据。

　　水泥的水化作用是一种放热反应，由于放热而使混凝土的温度升高，而产生膨胀应力，以粉煤灰高置换率取代水泥后，减少水化热，降低新拌混凝土的温度，因此，在大体积混凝土中，降低新拌混凝土绝热升温是很重要的。否则，会由于温升过大而造成混凝土的开裂。

　　由于搅拌站位于抚顺偏远市郊，运距比较远，时间大多为1 h 左右，特别在夏季天气比较炎热，混凝土的坍落度损失较大；给混凝土泵送和施工带来困难。而掺入粉煤灰后明显地改善了混凝土的和易性，减少坍落度损失，保证混凝土泵送顺利进行加快施工进度，并延长泵车的使用寿命。