浅谈粉煤灰在泵送混凝土中的应用

摘要：泵送混凝土是目前应用广泛的一种建筑材料，在混凝土中掺加粉煤灰有诸多优点。本文首先分析了粉煤灰的机理，并就粉煤灰对混凝土的改善作用做了详尽的阐述。

关键词：粉煤灰；泵送混凝土；应用

Abstract: The pumping concrete is a widely used construction material at present, and it has many advantages in the concrete mixed with fly ash. This paper first analyzes the fly ash mechanism, and presents in detail the improvement of the fly ash on concrete.

Key words: fly ash; pumping concrete; application

中图分类号：TU528.53 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

随着建筑业的飞速发展，泵送混凝土已成为当今应用最为广泛的一种建筑材料，特别是掺加了粉煤灰的泵送混凝土更是受到各方关注，混凝土中应用粉煤灰，不仅可以减少水泥的用量，降低混凝土的生产成本，变费为宝，而且能显著地改善混凝土的工作性能，使其具有良好的工作性，有利于泵送混凝土的施工。笔者通过几年的工作实践，了解到粉煤灰在混凝土中使用有一定的科学性和必然性，它的突出优点：①工业废渣。减少土地占用，节约资源和能源，利于环保；②价廉，水泥价格是粉煤灰价格的约2~3倍，可代替一定比例的水泥，混凝土成本降低；③在降低混凝土水化热，增加混凝土密实度，提高混凝土的可泵性，提高混凝土的耐久性、抗渗性等方面均有较突出的优势。粉煤灰混凝土尤其在大体积混凝土中应用最为广泛。

1.粉煤灰的工作机理

1.1粉煤灰是在粉煤炉中燃烧粉煤时从烟道气体中收集到的细颗粒粉末。按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GBJ1596-2005）中规定，将粉煤灰分为三个等级。

1.2 粉煤灰的工作机理：

1.2.1粉煤灰是由比水泥颗粒更小的微粒组成，加入混凝土中，可填充水泥颗粒与骨料间的空隙，即填充浆体空隙，堵截毛细孔功能。其表面光滑致密，可以起到的作用，新拌混凝土中水泥颗粒遇水后容易积聚成团，粉煤灰的掺入可有效分散水泥颗粒，使水泥水化更充分，释放出更多的水泥浆体来骨料，以减少混凝土的用水量，提高水泥浆的密实度，使混凝土具有良好的保水性和工作性，大大减少混凝土的泌水和离析，更有利于泵送施工。

1.2.2粉煤灰颗粒与水泥水化后的Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙凝胶，它与水泥浆硬化体坚固的结合起来，进而增强混凝土强度，随着混凝土龄期的增长，粉煤灰与Ca(OH)2反应的水化硅酸钙不断增多，使混凝土后期的强度不断增长，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。

2.粉煤灰对混凝土的改善作用

根据笔者几年来对泵送混凝土的研究和实践，了解了粉煤灰对新拌混凝土的施工应用、对硬化混凝土的性能都有良好的改善作用。其中在和易性、水化热、强度、耐久性等方面较普通混凝土的优越性更加明显。

2.1和易性优化：

和易性最直接表现在新拌混凝土的可泵送性能，其表现形式是坍落度。经过实践证明，粉煤灰掺量多少对新拌混凝土的坍落度影响如下图所示。

粉煤灰有此良好的性能究其原因见1.2粉煤灰工作机理的①条。

2.2水化热降低：

新拌混凝土中掺加粉煤灰可有效降低混凝土水化热，推迟并降低混凝土的最高峰值。掺与不掺粉煤灰的混凝土内部温度对比试验如下：

在原材料相同、相同条件和相同水灰比情况下分别选用粉煤灰掺量为0、10%、20%、30%四个配合比进行试验研究。试验时混凝土的出机温度都在15℃左右。从对比试验中可以看出，掺加了粉煤灰的混凝土的温度均比不掺加的低，粉煤灰的掺量为20%的混凝土比不掺粉煤灰的混凝土在1~3天时温度低8~9℃左右，7天时温度低5.5℃。这充分说明粉煤灰对于降低混凝土的水化热是有效的，对于防止混凝土早期温度裂缝有很好的效果，特别是在大体积混凝土工程中更应广泛推广使用。

2.3强度增加混凝土中掺加粉煤灰后，由于粉煤灰本身特有的性能可使水泥颗粒分散，使水泥充分水化，进而提高混凝土的密实度，增强水泥浆与骨料界面的粘聚力，从而提高混凝土强度，详细情况见1.2粉煤灰工作机理的②条。

从实验可以看出，①号配合比的混凝土在3天前强度增长速度最快，而后增速相对较慢；③号配合比的混凝土强度增长在3天时较低，到7天这段期间增速很快达到25.1%，28天后到60天仍然有10%的增长速度。说明该强度对比试验与理论分析相符。④号配合比的混凝土28天抗压强度比①配合比的强度低，说明粉煤灰的活性比水泥小，并且随粉煤灰掺量的增加，抗压强度下降的趋势越明显，根据实践粉煤灰的最佳掺量在15~25%之间为好。粉煤灰对混凝土抗压强度的影响见下图。

2.4耐久性提高

由于粉煤灰是由许多细小微粒组成，加入混凝土中可填充水泥与细骨料之间的空隙，从而增加混凝土的密实度，使混凝土的抗渗性明显提高，进而改善了混凝土的抗化学腐蚀能力，还有效地减少了碱—骨料反应引起的混凝土局部膨胀，极大的提高了混凝土的耐久性。

在粉煤灰混凝土硬化过程中，粉煤灰能有效的减少混凝土内部温度上升速度和硬化初期的收缩，从而有利于混凝土内部结构的形成。对混凝土耐久性的研究本人从混凝土的抗渗性方面入手，对配合比号①和③的混凝土同时进行研究，分别制做了28天和60天的抗渗试块，标准养护室养护。说明：养护28天后将试块放入抗渗仪中加压到0.6MPa时，①号中有1个试块有水泌出现象，经劈开后，其它5个试块水位渗透不高，抗渗性良好；而此时③号有2个试块有水泌出，劈开后，其它4个试块水位渗透不高。养护60天后，进行抗渗试验，加压至0.9MPa时①号抗渗试块中有2个有水泌出，经劈开后，其它4个试块水位渗透高度都超过试块高度的一半；③号加压至1.3MPa时有1个试块有泌水现象，劈开后其它5个水位渗透区域在1~2cm之间，抗渗性良好。这充分说明粉煤灰的活性能使水泥得以充分水化反应，粉煤灰混凝土耐久性较普通混凝土提高很多。

2.5经济性

通过大量的实践证明，在混凝土中掺加粉煤灰有较大的经济效益，可节省15%~30%的水泥，减少了大量的能源消耗，降低混凝土的单位成本，对目前我国有限的资源来说，混凝土中使用粉煤灰是利国利民的好事，我们应该更深的挖掘粉煤灰的其它潜能，更充分发挥它的经济价值。

3.结束语

总之，通过大量试验研究和实践证明：

3.1混凝土掺加粉煤灰后在和易性、泌水性、离析想象、水化热等方面有较大的改善。

3.2混凝土掺加粉煤灰后在坍落度损失、混凝土的密实度、抗压强度、抗渗性方面有了更良好的表现。

3.3混凝土在凝结时间、弹性模量、抗冻性方面没有产生不良影响。

3.4在混凝土的早期强度、抗碳化能力方面不如未掺加粉煤灰的普通混凝土。

由于各地的原材料、施工技术和水平不同，以上的试验数据仅供参考，工程中不可照搬照用。由于笔者的技术水平有限，本文中难免有些纰漏，望各位专家给予批评指正。