掺合料(粉煤灰)对混凝土强度影响

摘要：随着建筑行业的高速发展，混凝土的应用也越来越广泛，具有高性能的混凝土是所有施工单位都在追求的目标。为满足混凝土具有特定性能的要求，施工单位引用了混凝土掺合料，混凝土掺合料可定向提高混凝土性能，得到满足施工要求的高性能的混凝土复合材料，混凝土掺合料也越来越受到人们的重视，现已得到广泛的应用。

关键词：混凝土掺合料；粉煤灰；强度

前言：在形形的混凝土掺合料中，粉煤灰是既方便又高效的一种。我国煤产资源丰富，作为火力发电的主要燃料，煤炭是不可或缺的能源之一，然而其副产物粉煤灰的大量排放对生态环境造成严重的污染，也给人民的健康造成了危害。合理利用粉煤灰是人们都在努力做的事，将粉煤灰作为混凝土掺合料不仅能增强粉煤灰的强度，又能节省水泥，降低成本，还能减少粉煤灰的污染，使之变废为宝。本文对粉煤灰及其对混凝土强度的影响做了详细的探讨。

1.混凝土掺合料

1.1概述

混凝土掺合料是为了改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能改善混凝土性能的粉状矿物质。活性掺合料在掺有减水剂的情况下，能增加新拌混凝土的流动性、粘聚性、保水性、改善混凝土的可泵性。并能提高硬化混凝土的强度和耐久性。常用的混凝土掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰类物质。尤其是粉煤灰、超细粒化电炉矿渣、硅灰等应用效果良好。工程实践中常采用“双掺”技术，即在掺入粉煤灰的同时再掺入减水剂。以此配制的普通、高强、高性能混凝土，可节约水泥，提高混凝土工作性、强度、耐久性并可显著降低大体积混凝土水化热，能满足不同工程的施工技术要求[1]。

1.2分类

掺合料可分为活性掺合料和非活性掺合料两种。活性矿物掺合料包括如粉煤灰，粒化高炉矿渣粉，沸石粉，硅灰等，其本身不硬化或者硬化速度很慢，但能与水泥起反应水化生成氧化钙，或生成其他具有胶凝能力的水化产物。非活性矿物掺合料基本上不与水泥组分起反应，如石灰石，磨细石英砂等材料。

2.粉煤灰

2.1概述

粉煤灰，是煤炭燃烧的副产物，是从煤燃烧后的烟气中得到的细灰。粉煤灰作为目前我国最大的固体颗粒污染源之一，是以煤炭为燃料能源的发电厂所排放的主要固体废物，也是我国当前排放量较大的工业废渣之一。随着我国科技的飞速发展，电能的需求量也越来越大，随着电力行业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量也逐年递增。大量的粉煤灰若任意排放，不加以处理，不仅会严重污染大气，还会导致河流堵塞与水体污染，从而污染动植物，进而直接或间接地对人体造成危害。目前，粉煤灰最有益的用途之一是作为混凝土的掺合料加入到混凝土中，从而提高混凝土的性能。这样不仅可以有效地治理粉煤灰造成的空气、水体污染，还能提高混凝土的质量，减少原材料的使用量，降低生产成本，提高成品质量。作为混凝土的掺合料，粉煤灰具有来源广泛，获取方便且成本低廉，加入混凝土中后性能提高显著的优点，是其他品种混凝土掺合料无法比拟的。

2.2性能

随着环境污染问题越来越严重，如何做到排放污染物重新回收利用成为了人们关注的焦点，粉煤灰作为我国目前排放量较大的工业废渣之一，严重的污染了空气与水体，给人们的健康造成了较大的危害。因此，粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。粉煤灰加入到混凝土中可作为原料代替部分的水泥和细骨料，大大的减少了原材料的使用和用水量，且可使混凝土的强度性能得到较大提升，增加了混凝土的修饰性。在混凝土中加入粉煤灰，不仅可降低成本，还改善了混凝土拌和物的和易性、提高不透水、气性、抗硫酸盐性能和耐化学侵蚀性能、增强混凝土的可泵性、减少了混凝土的徐变、降低水化热、改善混凝土的耐高温性能、提高混凝土抗渗能力、减轻颗粒分离和析水现象、减少混凝土的收缩和开裂以及抑制杂散电流对混凝土中钢筋的腐蚀。粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分，对原料的生产、性能提升具有重要的意义。

3.粉煤灰对混凝土强度影响

3.1对早期强度的影响

混凝土的初凝时间是三小时，七天一般可拆模，强度达到75%，使用不同的掺合料对混凝土的早期强度影响很大。作为最为广泛使用的混凝土掺合料，粉煤灰加入后的混凝土早期强度偏低，添加适量的外加剂如三乙醇胺可有效增大粉煤灰混凝土的早期强度。

3.2对碳化深度的影响

混凝土的碳化是混凝土受到的一种化学腐蚀，当碳化超过混凝土的保护层时，会使混凝土对钢筋的保护作用降低。粉煤灰反应生成的凝胶起到了填充孔的作用，这种填充作用一定程度上阻碍了二氧化碳的渗透，并且随着时间的延续，这种填充作用的效果变得较为明显，使得混凝土的抗碳化性能又有所提高，表现为后期混凝土的碳化深度相对较小。

3.3对后期强度的影响

由于粉煤灰中含有的二氧化硅和二氧化氯有化学活性，可与水泥水化产生氢氧化钙反应，生成物可作为凝胶材料的一部分而起到强度提高的作用。再加上粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃微珠，掺入混凝土中可减少内摩擦阻力起减水作用，而这些微细颗粒均匀分布在水泥浆里，填充孔隙，改善混凝土的孔结构，从而增大混凝土的密实度和后期强度。

3.4对耐久性的影响

研究发现，粉煤灰掺入混凝土当中可以提高混凝土的耐久性，改善混凝土的力学性能。粉煤灰的微粒结构可填充混凝土的孔隙，增大混凝土的密实度，使混凝土的抗渗能力提高，从而提高混凝土的耐久性[2]。

3.5对强度评定的影响

混凝土的强度评定，是对混凝土强度进行综合评估测定的一个手段，目前，已形成一套完整的评定体系。混凝土强度是否达到设计要求直接关系到建筑物的工程质量，掺入粉煤灰的混凝土，其强度得到了一定的提高，在对其进行强度评定时，具有更大的优势。

4.发展的前景

粉煤灰是一种放错地方的资源，放在电能生产中，粉煤灰作为煤炭燃烧的副产物，成为了污染源，然而放在混凝土生产中，粉煤灰作为混凝土的掺混料，成为了有益资源，所以说粉煤灰只是放错地方的资源，只要能将其充分地回收，有效的利用，就可创造出不可估量的财富。传统的混凝土生产消耗了大量的资源和能源，且混凝土性能也不是很好，所以走绿色可持续发展的道路是当代社会所追求的目标，这也推动着我国绿色混凝土掺合料的发展。粉煤灰是以煤炭为燃料能源的发电厂所排放的主要固体废物，作为混凝土掺合料属于废物利用，且其来源广泛、性能良好，这是走绿色可持续发展道路的典型代表，顺应了社会的发展。目前，使用粉煤灰作为混凝土掺合料的技术还不够完善，相应的比例调控还没有精确地掌握，粉煤灰的性能还不够稳定。今后，要加大对粉煤灰掺合料的研发力度，对其性能进行详细地研究，找到可以灵活控制粉煤灰性能的方法，使之更加高效地为混凝土生产行业服务，为建筑行业服务，为整个社会服务。粉煤灰掺合料技术的完善，可促进掺合料复配技术的发展，促进资源充分、有效地利用，使混凝土的生产能尽快走上绿色可持续发展的道路，促进生态和谐社会的建立，让我们的家园更加自然美好。

5.结语

随着科技水平的不断提高，人们对生活中的废弃物的利用的研究越来越普遍，粉煤灰的利用就是变废为宝的一个例子。粉煤灰作为煤炭燃料的副产物，有着严重污染环境、危害人民健康的缺点，然而将它作为掺合料加入混凝土中，不仅可以解决污染问题，还可以提高混凝土强度等性能，极大地提高了混凝土的质量，又节省了原材料，提高了经济效益。这是人们在漫长的发展长河中不断探索、不断发现的结果，是土建工程中原料加工的里程碑。

参考文献：

[1]覃维祖，我国混凝土外加剂的发展及存在问题[J]，施工技术，2012