摘要：粉煤灰是磨细煤粉燃烧后的残余物，是燃烧煤火力发电厂等大型煤锅炉排放的主要工业废渣，得不到合理利用的粉煤灰，漫天飞舞，会吞噬大片的土地和海湾，造成了严重的环境污染，破坏生态平衡。因此大多数的国家都非常重视粉煤灰的综合利用。
关键词：粉煤灰；预拌混凝土；应用技术
随着建筑业的飞速发展，粉煤灰混凝土已经成为了当今最广泛的一种材料，粉煤灰是一种有效的再生资源，如何科学有效利用粉煤灰这一再生资源，成为了我国当前需要解决的问题。
1粉煤灰的作用
在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。另外粉煤灰可作为混凝土的掺合料。
2粉煤灰在预拌混凝土中应用技术
2.1粉煤灰对混凝土强度的影响
抗压强度是研究混凝土性能的重要指标之一，粉煤灰混凝土也不例外，根据粉煤灰在混凝土的应用原理，粉煤灰在混凝土中的掺量和粉煤灰品质是影响混凝土强度的主要因素。主要通过以下几个方面研究粉煤灰对混凝土强度的影响。
（1）粉煤灰取代水泥率对混凝土强度的影响
掺粉煤灰混凝土早期强度普遍低于基准混凝土，而且随着粉煤灰取代水泥率的增加，早期强度降低幅度也增加。粉煤灰的活性低于水泥的活性，根据粉煤灰的活性效应，粉煤灰的活性作用也来源于粉煤灰颗粒中玻璃微珠和海绵状玻璃体，它们折出的活性物质与水泥水化生成Ca（OH）2进行二次水化反应生成CSH凝胶，或进一步与CaSO4反应生成钙矾石而粉煤灰玻璃微珠表面质地坚硬，阻碍粉煤灰与水和水泥水化产物作用的速度，同时因为粉煤灰均匀的分散于混凝土中，不利于混凝土初期结构的形成。
（2）粉煤灰混凝土后期强度和强度增长速度大于基准混凝土
粉煤灰对混凝土后期强度有好处，主要原因：一方面，粉煤灰的二次水化作用主要发生在混凝土强度发展后期，其对混凝土产生的化学填充作用，有利于改善混凝土孔结构，使混凝土结构更密实；另一方面粉煤灰的二次水化反应生成的低碱水化产物强度高。
2.2粉煤灰超量系数对混凝土强度的影响
粉煤灰掺入混凝土中对早期强度贡献不大，水化初期，粉煤灰混凝土强度主要来源与水泥水化产生的产物。另一方面，粉煤灰均匀分散于混凝土中，将阻碍水泥水化初期的水化物的连生，延续结构的形成，故再起强度略有降低。但随着水化反应的进行，强度随超量系数的增加而增大，其原因是粉煤灰在混凝土中的活性效应和微集料效应应双重作用的结果。
2.3粉煤灰细度对混凝土强度的影响
粉煤灰细度的增大会使混凝土的强度和强度增长速度提高。原因是随着粉煤灰细度增大粉煤灰活性和微集料效应增强。而且细度越大粉煤灰在混凝土中的分散作用越强，从而使混凝土结构致密，有利于混凝土早期强度和后期强度增长。
2.4粉煤灰在混凝土中的适宜掺量
（1）在低水胶比条件下，水泥水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的水灰比增大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理随着 粉煤灰的掺量增大，越加明显。
（2）粉煤灰掺量大30%-45%后，混凝土数小时坍落度几乎无损失，长途运输仍能达到自密实的效果，达到用水量降低，水胶比减小，泌水率较小，密实度提高，生产出高抗申、耐久性的混凝土。
（3）P.O32.5级水泥可掺到35%，P.O42.5级可掺到45%左右，粉煤灰取代水泥率一般在15%-35%为宜，普通混凝土取代率最大界限为P.Ⅰ、P.Ⅱ水泥取代率为30%-50%，P.O水泥取代率为25%-40%，P.S水泥取代率为15%-20%。预应力混凝土P.Ⅰ、P.Ⅱ水泥取代率不大于25%，P.O水泥取代率不大于15%，P.S水泥取代率不大于10%。
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（4）在加入粉煤灰的同时，需要掺入活性较高的磨细矿渣粉，可提高其火山灰效应，增加体系中微粒之间的化学交互、诱导和激发作用，又提高了分体的化学活性，两种掺合料负荷后，可使其取长补短，在混凝土强度发展有一定的作用。
（5）粉煤灰和磨细矿粉复掺后，共同发挥了两种材料的火山灰效应，形态效应和微集料效应的叠加作用，更有效的提高混凝土品质和改善其他各种性能。
3粉煤灰混凝土的应用范围
从二十世纪五十年代初期开始，我国粉煤灰混凝土近半个多世纪的开发历程，目前已被广泛应用于土木工程（包括水利工程），建筑工程、预制混凝土制品等预拌混。混凝土方面。
3.1预制混凝土制品
粉煤灰混凝土用于钢筋混凝土预制构件，水泥制品（管、砌块），可改善加工性能，节约振捣能量，改善制品，外观质量，降低水泥单耗，节约材料成本。
3.2预拌混凝土（商品混凝土）
粉煤灰混凝土用于各种用途和强度的普通及特种预拌混凝土（商品混凝土），能很好的与参加化学外加剂制成泵送及其它高性能混凝土。
根据粉煤灰混凝土的特定特点，在以下几个方面，更能充分地显示它的优越性：（1）大体积混凝土，如建造水坝、油井平台、大型基础等；（2）泵送混凝土；（3）预拌（商品）混凝土；（4）振动碾压混凝土。
混凝土水坝等大体积混凝土工程；由于混凝土体积大，用普通水泥、水化热引起体积变化，会造成裂缝，因此需要用特殊的水泥、混凝土或采取冷却措施。粉煤灰混凝土是目前最合适的一种，这是因为粉煤灰混凝土有以下几个优点：（1）使水泥水化热的放热速率减慢，而且使放热峰值推迟出现，这在低热水泥中更为明显。比用特殊的大坝水泥还可降低温升五度左右；（2）延缓凝结时间，便于大量混凝土的施工浇注；（3）改善混凝土的抗渗性，尤其是强度等级低的混凝土、水泥用量少时，效果更明显。
粉煤灰泵送混凝土和粉煤灰预拌商品混凝土；在高层建筑工程的施工中，常采用混凝土泵送输送的方法；即称泵送混凝土。预拌混凝土是指在搅拌站预先配制搅拌均匀，运输到施工现场使用的混凝土，而这种混凝土在工地上运输、浇注又多次采用泵送。因此，二者所用的混凝土都需要泵送混凝土的特点，粉煤灰混凝土凝结缓慢，和易性好，能减少离析、泌水、有利于较长距离运输和泵送施工，能延长泵、管道寿命，增强泵送高度。据报道，目前国内粉煤灰混凝土一次泵送最大高度为300米-400米。
4粉煤灰的合理利用
在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少用水量；改善混凝土拌合物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少混凝土的徐变；减少水化热；热能膨胀性；提高了混凝土的抗渗能力；增强混凝土的修饰性。
可作回收工业原料：回收煤炭资源，利用浮选法在含煤炭粉煤灰的会将水中加入浮选药剂，然后采用气浮技术，使煤粒粘附于气泡上浮与灰渣分离；回收金属物质粉煤灰中含有Fe2o3，AL2O3，和大量稀有金属；分选空心微珠，空心微珠具有质量小、高强度、耐高温和绝缘性好，可用作塑料的是可以用作塑料的理想材料，用于轻质耐火材料和高温保温材料，用于石油化学工业，用于军工领域，坦克刹车。
可作环保材料：利用粉煤灰可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等环保材料；粉煤灰还可以用于处理含氟废水、电镀废水与含重金属粒子废水和含油废水，粉煤灰中含有的AL2O3、CaO等活性组分，能与氟生产配合物或生产队浮游絮凝作用的胶体粒子，还含有沸石，莫来石碳粒和硅胶等，具有无期粒子交换特性和吸附脱色作用。
可用作生产原料：粉煤灰粉煤灰是无机防水保温板生产原料的一种。绿能无机防水保温板的原料为70%的混凝土和30%的粉煤灰。
可作造纸原料：在国外，一些研究将粉煤灰作为一种新的造纸原料，并通过电子显微镜分析粉煤灰提高纸张抗拉能力和内部粘接强度的原理。
5粉煤灰的处理
粉煤灰可作为水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并作为水泥、混凝土的组成，粉煤灰作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料，制造烧结砖、蒸压蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌砖、烧结或非烧结陶粒，铺筑道路；构筑坝体，建设港口，农田坑洼低地、煤矿坍塌去及矿井的回填；也可以从中分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用的物质，其中漂珠、微珠可作为保温材料、耐火材料，塑料和橡胶填料。
结束语
粉煤灰在混凝土中的充分利用，既是提高和改善混凝土性能的需要，又是节能减排，保护环境，实现可持续发展的需要，开发利用大掺量粉煤灰绿色高新能混凝土，可以获得巨大的经济效益和社会效益。这有待于从事粉煤灰的资源开发利用的相关人员不懈的研究与探索，使粉煤灰混凝土应用更加成熟，相信通过技术的交流，人们认识的提高、技术的进步，粉煤灰混凝土的应用将会走向一个前所未有的时代。
参考文献
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[2]毕重良、李景友.粉煤灰在预拌混凝土中应用技术基础性研究[J].粉煤灰，2001，13（4）.
[3]桂苗苗、曾冲盛等.惰性石粉在预拌混凝土中的应用技术初探[J].新型建筑材料，2014，41（9）.
论文作者:苏卫阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 水化论文; 水泥论文; 强度论文; 作用论文; 活性论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;