摘要：科学技术的进步，带动了生产力的不断创新与发展，生产材料的种类也愈加丰富多样。在建筑与工程领域中，相比较于塑料、钢铁、木材等原材料，水泥混凝土凭借其资源丰富、制作简单、生产成本等优势，受到了愈加广泛的应用。随着关于混凝土的研究越加深入，粉煤灰对于混凝土性能的影响被发现，经过实践表明，粉煤灰对于改善混凝土的性能具有非常显著的作用，本文就围绕粉煤灰对混凝土的性能及影响进行分析。
关键词：粉煤灰：混凝土；易和性
前言
在传统的混凝土制作中，主要应用的材料包括水泥、砂石和水等，再经过各种外加剂及掺合料的融合，使混凝土具备比较良好的性能。将粉煤灰添加到混凝土中，相比较于水泥混凝土，其性能得到更加显著的改善，而且大幅减少了能源消耗和污染物排放。粉煤灰在混凝土中的应用，对于缓解环境污染和资源问题，也具有积极促进作用。
一、粉煤灰对混凝土的作用机理
粉煤灰主要来源于燃煤电厂的磨细煤粉，通常是利用收尘器从锅炉中的烟道中搜集而来。其中主要包含硅、铝、铁、炭粒以及各种稀有元素。粉煤灰的活性，通常取决于其中的硅铝酸盐含量。
（一）粉煤灰的活性
对于粉煤灰活性的研究，应该从物理和化学两个层面展开。从物理角度来看，粉煤灰具有较强的活性，能够有助于改善制品的耐磨性、防渗透性等，并增强制品的强度。常温状态下，与水泥相比，粉煤灰的水化反应速度较慢，但是随着反应时间的延长，粉煤灰中的二氧化硅会与混凝土中的氢氧化钙产生反应，降低了混凝土的碱性，从而对水泥的水化反应形成促进作用，在混凝土制作后期发挥作用，不断增强混凝土的强度。另外，粉煤灰根据细度的不同可划分为不同的分级，而每个不同分析的粉煤灰对于水分的需求量也不尽相同。利用粉煤灰制作混凝土所需的水量，应根据粉煤灰的分级而确定[1]。
从粉煤灰化学活性的角度来看，粉煤灰中所含有的二氧化硅、三氧化二铝等物质，在常温情况下，能够与水和石灰发生反应，并形成硅铝酸钙盐，这种盐具有不熔且稳定的特点，也就是火山灰活性。粉煤灰的化学活性同样是衡量其应用价值的主要因素之一，主要取决于其中含有的玻璃体量，而且与玻璃体的解聚性能有关。
（二）粉煤灰掺用机理
粉煤灰具备比较明显的火山灰活性，而且，粉煤灰在与水泥放置在一起时，能够发生水化反应，反应过程中会产生氢氧化钙，在氢氧化钙的作用下，粉煤灰会发生二次反应，在其表面能够看到火山灰质物，这种物质与水泥作用，能够大幅度增强混凝土的强度，并对混凝土的防渗透能力和耐久能力加以改善。不仅如此，将粉煤灰添加到混凝土中，将能够使粉煤灰的物理特性增强，常见的有粉煤灰的减水性、扩大混凝桨体、改善凝胶比例等，从物理角度和化学角度两个层面，对粉煤灰混凝土的性能加以改善[2]。
二、粉煤灰对混凝土性能的影响
混凝土材料具备防火、稳定性强、应用灵活等特点，受到了建筑业比较普遍的认可。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，不但能够发挥粉煤灰的减水能力，使混凝土的坍塌度大幅提升，避免混凝土在坍塌度方面的大量消耗，而且还能够显著增强混凝土的强度，以及混凝土的耐久能力[3]。粉煤灰添加到混凝土中，其作用机理的发挥主要体现在以下四个方面：
（一）改善混凝土的和易性
将粉煤灰掺入到混凝土中，还需要外加剂的配合作用，粉煤灰能够在混凝土中发挥其减水能力，从而保障在不降低混凝土中用水量的前提下，显著提升混凝土的坍落度和拓展度。不仅如此，粉煤灰的添加，还有助于大幅降低混凝土应坍落度过大而造成的不必要消耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在粉煤灰与减水剂的共同作用下，混凝土中水泥桨体结构发生了变化，水泥中粒子间的间隙得到了良好的补充，水泥中的游离水能够得到释放，并对混凝土发挥了较强的稀化功能。与此同时，粉煤灰在水泥颗粒之间，还能够发挥比较强的吸附作用和润滑作用[4]。
粉煤灰根据不同的细度，可以划分为不同的等级，其中，一级粉煤灰非常细，且其表面具有较高的能量[5]。将一级粉煤灰单独放置，粉煤灰将能够受到吸附功能作用，形成团状。而且将其添加至水泥桨体中时，也能够发挥出其极强的吸附功能，还会与水泥颗粒相吸附，其吸附效果将能够在一定程度上，抵消掉水泥的稀化作用。如果将粉煤灰和减水剂同时添加到混凝土中，会受到其表面能的影响。其中一部分减水剂分子，会因为表面能较低，而被吸附到混凝土中，导致其表面能大幅消耗，进而导致其吸附效果不断降低。此时，细分的稀化作用无法收到有效的限制，并促使混凝土的坍落度不断增加，起到减水效果。不过在此过程中，由于粉煤灰的水化反应时间，相比较于水泥显得较慢，有助于降低混凝土在坍落度中的消耗。
（二）改善混凝土的强度
粉煤灰的表面积较大，因此导致粉煤灰具有较强的火山灰活性。将粉煤灰添加到混凝土中后，粉煤灰与混凝土中的水泥发生水化反应，水化反应会导致混凝土中生成二氧化钙，二氧化钙的存在，不但能够加快水化反应的进行，而且能够使水化反应更加充分，而混凝土水化程度越高，反应产生的粉体会越细，进而使混凝土的强度进一步增强。另外，混凝土中C-S-H的含量越高，混凝土结构也就会越加紧密。利用粉煤灰增强混凝土的强度，主要就是凭借粉煤灰的火山灰活性和减水功能。
（三）改善混凝土的耐久性能
将粉煤灰掺入到混凝土中，将会使混凝土的渗透系数下降，水分难以轻易渗透进混凝土中，有效防止了混凝土结构受到破坏。另外，混凝土中富含一定量的氯离子，而氯离子普遍具有较高的扩散系数，在掺入粉煤灰的情况下，其扩散系数会大幅降低，混凝土的电通量下降。将F类粉煤灰掺入到混凝土中，还有助于增强混凝土的抗侵蚀性能，能够使混凝土有效抵抗硫酸盐的侵蚀。目前，在混凝土中掺入粉煤灰，已经成为高山混凝土耐久性能的重要手段。
（四）改善混凝土的弹性模量
将混凝土应用到实际工程中，不但要考察其强度，还需要对混凝土的弹性模量进行分析。混凝土的弹性模量能有助于增强其预应力，而且是计算混凝土张力、裂缝、温度应力时的重要参数。如果混凝土的弹性模量较低，将会导致混凝土严重变形而无法使用，甚至会对工程的正常工作造成干扰，进而引发事故。粉煤灰是改善混凝土弹性模量的重要的材料之一，将粉煤灰掺入到混凝土中，水化反应的加快，将激活其中含有的二氧化硅以及三氧化二铝等物质的活性，并与CH发生反应，在降低CH含量的同时，还能够产生C-S-H凝胶，这种凝胶具有较强的胶凝性，有助于改善混凝土的弹性模量。
结语
本研究首先对粉煤灰的成本、活性及其在混凝土中的掺用机理进行研究，随后具体分析了，将粉煤灰掺入到混凝土中后，对混凝土强度、耐久性、和易性等性能的影响。希望本研究能够促进粉煤灰在混凝土中的高效应用，进而推动我国生产领域的发展。
参考文献：
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[3]龚静，李志鹏，吴建林，陈吉讯.外加剂对超高掺量粉煤灰混凝土性能影响研究[J].科学技术与工程，2017，04（04）：266-270.
[4]李建.短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土力学性能和微观结构的影响[J].硅酸盐通报，2017，04（04）：727-732+737.
[5]李阳，王瑞骏，闫菲，贺新星，孙阳.粉煤灰对混凝土抗冻及抗硫酸盐性能的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)，2017，04（04）：219-226.
论文作者:朱超荣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 水化论文; 性能论文; 水泥论文; 活性论文; 弹性模量论文; 《基层建设》2017年第18期论文;