摘要：随着工程建设各个方面要求的逐渐升高,无论是建设中所使用的粉煤灰材料的应用范围,还是质量,都有着更进一步的要求。
关键词：混凝土；粉煤灰；作用；应用
引言
粉煤灰混凝土的工作性是影响混凝土施工的重要因素,良好的混凝土工作性,有利于混凝土强度和混凝土耐久性提高,对混凝土的抗冻性、抗渗性和抵抗外界环境的破坏提供有力的支持。粉煤灰、外加剂、骨料级配以及水泥的性能等对混凝土的工作性有显著影响作用。
1 粉煤灰概述
粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰，其化学成分主要是 SiO2（45—65%）、 Al2 O3（20—35%）及 Fe2O3(5—10%）和CaO（5%)等，粉煤灰掺入混凝土后，不仅可以取代部分水泥，降低混凝土的成
本，保护环境，而且能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益，所以，在现代混凝土中，粉煤灰已经与水泥、集料、水和外加剂同样重要，是矿物外加剂，也可称为第二胶凝材料，是混凝土的一种组分。
2 粉煤灰在混凝土中的作用
2.1改善混凝土的工作性能
混凝土的工作性能主要表现在流动性、粘聚性和保水性三个方面。粉煤灰掺入混凝土后，相应地降低了混凝土的砂率，从而可以减少细骨料对运输管壁的摩擦。粉煤灰对水泥颗粒起到了物理分散作用，使它们的分布更加均匀，阻止了水泥颗粒的粘聚，这些都有效的提高了混凝土水化初期的流动性。由于粉煤灰的活性是在混凝土水化后的碱性环境中被激发出来的，因此它并不参与初期的水化反应，在相同水灰比和胶凝材料用量的情况下，就相对提高了混凝土水化初期的水灰比，进而提高了混凝土的流动性和粘结性。粉煤灰延缓了初期的水化反应，还可以明显减少塌落损失，满足混凝土运输、浇注的要求。粉煤灰在混凝土中可以弥补水泥用量和细集料细粉部分的不足，有利于提高混凝土的保水性，还可以截堵泌水的通道，从而减少泌水现象的发生。
2.2提高混凝土的强度
虽然粉煤灰的水化速度慢会导致混凝土的早期强度偏低，但粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。粉煤灰的活性是在碱性环境下被激发出来的，因此它的水化速度比水泥慢，待水泥水化后，粉煤灰和水泥水化后会产生Ca(OH)2,反应形成硅酸钙凝胶。这样既改善了水泥和粗骨料之间的界面结构，又消耗了Ca(OH)2，从而进一步提高了混凝土的强度。除此之外，粉煤灰的水化速度比较慢，在相同水灰比的情况下可以使水泥的水化更加充分，粉煤灰水化后产生的H2O又会促使水泥继续水化，从而进一步提高了混凝土的强度。有试验资料表明，在混凝土中掺入粉煤灰后，随着粉煤灰掺量的增加，早期强度（28天以前）逐减，而后期强度逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度有三重影响：减少用水量，增大胶结料含量和通过长期火山灰反应提高强度。当原材料和环境条件一定时，掺粉煤灰混凝土的强度增长主要取决于粉煤灰的火山灰效应，即粉煤灰中玻璃态的活性氧化硅、氧化铝与水泥浆体中的Ca(OH)2, 作用生成碱度较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙的速度和数量。粉煤灰在混凝土中，当Ca(OH)2 薄膜覆盖在粉煤灰颗粒表面上时，就开始发生火山灰效应。但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层，钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应，反应产物在层内逐级聚集，水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时，不会使强度有较大增长。随着水解层被反应产物充满，粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系，从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长，这就是掺粉煤灰混凝土早期强度较低、后期强度增长较高的主要原因。
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2.3粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水
粉煤灰的掺入可以补偿细骨料中的细屑不足，中断砂浆基体中泌水渠道的连续性，同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。
2.4掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性
新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并润滑了骨料颗粒，从
而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。粉煤灰的骨料颗 粒可以减少浆体与骨料间的界面摩擦，在骨料的接触点起滚珠轴承效果，从而改善了混凝土拌和物的和易性。
2.5掺粉煤灰可降低混凝土的水化热
混凝土中水泥的水化反应是放热反应，在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以降低水化热。水化放热的多少和速度取决于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量，例如，若按重量计用粉煤灰取代30%的水泥时，可使因水化热导致的绝热温升降低15%左右。众所周知，温度升高时水泥水化速率会显著加快，研究表明：与20%相比，30%时硅酸盐水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土结构，其断面尺寸增大，混凝土设计强度等级提高，所用水泥强度等级高，单位量增大，施行新标准后水泥的粉磨细度加大，这些因素的叠加，导致混凝土硬化过程温升明显加剧，温峰升高，这是导致许多混凝土结构物在施工期间，模板刚拆除时就发现大量裂缝的原因。粉煤灰混凝土可减少水泥的水化热，减少结构物由于温度而造成的裂缝。
2.6掺粉煤灰可改善混凝土的耐久性
在混凝土中掺粉煤灰对其冻融耐久性有很大影响。当粉煤灰质量较差，粗颗粒多，含碳量高都对混凝土抗冻融性有不利影响。质量差的粉煤灰随掺量的增加，其抗冻融耐久性降低。但当掺用质量较好的粉煤灰同时适当降低水灰比，则可以收到改善抗冻性比较好的效果。
3 应用粉煤灰的注意事项
第一做好质量检验确保粉煤灰质量。一般每200t就需要做好细度、需水量比、含水量、烧失量、三氧化硫量等检验。如果存在个别指标不合理的情况也可以进行适配处理，然后根据具体的结果来使用粉煤灰。第二在混凝土中粉煤灰要确保匀质性，确保二次水化反应的充分性。在搅拌时水泥与粉煤灰应当同时加入搅拌时间延长30s一60s。如果是低塑性或者是干硬性的粉煤灰混凝土拌制，则选择强制式的搅拌机搅拌时间延长60s一120s。第三做好早期保护。如果施工环境温度偏低，可以采取一定的保温和早强处理，以便更快得到混凝土需要的强度。第四在低温条件下粉煤灰混凝土强度增加过于缓慢。如果遇到低温季节，混凝土生产选择蓄热法最好不要使用粉煤灰。第五在干燥和炎热之地使用粉煤灰混凝土需要做好覆盖浇水养护处理，增长混凝土强度。第六因为粉煤灰混凝土本身具备缓凝的作用，因此按照不同环境与工期要求，可以适当的选择外加剂。第七按照建筑工程的结构来合理选择粉煤灰。
结束语
近年来，我国水泥含碱量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含碱外加剂的普遍应用，更增加了碱集料反应破坏的潜在危险。在混凝土中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高混凝土的耐久性。
参考文献
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论文作者:王文
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 水化论文; 水泥论文; 强度论文; 骨料论文; 水灰比论文; 《基层建设》2017年3期论文;