摘要：粉煤灰在工业生产和混凝土工程中得到广泛应用，尤其是在高性能混凝土中更是离不开粉煤灰，目前大跨度桥梁、超高程泵送混凝土、海洋跨海桥梁工程、高速铁路桥梁隧道工程、恶劣环境下的混凝土工程等均需使用粉煤灰。粉煤灰作为一种活性矿物掺合料，对混凝土的强度、耐久性、新拌混凝土等各项性能指标均有着优异的性能，下面先从粉煤灰对混凝土的性能影响说起，再剖析粉煤灰对混凝土产生以上性能的原理以及在实际工程中应用的效果。
关键词：粉煤灰；预制桥梁；高性能混凝土；应用
1研究的技术路线和详细措施
在这次研究中，采用的技术和方案是一般的硅酸盐水泥、减水剂、膨胀剂以及粉煤灰。同时也在成型的时候采用了消泡剂，借助普遍采用的方式来对混凝土拌合物进行拌制、制备。具体方法是这样的，先借助粉煤灰的性能对预制桥梁混凝土的微结构进行改善，使得混凝土的流动率得到提升。也要充分利用粉煤灰的“活性成分”，使其提升预制桥梁混凝土的强度，或者通过粉煤灰的微集料作用来使得混凝土更加密实。这样可以减少混凝土的孔隙，促使混凝土的使用寿命更长。最后，必须借助膨胀剂、消泡剂来减少桥梁表面的凹凸，避免产生蜂窝、麻面。在这次试验中，将粉煤灰作为重点。针对粉煤灰的砂率、水胶比、减水剂进行深入研究，了解消泡剂、膨胀剂对桥梁高性能混凝土产生的作用，明确粉煤灰对于高性能混凝土所起到的作用。针对C60预制桥梁高性能混凝土进行科学合理的配比，选择出最适宜的配比方案。
2原材料和试验的方案
要准备一系列的原材料，首先是水泥。该水泥是由A市一家水泥厂生产的一般硅酸盐水泥。然后是粉煤灰，该粉煤灰是通过改性而获得的，其细度为1%(0．0043筛筛余)。另外还有96%的需水量比，以及82．7%的抗压强度比。细骨料:正定中砂，细度指数为2．5。粗骨料:获鹿碎石，516mm颗粒，压碎指标为4．9%，针片状颗粒占2．6%。外加剂使用的是以FDN为核心的强力减水剂，膨胀剂则使用UEA膨胀剂。
先借助30L的强制性搅拌机来进行拌和，对于减水剂，则要使用后掺法。具体的搅拌方法是这样的:将水泥、粉煤灰、砂石等搅拌1min，再添加一些清水继续搅拌。最后增加一些减水剂并且再搅拌2min。搅拌成型后，试件的尺寸应该是100mm，100mm，100mm。搅拌完成后，还要进行养护。可采用一般的方式来养护，同时也要按照混凝土的工作状况来进行操作。
3试验后获得的结果
3.1预制桥梁高性能混凝土的强度分析
在进行试验的过程中，使用的配合比和最后的试验结果如表1～表4中的数据所示。表1～表4中，每一个龄期的强度都要乘以0．95。
表1粉煤灰的使用量对混凝土性能的影响
表2砂率对于混凝土功效所产生的作用
表3水胶比对于混凝土功效所产生的作用
表4高效减水剂对混凝土产生的作用
第一，如果以改性粉煤灰来代替17%，21%，30%的水泥，那么会提升混凝土拌合物的流动率、保水率以及粘聚率等。因为粉煤灰含量在不断提升，所以混凝土的坍落度也越来越大。此外，在其中添加改性粉煤灰混凝土以后，4d，8d和29d以后的强度也比一般混凝土更高。当粉煤灰含量添加到21%时，混凝土在养护29d后的强度逐渐达到了最大抗压强度，也就是73MPa。一旦粉煤灰的添加量一样，均为17%，那么使用改性粉煤灰的混凝土，在每一个阶段的强度均高于二级原状粉煤灰混凝土强度，其坍落度是相同的。第二，砂率会影响混凝土拌合物的流动率。砂率在不断的提升，坍落度也会得到一定的提升。然而需要注意的是，砂率对于混凝土每一个阶段的强度并不会产生影响。第三，随着水胶比的不断提升，混凝土拌合物的坍落度也会得到提升，但抗压强度却会在29d以后逐渐的降低。第四，提高减水剂的含量，可以提升混凝土拌合物在每一个阶段的强度。如果采用了其他的添加方法，比如先掺法，那么坍落度会低于后掺法，但强度却不会产生任何的变化。第五，添加一部分膨胀剂，不但能提升混凝土拌合物的流动性，也能提升混凝土在每一个阶段的强度，同时减少混凝土试件中的麻面、蜂窝现象。
3.2预制桥梁高性能混凝土的抗冻性和抗渗性
要了解桥梁的耐用性，就需要测评混凝土的抗冻性、抗渗性。为此，笔者针对粉煤灰和基准混凝土的抗冻性、抗渗性进行了试验对比。试验过程中所使用的混凝土配合比，是按照之前的试验结果筛选出来的优良配合比，也就是37%的砂率，21%的粉煤灰掺量，1．2%的减水剂掺量，11%的膨胀剂掺量。通过这些配比所配置出来的混凝土试件，进行29d的养护，再进行抗渗和抗冻的测试工作。第一是抗渗性，通过试验后发现，比起基准混凝土试件，掺了改性粉煤灰混凝土试件的抗渗性更高。在添加了11%左右的膨胀剂以后，抗渗性又得到了一定的提升。通过进行消泡处理，抗渗性越来越高。第二是抗冻性。添加了改性粉煤灰的混凝土试件，通过150次冻融试验后，其强度仅仅损失了5%。而添加了膨胀剂的试件，强度损失率只有2．6%。但一般的基准混凝土强度损失却高达11%左右。所以比起基准混凝土，采用了膨胀剂和改性粉煤灰的预制桥梁高性能混凝土，在抗冻性方面更强。
3.3进行施工应用后的效果
在进行了上面的试验之后，对桥梁进行现场试用。预制大概10片33m的后张梁，平均每片梁用了43m3的混凝土。因为添加了一些改性粉煤灰，这些粉煤灰的价格约为150元/t，每1m3的混凝土大概能节约水泥90kg，那么10片梁大概能节约5000元的成本。企业每年制造和生产大概600片的预制梁，若是全采用改性粉煤灰高性能混凝土，预计节约大概30万元的成本。另外因为添加了一些改性灰，所以使得混凝土的强度得到了提升。同时也缩短了振动、浇筑的周期、耗能，因此这也为企业带来了一些经济效益。最后通过对这批梁的使用寿命进行测试，发现其达到了一定的要求。
4结论
粉煤灰之所以能提高预制桥梁高性能混凝土的强度，这是因为粉煤灰在改性以后，细颗粒、球状颗粒越来越多，而且对水的需求量也越来越低。粉煤灰自身存在一定的激发力，能使得混凝土得到填充，更加密实。除了上面试验的粉煤灰在预制桥梁中的应用外，这个领域仍然有很多值得研究的问题与方向，对于粉煤灰在混凝土中的用量，以及如何更好的发挥其对于混凝土强度、硬度等的塑造功效等，都会是今后的研究与发展方向。
参考文献：
[1]牛季收，王保君.粉煤灰在混凝土的效应及应用[J].铁道建筑，2016，（3）.
[2]吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中国铁道出版社，2016.
[3]吴思宇.粉煤灰在高性能混凝土中的应用[J].建筑工程，2016，（4）.
论文作者:任思涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/7
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 强度论文; 桥梁论文; 高性能混凝土论文; 膨胀剂论文; 减水剂论文; 《基层建设》2018年第19期论文;