广西华润红水河水泥有限公司 广西南宁 530409
摘要：作为一种新型高技术的混凝土，大掺量粉煤灰绿色混凝土是以尽可能提升普通混凝土性能为基础运用先进混凝土技术来制作混凝土，其是以耐久性与经济性为主要设计指标。根据不同的用途，确保混凝土的适用性与强度并实现高耐久性和经济性，、高体积稳定性、高工作性。本文主要讨论了比较粉煤灰与石灰石粉绿色混凝土的性能与其成本。
关键词：石灰石粉；绿色高性能混凝土；性能；成本
1引言
现在我国建筑材料的工业资源与能源耗费比较大，例水泥工业还处于低效高耗水平，其中小水泥厂生产水泥占80％；生产1t熟料就会产生1t CO。现在我国每年产水泥约达5亿t，约占世界1／3，仅仅是生产水泥就会产生3.6亿t CO，并且还会产生大量的SO。近几年我国经济建设发展十分快速，工业废渣的年排放量也跟着增长，光是粉煤的年排放量近2亿吨。工业废渣的堆积己经超过了75亿吨，且占地约110万亩，这造成了十分严重的环境污染。但粉煤灰运用已有一段时间了，所以粉煤灰市场保有量在降低，供不应求，以次充好的情况比较多，相对来说，价格也在上涨，不利于目前混凝土价格竞争；而石灰石粉是以碳酸钙也就是石头为主材料制成，相对成本较低。
2 性能指标
2.1粉煤灰的特性
2.1.1 强度、可泵性与和易性
按照实验证明，单掺高效减水剂的坍落度比双掺粉煤灰与高性能外加剂混凝土的坍落度小30到50毫米，损失也要多的多，表示粉煤灰形态效应可以快速降低它的拌合物屈服剪应力，对其具有保塑与一定塑化作用，这对商品混凝土或者远距离送运的预拌保持可泵性有良好的效果。根据强度来说，水泥的活性比粉煤灰高，由此28d内掺高效减水剂混凝土的强度要比掺有粉煤灰的混凝土的强度高，但28d 以后粉煤灰的活性慢慢得到了发挥，它在 60d的强度就可以达到单掺混凝土的强度，这显示了粉煤灰混凝土有潜在的增长能力。按照实验结果，其90d的强度比60d的强度提升15%。
2.1.2 干缩变形
英国相关测试资料显示，粉煤灰混凝土的硬化早期收缩与塑性收缩都要比基准混凝土小些，并且基准混凝土极限收缩值要高于粉煤灰混凝土。
2.1.3 水泥水化热
在某公司基地楼使用大掺量绿色粉煤灰混凝土。基础工程采用5个测温点来开展测温，在终凝之后的7d 内，核心温度最高达到37.6℃，这时该表层的温度达33℃，内外温差达到10.3℃。但相似工程使用普通混凝土来完成工程在终凝以后7d以内核心温度最高达到 68.8℃，这时其表层温度达39.2℃，内外温差达到30℃，超过25℃。通过试验与应用，大掺量的粉煤灰混凝土可以最大程度的降低水化热，提升混凝土抗裂的性能。
2.1.4 经济性
通过试验结果可以节省大量能源：①可节约15%至20%天然砂；②能节约水泥15%至45%，并且减少大量温室气体与能源消耗；③减少约30%的工程成本。
2.1.5 耐久性
1）在混凝土中粉煤灰的基本效应可归为三种：微集料效应、活性效应、形态效应。新拌混凝土期间，混凝土的泌水性、需水量、和易性是由粉煤灰的形态效应所决定的，最终还会影响混凝土形成怎样的结构。硬化中期时，粉煤灰可以有效的减轻混凝土内部的温度上升的趋势，降低硬化初期收缩，并促进混凝土结构形成。硬化期间，粉煤灰的微集料效应与活性效应将导致不稳定地氢氧化钙变成水硬性胶凝物质，这样既可以堵塞毛细孔道与细化孔隙，又可以提升抗拉应变的能力。粉煤灰可以使混凝土的强度在后期提升，耐久性也可以成倍提升。
2）粉煤灰影响混凝土碳化作用有两种情况：①例用粉煤灰替代少数水泥，让混凝土中的水泥熟料含量减轻，析出氢氧化钙的量也就一定会减少。粉煤灰的二次水化反应一般是吸收而生成，它能和 反应，而碳化进度的快慢是由能与和反应的物质数量来决定的，若综合对比反应物质降低，则碳化进度加快，这是不利的影响。②粉煤灰的基本效应中微集料效可以使混凝土结构致密、孔隙细化，在某种程度上减缓碳化程度，但根据防碳化扩散来讲，是实现不了钢筋混凝土的标准。而粉煤灰的不利因素，如今也已经有对应的手段来改善了，具体手段是在水泥用量不变的情形下，再另外掺粉煤灰来取代少数砂子；还有一起掺用减水剂与粉煤灰的措施。这些都可以让粉煤灰混凝土的抗碳化能力得到提高。
3）粉煤灰影响混凝土碱度 粉煤灰在混凝土中能吸收，造成水泥浆体中的胶孔溶液碱度减少，这可以改善混凝土化学成分稳定，同时也带来了不利的因素，如影响到钢筋钝化膜稳定。
5）粉煤灰影响混凝土的抗冻性 粉煤灰影响混凝土的抗冻性有三方面：①微集料效应能导致截留泌水量与空气量的减少，并造成孔隙细化，有利于因引气剂出现的微细气孔可以分布均匀，而改良混凝土抗冻的性能；②形态效应可以让混凝土的用水量降低，显然有助于减少毛细孔与孔隙；③活性效应固定了，使其不会因浸析而增大冰冻劣化而产生孔隙。
4）粉煤灰影响混凝土的抗渗性能 混凝土抗渗透与防扩散的重点是封闭贯穿毛细孔的通道。通过三种方式来完成：①形态效应能降低新拌混凝土用水量并且可以减低最初的水灰比；②活性效应所出现的凝胶对由于取代了水泥而减少凝胶的数量可以起到补充效果，这不但让粉煤灰混凝土不但强度得到了提高，耐久性也得到较大的改善；③粉煤灰增强活性微集料效应，会直接“细化”了孔隙并且填塞了细孔通道。
6）粉煤灰影响混凝土的抗硫酸盐侵蚀性 粉煤灰的效用是化学上可以稳定，物理角度可以细化毛细孔，降低含硫酸盐介质渗透。
2.2石灰石的特性
石灰石粉的主要成分是 ，需水量比为 91%，具有较高的减水作用。随着石灰石粉掺量的增加，在用水量一样的情况下，能较大程度的增加胶砂流动度。这是粉煤灰所不能抗衡的。现有的研究表明，在水泥基材料中推荐使用石灰石粉的一般为 10%，适当增加石灰石粉掺量也能确保其强度，但通常掺量不超过15%。有研究发现，把石灰石粉磨细再加入进水泥中，既可以起到微集料填充的效应，减小空隙直径与空隙率，完善孔结构。水化前期， 可以与石灰石中的在水泥水化期间反应生成一些碳铝酸钙， 的水化速度相比而言比较快，碳铝酸钙与填充作用一同产生效果，使得掺有石灰石水泥前期提高了抗压强度，这同样也是粉煤灰不具备的。
3 成本分析
现阶段，混凝土技术规定在生产混凝土时要节约能源与降低水泥用量。混凝土加入粉煤灰，不但可以取代少数水泥，减少混凝土的成本，并且可以和水泥相辅相成，改良混凝土诸多性能。而实践表明，粉煤灰的利用对消除环境污染、节省能源等方面有重要社会与经济意义。因此研究开发粉煤灰等废弃资源利用工业，是资源可持续发展的关键途径。在混凝土中加入粉煤灰不但考虑了技术和性能的考虑，还考虑到所带来的显著经济与社会效益：首先能节约水泥15到35%左右，从而降低大量的能源消耗，减轻了原材料的成本。我国正处在大范围基础建设阶段，混凝土的消耗十分巨大，科学利用粉煤灰，把其变废为宝，可以得到巨大的环境效益与经济效益。在外加剂与骨料用量大体一致的前提之下，普通泵送混凝土和大掺量粉煤灰绿色混凝土材料费用的比较如下表所示。
目前粉煤灰市场价大约200元/吨，石灰石粉大约为150元/吨。明显石灰石粉的价格低于粉煤灰。
4结束语
总而言之，大掺量粉煤灰绿色混凝土技术的运用，可以合理利用资源，并保护环境。粉煤灰掺加到混凝土中，能显著提高混凝土的抗裂性和耐久性，并有效地提高其干缩性能。石灰石粉则可以提高混凝土流动度，提高混凝土的早期抗压强度，且价格相对较为便宜。综合考虑混凝土中运用石灰石是以后的大趋势。
参考文献
[1] 韩建国.混凝土可持续发展研究进展和发展趋势-2014 混凝土 可持续发展国际会议和MIT混凝土可持续发展研究中心成果展 介绍.混凝土世界.2014（6）：16-9.
[2]王培铭．朱艳芳，计亦奇，沈中林．掺粉煤灰和矿渣粉大流动度混凝士的碳化性能．建筑材料学 报，2001．4（4）305~310
论文作者:杨昌锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/27
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 石灰石论文; 水泥论文; 效应论文; 强度论文; 水化论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;