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摘要：粉煤灰的火山灰效应、滚珠形态效应、微集料效应、界面效应使其在预拌混凝土生产中作为一种重要的原材料已广泛使用，同时也是将固废有效利用的途径，意义重大。粉煤灰在混凝土的掺量以20%为宜，特殊混凝土的粉煤灰掺量可以根据试验来确定。
关键词：粉煤灰；预拌混凝土；应用
1粉煤灰的概念介绍
1.1粉煤灰的产生
在当前发电中，煤炭是主要的燃烧材料，煤炭在充分燃烧后产物就是粉煤灰，由于发电燃炉当中的温度非常高，煤炭一般都会实现充分燃烧，也有一部分会随着气流不断上升，在经过抽气机进入到管道过程中的时候，随着气温的不断下降，处于熔融状态当中的粉煤灰就会由于气压缩小为一个球，在表现张力的持续作用下，会使表面非常的光滑，但是，由于所处环境的复杂性，也有一些会相互碰撞而呈现出蜂窝的状态，最终会成为粉煤灰被排到外部。
1.2粉煤灰产生的危害
进入新世纪以来，在我国经济社会持续发展刺激下，煤炭消耗量不断增多，实际产生的粉煤灰更是直线上升，结合相关统计数据看，在2000年初的时候，粉煤灰的排放量实际就超过了1亿吨，截止到2015年，粉煤灰的排放量就已经突破了6.3亿吨，我国对于煤炭的使用量在持续增加，粉煤灰的增长率更是不断提高，如果不能对粉煤灰进行有效利用，会导致严重的生态环境污染问题，也不利于全面协调可持续社会的发展进步。结合大量的研究发现，粉煤灰对于空气质量的影响最为严重，粉煤灰容易随着空气进入到人的呼吸道当中，为此，对于粉煤灰要科学控制。除了对空气的影响之外，粉煤灰还会对水源、土壤等产生很大的污染，如果煤炭不能充分燃烧，其中包含的各种有害物质在堆积中就会渗入到土壤或者水源当中。我国大多数发电厂都将粉煤灰储存在储灰场当中，但是，受到大风的影响，粉煤灰会随风飘散到其他地方，实际影响范围也更广。针对粉煤灰所带来的影响，结合许多地方的治理经验来看，一定要发挥好政府以及电厂的作用，制定完善的管理制度，实现粉煤灰的密封性管理，同时，主动接受社会监督，对于粉煤灰管理不利等行为进行惩治与约束。
2试验研究
2.1应用的进展情况
煤粉在电厂高温燃烧后生产粉煤灰，温度急剧下降，极大的温差使其具有一定的火山灰效应，主要物理形态为玻璃体，表面光滑、颗粒细、质地紧密、对水的吸附力小，同时存在的形态还有石英、赤铁矿、碳、云母、长石、石膏、硫化物等矿物的形式，主要化学成分是SiO2、A12O3和Fe2O3，以及未燃烧尽的炭粒，SiO2含量为40％～60％；Al2O3含量为20％～30％；Fe203含量为5％～10％；CaO含量2%～8%，SiO2和Al2O3是粉煤灰中的主要活性成分。粉煤灰本身并无与水泥类似的胶凝性能，但如果在液相中存在碱性离子，其便会发生硅碱反应，混凝土中因水泥水化产生Ca（OH）2物质，粉煤灰会与其产生硅钙水化反应，生成水硬性物质。世界上最早把粉煤灰有效地应用在混凝土中约在20世纪70年代，如美国佛罗里达州的阳光高架桥、英国的Garwick机场停机坪、加拿大哈利佛克斯的帕克林购物中心等国外工程实例，我国在20世纪80年代也在逐步的开始将粉煤灰添加到混凝土中，国家相应规范在90年代也相续出台，21世纪初，我国预拌混凝土的蓬勃发展，在2006年后，粉煤灰在预拌混凝土中的应用已经非常普遍，成了高性能混凝土生产中不可或缺的重要活性掺和料，掺加的方法有替代水泥法、超掺法、代砂法、双掺法及化学法。特别是2017年《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596－2017）的颁布出台，对提出粉煤灰的技术指标提出了更高的要求，同时界定了生活垃圾飞灰、工业固废焚烧灰、流化床处理灰不能用作水泥或混凝土的掺合料。
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2.2应用的作用机理
粉煤灰在预拌混凝土中的作用主要集中在四个方面：火山灰效应、滚珠形态效应、微集料填充效应、界面效应。
（1）火山灰效应：燃烧产生粉煤灰的电厂炉膛温度1200℃~1350℃，部分无烟煤电厂炉膛达到1600℃，在此高温下经热交换、脱硫脱硝后，粉煤灰温度在15min内迅速降为100℃左右，由于温差较大、降温时间较短，粉煤灰颗粒产生了类似火山喷发产生火山灰一样的特性。水泥的水化反应产生CH的过程为C2S+mH→CSH+（2-x）CH；C3S+nH→CSH+（3-x）CH，CH+S→C-S-H，水泥水化产生的碱性物质是粉煤灰水化的必然条件，而粉煤灰的细度、玻璃体含量、表面形态等都会影响到粉煤灰水化的速度或水化程度。粉煤灰的水化特性在早期要远远慢于水泥水化，粉煤灰的活性7d以后才能逐渐表现来，反应率28d为1.5%～5.5%，90d为8%～13%，180d为15%～19%之间。故掺加粉煤灰的混凝土早期强度略低，但其后期强度的不断缓慢增长也是对混凝土的发展是有利的，不仅弥补了后期水泥水化的部分空气，而且降低了混凝土中的Ca（OH）2量值，提高了混凝土的耐久性。此效应对早期水化热较大的大体积混凝土、高强混凝土的配制意义重大，不仅保证混凝土最终强度，也可减少混凝土温度裂缝。
（2）滚珠形态效应：是由粉煤灰外观形貌成球形、表面性质光滑、颗粒级配粗细搭配等使混凝土胶料形成的浆体易流、易动的运动效应，同时能降低混凝土的用水量，减少混凝土中水泥早期水化的黏絮状态，最终改变混凝土的初始结构，提高混凝土性能。特别是提高强度等级高的预拌混凝土拌合物和易性十分有利。粉煤灰中的球形颗粒含量较高时，可增大混凝土的流动性。矿中尖角状颗粒含量很多，易导致混凝土泌水。如近年来，全国各地均有使用超细或特细粉煤灰作为混凝土的物理降粘剂，效果也十分明显。在粉煤灰滚珠形态效应方面特别要注意的是品质较差的粉煤灰二次磨细处理或玻璃体较少的其它粉煤灰对混凝土是有害的。
（3）微集料效应：粉煤灰颗粒微观形态呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，颗粒的粒径范围为0.5~300μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%~80%。粉煤灰的烧失量越低、颗粒细度越细，表面形态越光滑、球形越多、孔隙率越低，其微细颗粒均匀分布在水泥浆内，有效地填充毛细孔，改善混凝土孔结构和增大浆体密实度。特别是在地下水存在腐蚀性的地下混凝土的技术应用领域，通常通过掺加粉煤灰来改善孔结构，提高密实度来使混凝土具有更强的抗渗性与抗Cl-的侵蚀能力，提高混凝土的抗侵蚀或钢筋锈蚀能力，保证混凝土使用年限。
3新形势下粉煤灰在混凝土当中有效利用的思索
3.1提升粉煤灰二次利用的重要性认识
随着我国粗放型发展向集约型发展的转变，如何有效利用越来越多的粉煤灰，成为了衡量一个地方改革发展的重要方面，各级政府在生态环境综合整治、地方经济发展中，一定要把粉煤灰的综合利用纳入到整体发展规划当中，以此来推动政府层面、发电企业等对粉煤灰在混凝土当中利用的重视程度。
3.2充分利用优质粉煤灰
提高市场准入门槛，严禁劣质粉煤灰流入到市场当中，同时，在厂家提供粉煤灰的时候，一定要抓好质量检测工作，达不到国家要求标准的一律不予通过。对于粉煤灰的每一个检测流程都要建立完善的追责制度，以此来确保粉煤灰的基本质量，只有粉煤灰质量得到了保障，在混凝土当中的应用成效也才能更加明显。
结束语
我国建筑行业也有了很大发展，各种类型的建筑物不断出现，通过大量的实验研究发现，将粉煤灰加入到建筑物所用混凝土当中，可以取得非常好的效果，而且还可以节约水泥用量，降低混凝土成本，对于深化生态环保节约型社会建设起着重要作用。
参考文献：
[1]陈涛.粉煤灰喷射混凝土在施工中的应用与研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2018，31（S2）：209-211.
[2]刘晓峰，王维红，滕玲，康宵，刘玉宪，刘沈丰.掺入粉煤灰对混凝土性能影响研究综述[J].城市建设理论研究（电子版），2018（35）：115.
[3]谭辉.粉煤灰对轻质高强混凝土性能影响试验研究[J].湖南交通科技，2018，44（04）：130-132+194.
[4]李翼，黄小波，肖延亮.粉煤灰掺量对大坝混凝土性能影响试验研究[J].低碳世界，2018（12）：79-80.
论文作者:李艳乐
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：粉煤灰论文; 混凝土论文; 水化论文; 效应论文; 水泥论文; 颗粒论文; 火山灰论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;