粉煤灰对混凝土强度影响和在混凝土中应用

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1、粉煤灰对混凝土强度影响和在混凝土中应用摘要：在混凝土中掺入粉煤灰起到节能减排、降低水化热、改善工作性能、防盐碱侵蚀、降低温度敏感性及降低工程造价等重要意义。本文以工程实例详细阐述了粉煤灰各不同比例掺入量对混凝土强度及其它性能的影响，并根据试验结果作为进行施工配合比选择的依据。关键词：混凝土强度掺入粉煤灰配合比中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1前言粉煤灰是火力发电厂从煤粉锅炉排出的烟气中收集到的细微粉末，其数量在电厂煤粉锅炉排出的煤灰渣量中占最大比例。煤粉在锅炉炉膛中呈悬浮状态燃烧，其中的不燃物大量混杂在高温烟气中，由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗

2、粒，并从废气中收集下来的细颗粒粉末。随着社会的进步、科学的发展及人民生活水平的提高，工厂的生产及人民日常生活越来越依靠电力作为动力，使得电力需求大幅增长，电力工业迅速发展，发电产生的粉煤灰数量急剧增加，中国成为世界消耗煤炭最多的国家之一。不加以利用的为废弃污染物，其堆放需要占用大量土地，用因其为煤燃烧后的烟气中收细微粉末，露天堆放的粉煤灰产生扬尘成为大气环境污染源头，若排入河道会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。在进行混凝土拌制时掺入粉煤灰不仅能够改善混凝土性能，减少水泥用量，降低工程造价，且在利于环境保护，所以将粉煤灰利于混凝土中具有特殊的

3、技术、经济、环保意义。某高层建筑结构采用C30、C35、C40及C45等强度等级的混凝土，数量巨大，如果在混凝土施工中掺入粉煤灰，取代部分水泥用量，不仅能够改善混凝土性能，同时也能够取得良好的经济效益，应在建筑施工中进行广泛推广应用。2粉煤灰在混凝土中的作用1）粉煤灰的形态效应主要是指粉煤灰颗粒形貌、粗细、表面粗糙程度等物理方面的特征在混凝土中的产生应用效果。粉煤灰主要由微珠颗粒组成，圆形的微珠能够起到滚珠的作用，降低混凝土拌和物中各种组成材料的内摩擦力而提高流动性。优质粉煤灰的需水量要小于水泥，故可起到减水及提高流动性的作用。由于粉煤灰的颗粒形状呈球状，在浇注和泵送

4、时的润滑作用良好，实践表明：坍落度为7〜10cm的掺粉煤灰拌合物就显示良好的泵送性能。以前的大量研究表明，还可减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性、泌水性；提高混凝土抗渗能力。2）火山灰效应粉煤灰属于活性矿物掺合料。粉煤灰中含有的玻璃态的Si02和A1203属于活性氧化硅和活性氧化铝，它们可以与水泥水化生成的氢氧化钙和水发生水化反应（该水化反应亦称二次反应），生成具有水硬性特点的水化硅酸钙、水化铝酸钙等，对混凝土起到增强作用和堵塞在混凝土毛细孔隙内，提高了混凝土的抗腐蚀能力。3）微集料效应微集料效应表现为填充效应和界面效应；粉煤灰中粒径很小的微珠和粉末在水泥中相

5、当于未水化的水泥颗粒，具有很好的填充性，能均匀填充于骨料颗粒的空隙之中，对水泥起物理分散作用，避免其发生絮凝，提高了均质性和致密性;提高水泥净浆与集料料界面过渡区的密实度，减小界面过渡区的厚度，减少界面结构裂隙；有效地限制氢氧化钙晶体的择优取向，同时粉煤灰的二次反应消耗了氢氧化钙。除上述三个基本效应外，粉煤灰还有许多其它效应，如免疫效应（抑制碱集料反应效应、提高耐腐蚀性效应等）、减热效应（降温升效应）、泵送效应等，不过这些效应都离不开上述三个基本效应。作为一种综合效应，粉煤灰可以延缓早期强度发展速率，显著改善混凝土抗裂性能。3掺入粉煤灰的混凝土试验由于各电厂产生的粉煤

6、灰不仅微小颗粒的形态各异，化学成分的组成也千差万别，因此不同电厂的粉煤灰对混凝土强度及性能具有完全不同的影响，为此，我们根据实际所使用的混凝土拌合材料及拟使用的粉煤灰进行不同掺入量的对比试验，以得出粉煤灰对混凝土作用规律，作为选定施工配合比的依据。3.1试验用原材料我们对使用的来宾电厂II级粉煤灰进行了物理性能与化学检测，结果如表1所示。表1粉煤灰检测结果表水泥、砂石料、外加剂均为本均为本项目实际施工所使用的，水泥为鱼峰水泥厂生产普通硅酸盐32.5水泥；碎石为柳州市郊石场生产的连续级配碎石（5〜31.5mm）,含泥量小于1%,针片状颗粒含量不大于15%；砂为柳江砂，细

7、度模数2.5,含泥在3%以内；减水剂采用NF高效减水剂，掺量为水泥用量的1%;拌合用水为饮用水。3.2试验方法及过程目前许多规范中规定的钢筋混凝土中粉煤灰掺量限制为25%以内，本项目将粉煤灰掺入量控制在25%以内，做了粉煤灰取代水泥用量10%、15%、20%、25%四个不同掺量的配合比进行对比及分析。本项目以C30混凝土为例，进行各上述比例掺入量的试验。各配合比如表2。表2不同比例粉煤灰掺入量混凝土的配合比3.3试验结果及分析按以上配合比进行了试验试配及试件抗压强度如表3所示，试件在（20±2）工相对湿度95%以上的标准中养护。表3粉煤灰各掺入量试件