粉煤灰在水工混凝土中应用问题的探讨

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发布时间：2021-09-12

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粉煤灰在水工混凝土中应用问题的探讨
袁桂芳，任英杰
(1．内蒙古自治区红山水库管理局，内蒙古赤峰024511；2．巴林左旗水利局，内蒙古巴林左旗025450)
[摘要] 文章就粉煤灰在水土混凝土中的应用作一探讨。
[关键词] 粉煤灰；混凝土；水化热；裂缝；抗渗；强度
中图分类号： rV 42 文章标识码：B 文章编号：1009—0088(2015)06—0136一ol
1 粉煤灰在水工混凝土的温度控制作用
水泥遇水后会产生大量的水化热，水泥作为混凝土的胶
质，致使混凝土温度升高，在浇筑大体积混凝土时，混凝土内部
和混凝土外部处于不同的散热状态，从而产生较大的内外温
差，一般来说，内部温度高，表面温度低，受热膨胀处于不一致
状态，致使混凝土表层产生拉应力，当拉应力超过混凝土弹性
限度时，会造成混凝土裂缝破坏。所以，在浇筑大体积混凝土
时，必须采取措施，进行温度控制。但是，温度控制技术比较复
杂，难掌握，成本也高。实践发现，混凝土中掺入适量的粉煤
灰，再对大体积混凝土进行合理分区施工，也能达到控制温度
的效果。
(2)掺入粉煤灰的混凝土提高了混凝土的抗渗性能。在水
工建筑物中，防渗是设计、施工中的重要指标。防渗效果好坏，
直接影响工程的社会和经济效益。掺入粉煤灰的混凝土，90 d
以前，渗透系数大于不掺粉煤灰的混凝土，90 d后，则小于不掺
粉煤灰的混凝土，提高了混凝土的抗渗性。
4 掺入粉煤灰的混凝土可提高混凝土的耐久性
掺入粉煤灰混凝土，可减少混凝土内的空隙，提高了混凝
土的密实度。粉煤灰中的二氧化硅和三氧化二铝与水泥水化
结合发生化学反应，生成硅酸钙和铝酸钙，这两种化合物属于
不溶性化合物，增大了抗侵蚀的能力，从而延长了混凝土的使
用寿命，与不掺粉煤灰的混凝土相比，更具有耐久性。
2 粉煤灰改善混凝土性能的作用 5 粉煤灰的微膨胀作用
(1)改善混凝土的和易性，增加混凝土的流动性和扩散度。
与水泥比较，粉煤灰的干容重小，且颗粒表面光滑。施工中，用
粉煤灰替代相同重量的水泥，可减少单位用水量，而混凝土稠
度不变。掺入粉煤灰的混凝土还能改善混凝土的和易性，也能
改善混凝土的流动性和扩散性，这在泵送混凝土的施工中，具
有重要的作用。
(2)掺粉煤灰的混凝土有利于凿接头孔。有些混凝土工
程，两期工程之间，需要凿接头孔，如坝基混凝土防渗墙，如果
早期强度太高，则凿孔难度加大，甚至影响工程结构完整。掺
有粉煤灰的混凝土21 d后粉煤灰表面才逐渐产生水化物，这时
候的混凝土强度较低，凿接头孔比较容易，可降低施工难度，有
利于保证施工质量。
3 粉煤灰对提高混凝土质量的作用
(1)掺人粉煤灰的混凝土后期强度高。普通硅酸盐水泥混
凝土，早期强度增长较快，21 d后强度增长很慢。而掺有粉煤
灰的混凝土，早期强度增长虽然慢，但是，21 d后却增长很快，
而且持续时间长，甚至1年后仍有较大增长，尤其抗拉强度的
增长更为突出。
由于粉煤灰的组成主要为二氧化硅和三氧化二铝两种化
合物，都具有微膨胀性质，在混凝土中能起到收缩补偿的作用。
混凝土在硬化过程中，会收缩，由于收缩不均匀，可能会使混凝
土产生裂缝，利用粉煤灰的微膨胀性质，使混凝土的收缩得到
补偿，因而，可减少混凝土裂缝的产生；利用粉煤灰的微膨胀性
质，还可以补偿混凝土结构缝的收缩，在有防渗要求的水工建
筑物中，其微膨胀补偿作用，可以减小结构缝的缝宽，减小渗漏
量，提高水工建筑物的整体防渗能力。
6 掺粉煤灰混凝土的社会经济效益
粉煤灰的价格非常低廉，显而易见，以等量的粉煤灰替代
水泥，可以降低混凝土的成本。
粉煤灰做为原煤燃烧后的废弃物，会占用可利用的土地，
还会对环境造成污染。粉煤灰作为水泥的部分替代品，降低了
能源消耗，减少了土地占用，减少了环境污染，可收到一定的经
济和社会效益。