粉煤灰是燃烧煤粉后收集的灰粒，其主要化学成分为二氧 化硅 (45％～65％)、三氧 化 二铝 (20％一35％)、三 氧化 二 铁 (5％ 一 10％)、氧化钙(5％)等，粉煤灰掺入混凝土后 ，不仅可以替代 部分水泥 ，降低混凝土成本 ，保护环境 ，而且能与水泥互相取长 补短 ，均衡协和 ，改善混凝土性能 ，具有明显的技术经济效 益。 长期以来，国内外在混凝土中常掺有一定量粉煤灰，但作 为水泥的替代材料，绝大多数情况下是以如下三种方式应用 的：在早期强度要求很低 ，长期强度大约在 25—35MPa的大体 积水工混凝土中，大掺量地替代水泥使用；在结构混凝土里较 少量地替代水泥(10％～25％)；在强度要求很低的回填或道路 基层里大量掺用。 2 粉煤灰最主要的三大效应 2．1形态效应 在显微镜下显示 ，粉煤灰 中含 有 70％的玻璃 微珠 ，粒形 完 整 ，表面光滑 ，质地致密。这种形态对混凝土而言 ，无 疑能起 到 减水 、致密和匀质作用，促进初期水泥的解絮作用，改变拌和物 的流变性质，初始结构以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混 凝土能起 到良好的润滑作用 。 2．2活性效应 ． 因粉煤灰系人工火山灰质材料 ，所以又称之为“火山灰效 应”。这一效应能对混凝 土起到增强作 用和堵塞混凝土 中的毛 细组织，提高混凝土的抗腐蚀能力。 2．3微 集料效应 粉煤灰中粒径很小 的微珠和碎屑 ，在水泥 中可 以相 当于未 水化 的水 泥颗粒 ，极 细小的微珠相 当于活泼 的纳 米材料 ，能 明 显地改善和增强混凝土 的结构强度 ，提高匀质性和致密性。 这三种效应相互关联，互为补充，粉煤灰的品质越高，效应 越大。了解混凝土的微结构的特性及其对性能的影响后 ，就可 以更好地认识粉煤灰在 混凝土 中的作用。 安徽 3 粉煤灰在 混凝 土中的作 用 建筑墨 作者简介：井旭东(1969-)，男，安徽淮南人，毕业于安徽理工大学，工 程师，主要从事检测试验工作。 3．1掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性 新拌混凝土的和易性 受浆体的体积 、水胶 比 、骨料 的级 配 、 形状 、孔隙率 等的影响 。掺用粉煤灰对新拌混凝 土的明显好处 是增大浆体的体积 ，大量的浆体填充了骨料间的孔隙 ，包裹并 润滑 了骨料颗粒 ，从而使混凝土拌和物具有更好 的粘聚性和可 塑性 。由于粉 煤灰的容重(表观密度 )只有水 泥的 213左右 ，而且 粒形好(质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠 )，因此能填充得更密 实 ，在水泥用量较少 的混凝土里尤其显著。 3．2粉煤灰可抑制新拌 混凝 土的泌水 粉煤灰 的掺入可 以补偿细骨料 中的细屑不足 ，中断砂浆 中 泌水渠道 的连续性 ，同时粉煤灰作 为水 泥的取 代材料在 同样 的 稠度下会使混凝土 的用水量有不 同程度 的降低 ，因而掺用粉煤 灰对防止新拌混凝土 的泌水是有利的。 3．3掺用粉煤灰。可以提高混凝土的后期强度 试验资料表明 ，在混凝 土 中掺入粉煤灰 后 ，随着粉煤灰掺 量的增加 ，早期 强度(28d以前 )逐 减而后期强度逐 渐增加 。粉 煤灰对混凝土 强度 的后期有三重影 响 ：减少用水 量 ，增 大胶凝 材料含量和通过 长期火 山灰反应提高强度。 当原材料和环境条件一定时，掺粉煤灰混凝土的强度增长 主要取决于粉煤灰 的火 山灰效 应 ，即粉煤灰 中玻璃态 的活性 氧 化硅 、氧化铝 与水泥浆体中的氢氧化钙作用生成碱度较小 的二 次水化硅酸钙、水化铝酸钙的速度和数量。 在高水胶 比的水泥浆里 ，水泥颗粒被水分隔开(水所占体 积约为水泥的 2倍 )，水化 环境 优异 ，可 以迅速地生 成表 面积增 大 lO00倍的水化物，有良好的填充浆体内空隙的能力。粉煤灰 虽然从颗粒形状来说 ，易 于堆积得较 为密 实 ，但是它水化缓慢 ， 生成的凝胶量少 ，难以填充密实颗粒周围的空隙，所以掺粉煤 灰水泥浆的强度和其他性能总是随掺量增大 (水泥用量减少) 呈下降趋势(当然在早龄期就更加显著)。 在低水胶 比的水泥浆里情况就不一 样 了，不掺粉煤灰时 ， 高活性的水泥 因水 化环境较差 ，即缺水 而不能充分水 化 ，所 以 随水灰 比下降 ，未水化水泥 的内芯增 大 ，生成产物量下降 ，但 由 于颗粒间 的距离减 小 ，要 填充的空隙也 同时减小 ，因此 混凝土 强度 得到迅速提高 。这种情况下用粉煤灰代替部分水泥 ，在低 水胶 比条 件下 (例如 0．3左 右 )，水泥 的水化条 件相对 改善 ，因 为粉煤灰水化缓慢，使混凝土实际的“水灰比”增大，水泥的水 化因而加快 ，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显 (例如掺量为 50％左右 ，初期实际水灰 比则 接近 0．6)，水泥水 化 程度的改善 ，则有利于粉煤灰作用的发挥 ，然而与此同时 ，需要 粉煤灰水化产物填充 的空 隙已经 大大减小 ，所 以其水化 能力差 的弱点在低水胶比条件下被掩盖 ，而它降低温升等其它优点则 依然起着有利于混凝土性能的作用。 3．4掺粉煤灰可降低混凝土的水化热 众所 周知 ，}昆凝 土中水泥 的水 化反应是 放热反应 ，在混 凝 土中掺入粉煤灰 ，由于减少 了水泥的用量 可以降低 水化热 。水

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