第一篇：粉煤灰對混凝土的正面作用

粉煤灰對混凝土的正面作用

(1)混凝土拌和料和易性得到改善

摻加適量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流動性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、澆筑成型，并可減少坍落度的經時損失。

(2)混凝土的溫升降低

摻加粉煤灰后可減少水泥用量，且粉煤灰水化放熱量很少，從而減少了水化放熱量，因此施工時混凝土的溫升降低，可明顯減少溫度裂縫，這對大體積混凝土工程特別有利。

(3)混凝土的耐久性提高

由于二次水化作用，混凝土的密實度提高，界面結構得到改善，同時由于二次反應使得易受腐蝕的氫氧化鈣數量降低，因此摻加粉煤灰后可提高混凝土的抗滲性和抗硫酸鹽腐蝕性和抗鎂鹽腐蝕性等.同時由于粉煤灰比表面積巨大，吸附能力強，因而粉煤灰顆粒可以吸咐水泥中的堿，并與堿發生反應而消耗其數量。游離堿數量的減少可以抑制或減少堿集料反應。通常3既的粉煤灰摻量即可避免堿集料反應。

(4)變形減小

粉煤灰混凝土的徐變低于普通混凝土。粉煤灰的減水效應使得粉煤灰混凝土的干縮及早期塑性千裂與普通混凝土基本一致或略低，但劣質粉煤灰會增加混凝土的干縮。

(5)耐磨性提高

粉煤灰的強度和硬度較高，因而粉煤灰混凝土的耐磨性優于普通混凝土。但混凝土養護不良會導致耐磨性降低。

(6)成本降低

摻加粉煤灰在等強度等級的條件下，可以減少水泥用量約10%～15%，因而可降低混凝土的成本。

1.6.2 粉煤灰對混凝土的負面作用

(1)強度發展較慢、早期強度較低

由于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料，故摻加粉煤灰后混凝土的早期強度低于普通混凝土，且粉煤灰摻量越高早期強度越低。但對于高強混凝土，摻加粉煤

灰后混凝土的早期強度降低相對較小。粉煤灰混凝土的強度發展相對較慢，故為保證強度的正常發展，需將養護時間延長至14d以上。

(2)抗碳化性、抗凍性有所降低

粉煤灰的二次水化使得混凝土中氫氧化鈣的數量降低，因而不利于混凝土的抗碳化性和鋼筋的防銹。而粉煤灰的二次水化使混凝土的結構更加致密，又有利于保護鋼筋。因此，粉煤灰混凝土的鋼筋銹蝕性能并沒有比普通混凝土差很多。許多研究結果也不完全一致，有的認為鋼筋銹蝕加劇，有的則認為鋼筋銹蝕減緩。無論什么結果，摻加粉煤灰時，如果同時使用減水劑則可有效地減緩摻加粉煤灰所帶來的抗碳化性減弱，從而提高對鋼筋的保護能力。

粉煤灰混凝土的抗凍性較普通混凝土有所降低，特別是采用劣質粉煤灰時。對有抗凍性要求的混凝土應采用優質粉煤灰，當抗凍性要求較高時應摻加引氣使含氣量達到要求的數值，即可保證混凝土達到優良的抗凍性.如三峽大壩用混凝土中摻入20%～30%的Ⅰ級粉煤灰和引氣劑，抗凍性達到F300。

在相關著述中，沈、張兩位專家詳細闡述了粉煤灰在混凝土中的作用和機理。這些作用和機

理，如今被業內人士稱之為粉煤灰最主要的三大效應。

第一，“形態效應”。在顯微鏡下顯示，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，質地致密。這種形態對混凝土而言，無疑能起到減水作用、致密作用和勻質作用，促進初期水泥水化的解絮作用，改變拌和物的流變性質、初始結構以及硬化后的多種

功能，尤其對泵送混凝土，能起到良好的潤滑作用。

第二，“活性效應”。粉煤灰的“活性效應”因粉煤灰系人工火山灰質材料，所以又稱之為“火山灰效應”。這一效應能對混凝土起到增強作用和堵塞混凝土中的毛細組織，提高

混凝土的抗腐蝕能力。

第三，微集料效應。粉煤灰中粒徑很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相當于未水化的水泥顆粒，極細小的微珠相當于活潑的納米材料，能明顯地改善和增強混凝土及制品的結構強

度，提高勻質性和致密性。

這三種效應相互關聯，互為補充。粉煤灰的品質越高，效應越大。

第二篇：原材料對混凝土性能的影響—粉煤灰

原材料對混凝土性能的影響—粉煤灰、SO3含量、fCaO含量、含水量。按上述品質指標將能用于混凝土和砂漿的粉煤灰分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。GB/T1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中對粉煤灰上述品質指標有明確的規定。

粉煤灰在水泥基材料中的作用主要有：形態效應、活性效應、微集料效應。粉煤灰的形態效應主要表現為填充作用和潤滑作用；粉煤灰的活性效應是指混凝土中粉煤灰的活性成分所產生的化學效應。如將粉煤灰用作膠凝組分，則這種效應自然就是最重要的基本效應，活性效應的高低取決于反映的能力、速度及其反應產物的數量、結構和性質等因素。粉煤灰的微集料效應是指粉煤灰微細顆粒均勻分布于水泥漿體的基相之中，就像微細的集料一樣。在水泥漿體中摻加礦物質粉料，可取代部分水泥熟料，混凝土的硬化過程及其結構和性質的形成，不僅取決于水泥，而且還取決于微集料。

1、粉煤灰細度對混凝土性能的影響：

粉煤灰的細度對混凝土的性能有著重要的影響，這種影響主要體現在兩個方面：一是影響粉煤灰的活性，粉煤灰越細，火山灰反應能力越強；二是影響需水性，一般來說原狀粉煤灰越粗，需水性越大。在混凝土中，用水量是影響其結構和性能的最敏感因素，通過機械粉磨，可以提高粉煤灰的細度，但通常不能夠降低粉煤灰的需水量。

2、粉煤灰燒失量對混凝土性能的影響：

粉煤灰中未燃盡的碳粉都可以按燒失量來估量。碳粒是對混凝土有害的物質，它能使混凝土的用水量增加，粉煤灰中的含碳量越高，它的需水量也就越多。隨著含碳量的變化，粉煤灰的顏色可以從乳白色變到黑色，高鈣粉煤灰往往呈淺黃色，含鐵量較高的粉煤灰也有可能呈現出較深的顏色。原狀粉煤灰通常顏色較淺，機械粉磨作用將這些顆粒打破，使得一些未燃燒的炭露出來，因此，磨細粉煤灰常常呈現出較黑的顏色。

3、粉煤灰fCaO含量對混凝土性能的影響：

在低鈣粉煤灰中CaO絕大部分結合在玻璃體中，在高鈣粉煤灰中，除大部分被結合外，還有一部分是游離的。“死燒”狀態的游離CaO具有利于激發活性和不利于安定性的雙重作用，因此必須重視高鈣粉煤灰的安定性問題。

4、粉煤灰SO3含量對混凝土性能的影響：

SO3過高會產生破壞性的鈣礬石，我國規范規定為粉煤灰中SO3含量必須不大于3%。

5、粉煤灰的堿含量較高，也會導致硬化水泥石產生較大的干縮變形，這對混凝土的抗裂性能也是不利的。

另外，使用優質粉煤灰，其摻量越大，減水效果越顯著。反之，使用劣質粉煤灰，其摻量越大，混凝土的用水量增加也越多。粉煤灰與氫氧化鈣結合，會使混凝土堿度有所降低這些都是粉煤灰化學穩定行為帶來的副作用。

第三篇：大摻量粉煤灰混凝土的作用及其機理分析

大摻量粉煤灰混凝土的作用及其機理分析

2010-4-8 15:8

1.粉煤灰的主要作用

粉煤灰在混凝土中的主要作用表現在以下幾個方面：

（1）填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。

（2）對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。

（3）粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結晶發生火山灰反應，不僅生成具有膠凝性質的產物（與水泥中硅酸鹽的水化產物相同），而且加強了薄弱的過渡區，對改善混凝土的各項性能有顯著作用。

（4）粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產生溫度裂縫十分有利。

（5）粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一種呈玻璃態實心或空心的球狀微顆粒，比水泥粒子小得多，比表面積極大，表面光滑致密，其成分主要是活性氧化硅或氧化鋁。摻入混凝土中的粉煤灰主要產生以下幾方面影響：

1.活性效應：在常溫下，由于粉煤灰的水化反應比水泥慢，被粉煤灰取代的那部分水泥的早期強度得不到補償，所以混凝土早期強度隨粉煤灰摻量的增加而降低。隨著時間的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3與水泥水化生成的Ca（OH）2發生反應，生成大量水化硅酸凝膠。粉煤灰外部的一些水化產物在成長過程中也會象樹根一樣伸入顆粒空隙中，填充空隙，破壞界面區Ca（OH）2的擇優取向排列，大大改善了界面區，促進了混凝土后期強度的增長。

2.微集料密實填充及顆粒形態效應：均勻分散在混凝土中的粉煤灰顆粒不會大量吸水，不但起著滾珠作用，而且與水泥粒子組成了合理的微級配，減少填充水數量，影響系統的堆積狀態，提高堆積密度，具有減水作用，使新拌混凝土工作性優良，硬化混凝土微結構更加均勻密實。而且，不會發生泌水離析現象，可施工性和抹面性好，抗滲性、抗凍性好。

3.交互作用：水泥、粉煤灰、外加劑等不同粉料間會產生物理、化學的交互作用。例如，水泥水化生成的Ca（OH）2是粉煤灰的活性激發劑，而被激發了的粉煤灰一旦水解，降低液相堿度，又會進一步促進未水化水泥水化。又如混凝土坍落度經時損失的原因之一是隨著水化反應的進行，高效減水劑的濃度降低，通過SEM觀察，發現超細粉末的粉煤灰顆粒存在大量比表面積相當大的微珠以及一定量的多孔海綿狀的不規則小塊，可吸附外加劑，是外加劑的理想載體由于粉煤灰水化反應緩慢，吸附在其上的高效減水劑在短時間內不會起作用，之后才隨粉煤灰的水化得以逐漸釋放，因此新拌粉煤灰混凝土的坍落度經時損失小。另外，目前生產的水泥含堿量不斷提高，粉煤灰的使用大大節約水泥熟料，抑制堿——骨料反

應；水泥中C3A含量少，水化產生的熱量少，減少了混凝土構件由于內外溫差過大而引起其表面開裂的危險；粉煤灰水化消耗大量Ca（OH）2，混凝土不耐蝕成分減少，因而耐化學侵蝕性比普通混凝土強得多。同時徐變、干縮等變形性能也優于普通混凝土綜上所述，大摻量粉煤灰高性能混凝土具有令人滿意的工作性、耐久性，力學性能也能達到設計要求，盡管早期強度低，但后期強度高，強度儲備大。用高質量的粉煤灰取代部分水泥可大大改善新拌混凝土的工作性，因為：

（1）粉煤灰是由大小不等的球狀顆粒的玻璃體組成，表面光滑致密，在混凝土拌合物中能起滾珠作用；

（2）新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團，粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒，釋放更多的漿體來潤滑骨料；

（3）能減少用水量，使混凝土的水灰比降到更小水平，減少泌水和離析現象；

（4）具有良好的保水性，有利于泵送施工良好的工作性可大大改善混凝土的外觀質量，同時也是混凝土內在質量的保證大摻量粉煤灰混凝土的良好的工作性能，對于解決目前混凝土存在的許多問題有很重要的作用。通過對粉煤灰摻量不同的新拌高性能混凝土進行坍落度試驗表明，摻加粉煤灰對混凝土工作性的改善十分明顯，各摻量粉煤灰混凝土的坍落度均大于基準混凝上。取代率大于40%以后，隨著摻量的提高，由于粉煤灰的密度比水泥小，膠凝材料體積增大，需水量會有所上升，但即使粉煤灰摻量高達70%，混凝土坍落度仍大于基準混凝土。同時，在實踐中可看到粉煤灰高性能混凝土的粘聚性·保水性好，無離析泌水現象。

2.粉煤灰在混凝土中的機理分析

（1）粉煤灰的形態效應粉煤灰的主要礦物組成是海綿狀玻璃體，鋁硅酸鹽玻璃微珠，這些球狀玻璃體表面光滑、粒度細，質地致密，內比表面積小，不僅使水泥漿需水量小，而且它們往往填充水泥漿體孔隙中，使混凝土密實性大大提高，或者在相同用水量的情況下，可增大流動性，改善和易性和可泵性。

（2）粉煤灰的微集料效應粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，阻止了水泥顆粒的相互粘聚，而處于分散狀態有利于水化反應的進行，同時減少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密實度得以提高。

（3）粉煤灰的活性效應粉煤灰的活性效應也稱火山灰效應，粉煤灰中的活性成份SiO2和AI2O3與水泥和石灰的水化產物在水溶液中發生反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，繼而與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣。上述這些反應幾乎都是在水泥漿孔隙中進行的，大大降低了混凝土內部的孔隙率，改變了孔結構，提高了混凝土的密實度。

長期以來，國內外的混凝土中常摻有一定量粉煤灰，但作為水泥的替代材料，絕大多數情況下是以如下三種方式應用的：在旱期強度要求很低，長期強度大約在2535MPa的大體積混凝土中，大摻量的替代水泥使用；在結構混凝土里較少量的替代水泥（10%～25%）；在強度要求很低的回填或道路基層里大量使用。由于高效減水劑的應用，使混凝土的水膠比

可以大幅度降低，從而使摻用粉煤灰的性能能夠大幅度的提高。

大摻量粉煤灰混凝土作為一種新型材料，具有自身獨特的優越性，但是目前應用范圍不大，這與人們的傳統觀念及技術上的差距有關。隨著該項技術不斷完善，大摻量粉煤灰混凝土一定會在各項建設中大顯身手人類要尋求與自然和諧，大摻量粉煤灰混凝上必將以其優良的性能在保護環境、協調人類與自然的關系等方面起到積極的作用，擁有廣闊的應用前景。

第四篇：粉煤灰在混凝土中的應用

三、粉煤灰在混凝土中的作用

了解混凝土的微結構的特性及其對性能的影響后，就可以更好地認識粉煤灰在混凝土中的作用。粉煤灰的主要作用可以包括以下幾方面：

1）填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。

2）對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。

3）粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結晶發生火山灰反應，不僅生成具有膠凝性質的產物（與水泥中硅酸鹽的水化產物相同），而且加強了薄弱的過渡區，對改善混凝土的各項性能有顯著作用。

4）粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產生溫度裂縫十分有利。

下面對粉煤灰在混凝土中的作用及其機理做一些具體地分析。

長期以來，國內外在混凝土中常摻有一定量粉煤灰，但作為水泥的替代材料，絕大多數情況下是以如下三種方式應用的：在早期強度要求很低，長期強度大約在25~35MPa的大體積水工混凝土中，大摻量地替代水泥使用；在結構混凝土里較少量地替代水泥（10~25%）；在強度要求很低的回填或道路基層里大量摻用。

對于粉煤灰的作用機理和應用技術，多年來進行了大量的研究工作，取得了不少進展，這些進展對粉煤灰在混凝土中的應用起了一定的推動作用。如摻用的方法從等量替代水泥，發展到超摻法、代砂法以及與化學外加劑同時使用的雙摻法。對于粉煤灰的作用機理，從主要是火山灰質材料特性的作用（消耗了水泥水化時生成薄弱的，而且往往富集在過渡區的氫氧化鈣片狀結晶，由于水化緩慢，只在后期才生成少量C-S-H凝膠，填充于水泥水化生成物的間隙，使其更加密實），逐步發展到分析它還具有形態效應、填充效應和微集料效應等。但無論哪一方面的研究成果，似乎都改變不了這樣一個事實：在混凝土中摻粉煤灰要降低混凝土的強度，包括28天齡期以后一段時間里的強度，其他性能當然也相應受到不同程度的影響，而且這些影響要隨著摻量的增大而加劇。這個事實始終禁錮著粉煤灰在混凝土中，尤其是結構混凝土中的摻量，而且似乎形成了這樣一種成見：摻用粉煤灰是以犧牲結構混凝土的品質為代價的。

事實上，如前所述，由于高效減水劑的應用，使混凝土的水膠比可以大幅度降低，從而使摻用粉煤灰的效果大為改善，使大摻量粉煤灰混凝土的性能能夠大幅度地提高。

1）水膠比的影響 水膠比的上述變化為什么影響這么大呢？在高水膠比的水泥漿里，水泥顆粒被水分隔開（水所占體積約為水泥的兩倍），水化環境優異，可以迅速地生成表面積增大1000倍的水化物，有良好地填充漿體內空隙的能力。粉煤灰雖然從顆粒形狀來說，易于堆積得較為密實，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充密實顆粒周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿的強度和其他性能總是隨摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢（當然在早齡期就更加顯著）。

在低水膠比的水泥漿里情況就不一樣了。不摻粉煤灰時，高活性的水泥因水化環境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內芯增大，生成產物量下降，但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙也同時減小，因此混凝土強度得到迅速提高。這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下（例如0.3左右），水泥的水化條件相對改善，因為粉煤灰水化緩慢，使混凝土實際的“水灰比”增大，水泥的水化因而加快，這種作用機理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（例如摻量為50%左右，初期實際水灰比則接近0.6），水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發揮，然而與此同時，需要粉煤灰水化產物填充的空隙已經大大減小，所以其水化能力差的弱點在低水膠比條件下被掩蓋，而它降低溫升等其它優點則依然起著有利于混凝土性能的作用。以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，我們可以用一個“動態堆積”的概念來認識，這是相對于長期以來沿用的靜態堆積而言的。即通常在選擇原材料和配合比時，是以各種原材料在加水之前的堆積盡量密實為依據的，但是當加水攪拌后，特別是在低水膠比條件下，如何通過粉狀顆粒水化的交叉進行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配制出的混凝土在密實成型的前提下，經過水化硬化過程，形成的微結構應該是更為密實的。上述大摻量粉煤灰混凝土的例子中，每方混凝土的用水量僅100kg左右，要比目前配制普通混凝土少幾十公斤，就是明顯的證據。有人曾進行過低水灰比（水膠比）摻/不摻粉煤灰凈漿的結合水測定試驗[6]：摻有30%粉煤灰，水膠比為0.24的凈漿，要比水灰比為0.24的純水泥漿在28d時的結合水還多，證實上述摻粉煤灰后改善了水泥在低水灰比條件下水化程度的說法。因此低水膠比條件下，大摻量粉煤灰混凝土的強度發展與空白混凝土接近，而后期仍有一定幅度的增長，在一定范圍內隨摻量變化的影響不大。當然，粉煤灰代替水泥用量大了，由于起激發作用的氫氧化鈣含量減少，使粉煤灰的水化條件劣化，所以在不同條件下存在一最佳粉煤灰摻量，并不是越大越好。

2）溫度的影響 眾所周知，溫度升高時水泥水化的速率會顯著加快。研究表明：與20℃相比，30℃時硅酸鹽水泥的水化速率要加快一倍。由于近些年來大型、超大型混凝土結構物的建造，構件斷面尺寸相應增大；混凝設計土強度等級的提高，使所用水泥標號提高、單位用量增大；又由于水泥生產技術的進展，使其所含水化迅速的早強礦物硅酸三鈣含量提高、粉磨細度加大，這些因素的疊加，導致混凝土硬化時產生的溫升明顯加劇，溫峰升高。舉一個典型的例子：97年北京一棟建筑物底層斷面為1.6m×1.6m的柱子，模板采用9層膠合板材料，施工季節為夏季，混凝土澆筑后柱芯的溫峰達到110℃。

在達到溫峰后的降溫期間，混凝土產生溫度收縮（也稱熱收縮）引起彈性拉應力；另一方面，混凝土水膠比的降低，又會使因水泥水化產生的自身收縮增大，同樣產生彈性拉應力；而混凝土的水灰比（水膠比）降低，早期水化加快，混凝土的彈性模量隨強度的提高而增大，進一步加劇了彈性拉應力增長；與此同時，混凝土的粘彈性，即對于彈性拉應力的松弛作用卻顯著地減小，這一切，都導致近些年來許多結構物在施工期間，模板剛拆除或以后不久就發現表面大量裂縫。除了凝固前的塑性裂縫以外，硬化混凝土早期出現的裂縫往往深而長（實際上不可見裂縫的長度和深度，要遠比可見裂縫大得多）。為了防止可見裂縫的出現，目前常采取外包保溫措施，以減小內外溫差，這種做法被認為是有效措施而迅速地得到推廣。但是沒有注意到：由于外保溫阻礙了混凝土水化熱的散發，加劇了體內的溫升，混凝土體溫度升高，使水泥水化加速，早期強度發展更加迅速，因此也更容易出現裂縫，只是由于鋼筋的約束和對應力的分散作用，使少量寬而長的可見裂縫轉變為大量分散的不可見裂縫，它們將為侵蝕性介質提供通道，影響結構混凝土的耐久性。同時較大的彈性拉應力還可能引起鋼筋達到屈服點而滑移，從而可能影響結構的使用功能。

與水泥相比，粉煤灰受溫度影響更為顯著，即溫度升高時它的水化明顯加快。所以當混凝土澆注時環境溫度與混凝土體溫度較高時，對純水泥混凝土來說，由于溫升帶來不利的影響，而對摻粉煤灰混凝土來說，則不僅溫升下降，減小了混凝土因溫度開裂的危險，同時由于加快火山灰反應，還提高了28天強度。舉一個很有意思的例子：德國在修建一條新鐵路時，其隧道襯砌曾嚴重地開裂，當時要求混凝土10h強度不低于12MPa；后來修改了規定：以隔熱的立方模型澆注的試件12h最高強度為6MPa；如果超過了，就要增加粉煤灰的摻量來更多地代替水泥。

以上說明：由于混凝土技術的進展，使混凝土可以在比較低的水膠比條件下制備，這就使粉煤灰在混凝土中的作用出現顯著地變化。而近些年來水泥活性增大、混凝土設計等級提高促使水泥用量增大，以及構件斷面尺寸加大，在混凝土體溫度上升的前提下，進一步促進了粉煤灰在混凝土中作用的發揮，以至可以說：粉煤灰在許多情況下可以起到水泥所起不到的作用，成為優質混凝土必不可少的組分之一。

3）室內試驗與現場澆注 長期以來，人們對于混凝土強度——其質量控制主要指標（通常也就是唯一指標）的評價，一直是根據在實驗室里制備的小試件（由于骨料最大粒徑的減小，試件尺寸從200×200×200mm減小到現在的100×100×100mm），經規定齡期的標準養護（20±3℃；RH≥90%），然后在試驗機上破型得到的數據進行。Idorn[7]在91年曾擬文指出：在特定實驗室條件下取樣制備試件進行試驗作為控制質量的方法，而不去開發以物理化學為科學依據的控制方法，是不合乎當今時代的錯誤。

試驗室制備的試件與工程中澆筑構件的實際情況存在著明顯的差異：

1）制備試件時的成型條件與工程實際振搗密實的情況不相符，因此不能反映實際結構物中混凝土的振實程度（孔隙率）、沉降程度（離析、泌水）等；

2）試件養護時的溫、濕度與實際構件的情況不同，而這種差異隨著現代工程結構斷面尺寸明顯增大、施工中忽視養護的情況使反差更加劇。如前所述，混凝土構件體內的溫升及其對

3）室內試驗與現場澆注 室內試驗結果要反映工程施工中混凝土澆筑的實際情況。

長期以來，人們對于混凝土強度——其質量控制主要指標（通常也就是唯一指標）的評價，一直是根據在實驗室里制備的小試件（由于骨料最大粒徑的減小，試件尺寸從200×200×200mm減小到現在的100×100×100mm），經規定齡期的標準養護（20±3℃；RH≥90%），然后在試驗機上破型得到的數據進行。Idorn[6]在91年曾擬文指出：在特定實驗室條件下取樣制備試件進行試驗作為控制質量的方法，而不去開發以物理化學為科學依據的控制方法，是不合乎當今時代的錯誤。

試驗室制備的試件與工程中澆筑構件的實際情況存在著明顯的差異：

1）制備試件時的成型條件與工程實際振搗密實的情況不相符，因此不能反映實際結構物中混凝土的振實程度（孔隙率）、沉降程度（離析、泌水）等；

2）試件養護時的溫、濕度與實際構件的情況不同，而這種差異隨著現代工程結構斷面尺寸明顯增大、施工中忽視養護的情況使反差更加劇。如前所述，混凝土構件體內的溫升及其對混凝土水化過程的不利影響、隨后降溫時的變形以及產生的內應力，小試件是反映不出來的，更無法反映上述普通混凝土與大摻量粉煤灰混凝土在溫升影響下的反差（純水泥混凝土后期強度比小試件偏低，而大摻量粉煤灰混凝土強度發展加速和提高）。

3）自由變形的試件和受配筋及其他條件約束的實際構件，在現代結構配筋曰益密集、混凝土水膠比明顯降低的情況下，對結構混凝土性能產生的影響差異加大：試件在初齡期自身收縮增大時，強度會呈提高趨勢；而實際結構中混凝土早期強度提高（彈性模量增大）、自身收縮加劇時，則因變形受約束，引起很大的拉應力從而導致開裂，強度與耐久性降低。

以上說明：室內試驗結果難以完全反映工程施工中混凝土澆筑的實際情況。正是從這個角度出發，許多國家從事混凝土技術研究時，越來越重視足尺試驗（與實際結構物尺寸相同或者成比例縮小）和對于實際結構物的現場檢測。如上所述，其結果正和小試件的相反。對于大摻量粉煤灰混凝土，或者從更廣泛的意義上來說，在混凝土技術領域里的研究方面，我們與先進國家的差距，可能更突出地反映在這些問題上（當然還有其他方面的，例如配制混凝土時所用骨料的變異性大，因此試驗結果的重現性差；室內試驗混凝土的攪拌、成型和養護條件有待改善等等），而不是如有些人誤認為的：因為國內粉煤灰、水泥、外加劑等原材料的質量存在著很大差距，因此得不出類似結果。

四、大摻量粉煤灰混凝土

既然粉煤灰在混凝土中的作用如此重要，為什么粉煤灰混凝土，主要是大摻量粉煤灰混凝土長時間得不到推廣呢？在這里提出一個新的看法：目前許多規范中規定的鋼筋混凝土中的摻量限制（例如25%），對配制中低強度的混凝土來說，恰恰是最不利于發揮粉煤灰作用的摻量。換句話說，粉煤灰必須用大摻量，才能發揮良好的效果。這是為什么呢？

如上所述，摻用粉煤灰要想取得良好效果，水膠比必須低，而中低強度混凝土的水泥用量通常在350kg/m3以下。這種條件下，即使摻用再好的減水劑，水灰比（水膠比）也只能在0.50左右。因為再減小時，漿體體積就滿足不了填充骨料空隙并形成足夠厚度潤滑層的需要。當摻加粉煤灰時，由于它比水泥輕，等重量替代水泥時可以增大膠凝材料的體積，所以可以使混凝土的水膠比降低。但是當其摻量較小時（如規定的25%以內），增大膠凝材料的體積有限，降低水膠比的作用也就有限。前面談到的加拿大CANMET進行的大摻量粉煤灰混凝土性能之所以優異，正是因為它在膠凝材料用量為350kg/m3的條件下，粉煤灰占到57%以上，從而將水膠比降低到0.30左右獲得的結果。我們重復了它的膠凝材料比例進行試驗，因此也得到了類似的效果。

大摻量粉煤灰混凝土不僅強度發展效果良好，而且各種耐久性能也十分優異。由于能夠明顯降低水化溫升，也大大減小了混凝土早期出現開裂的危險，可以說是一種適用于除了早期強度要求非常高以外，能夠滿足各種工程條件，尤其是侵蝕性嚴酷環境要求的高性能混凝土。例如公路路面板、橋面板就是這樣一類結構，不僅工作環境嚴酷，而且需要耐磨性良好。大摻量粉煤灰混凝土的后期強度增長幅度大，恰好滿足了這樣的要求——強度和耐磨性隨著時間不斷增長。但是目前的耐磨性試驗不適宜于判斷這種混凝土的耐磨性，因為通常就在28天齡期進行快速試驗——用鋼球在試件上快速旋轉產生的磨耗量來評價。這也說明：推廣新材料、新技術需要伴隨試驗評價方法的改進。

當然，任何事物都有它的兩面性，大摻量粉煤灰混凝土也存在局限性。其中，粉煤灰—水泥—化學外加劑之間的相容性，表現為混凝土水膠比能否有效地降低，使粉煤灰能充分發揮作用，自然是應用這種混凝土首先要檢驗的問題。一般來說，當水膠比只能在0.40以上時，在中等強度要求的混凝土中使用的效果就可能成問題了。其次，由于大摻量粉煤灰混凝土的水泥用量大幅度減少，因此對于水泥質量的穩定性和粉煤灰品質的穩定性就比較高，當兩者的質量產生波動時，會給使用效果帶來明顯的影響。不過大摻量粉煤灰混凝土的水膠比較低這一特性，也有減小混凝土性能波動的益處。同時，從拌合物的工作度檢驗中，操作人員比較易于獲得粉煤灰質量發生了波動的信息，便于及時采取措施減小或避免損失。此外，工程所在地附近一定半徑范圍里，有可以適用的粉煤灰來源也十分重要，過長的運輸距離不僅使粉煤灰使用費用增加，也給及時滿足工程對粉煤灰貨源的需求帶來困難。

另外，在使用大摻量粉煤灰混凝土時，需要注意以下施工條件和事項：

1）配制混凝土的骨料級配良好，以減小空隙率，利于水膠比降低，保證使用效果；

2）必須采用強制性攪拌機拌合這種混凝土，以保證其均勻性，由于它比較粘稠，在出機口、罐車進料口、入泵口以及攤鋪過程要采取相應措施；

3）混凝土坍落度應控制比普通混凝土減小（不影響泵送與震搗）；澆注后，要及早噴灑養護劑或覆蓋外露表面，但一般情況下無需噴霧或澆水養護；

4）氣溫過低時，要采用保溫養護措施，且適當延緩拆模時間，使混凝土硬化和強度發展滿足施工需要。

五、混凝土材料的可持續發展

混凝土材料是當今用量最大、用途最廣泛的建筑材料，據統計，每年全世界的耗用量接近100億噸。如此巨大的用量，伴隨著生產、使用過程帶來礦石資源、能源的消耗，以及對大氣和環境造成的污染，已引起全世界業內的關注。

我國的水泥產量多年來居世界首位，占1/3以上。同時我國粉煤灰的年排量也是居世界首位。由于發展基礎設施建設的需要，有關部門仍在計劃投資建設更多水泥廠。過去在混凝土里摻用粉煤灰，是為了節約水泥、降低工程材料費用，今天對混凝土摻用粉煤灰的認識，應該提高到保護環境、保護資源，使混凝土材料可長久地持續應用于基礎設施建設中的高度上來認識。

大摻量粉煤灰混凝土不僅可以改善混凝土的各項性能，延長混凝土結構的使用壽命，同時可以大幅度減小耗費能源多、污染環境嚴重的硅酸鹽水泥用量，因此也是一種綠色混凝土。從這個角度出發，推廣大摻量粉煤灰混凝土在我國土木建筑工程中的應用，是一件于國于民有顯著效益的事業，必定有強大的生命力，有廣闊的發展前景。

第五篇：粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產工藝

粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產工藝

生產粉煤灰混凝土小型空心砌塊，是將粉煤灰、水泥、砂石等主要原材料按比摻配，均勻混合，用加有適量減水劑的水適度濕化，經坯料制備，擠出成型，養護而成。采用空心砌塊成型機生產，工藝簡單，易操作，成本低，產品性能良好。

粉煤灰顆粒微細，一般粒徑為0.3mm左右，相當于水泥的細度。粉煤灰量大面廣，是一種利用價值很高的“再生資源”，是生產節能型綠色建材的好材料。

用粉煤灰、水泥、砂石、適量的增塑劑和水，生產混凝土小型空心砌塊，具有諸多工藝功能。①含活性SiO2，具有火山灰作用和潛在水硬性。能水化生成水化硅酸鈣凝膠，可減少水泥用量；②能提高以水泥為膠凝材料的制品后期強度，控制堿———骨料反應；③降低水化熱，減少受熱體積和干燥干縮；④減少泌水和離析現象，改善和易性，增強產品抗壓、抗折、抗拉強度。提高砌體工程質量；⑤砌塊強度達到MU10以上，能增強砌體的結構力；⑥粉煤灰容重小，可減輕砌塊的重量。

利用粉煤灰生產混凝土小型空心砌塊，具有一舉多得的優越性。①可節約資源，降低能耗，減少運輸量，減輕建筑業的物化勞動，節約砌體粘結料；②生產工藝簡單，不需大量機械設備，不需窯爐，不燒煤，不用粘土，可節能源、耕地；③粉煤灰來源廣，使用方便，省工節能，可降低產品成本，提高經濟效益；④可變廢為寶，消除污染，保護環境；⑤用小型空心砌塊砌筑的墻體，具有隔熱、保溫、防噪功能。粉煤灰混凝土小型空心砌塊是一種環保型綠色建材，發展前景廣闊。根據多年建材生產的經驗，就粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產工藝談幾點淺見。原材料的選擇

粉煤灰的技術指標，應符合生產工藝的要求。實踐證明，原材料是產品質量的根本保證，優質材料是產品優質的基礎。生產優質粉煤灰混凝土小型空心砌塊，必須選用顆粒微細的粉煤灰、清水細砂、清水小卵石(粒徑小于10mm)、優質水泥、高效減水劑和纖維素。

1.1 粉煤灰的選擇

粉煤灰是火電廠鍋爐排出的廢渣，其排出方式有干排、濕排、混排和分排。不論哪種方式排出的粉煤灰，均可用于生產混凝土小型空心砌塊。粉煤灰顆粒越細越利提高產品的性能。

1.1.1 粉煤灰的物理性能

粉煤灰為多孔結構，對水的吸附能力大，含水分30%的粉煤灰仍呈松散狀態。其物理性能因原煤產地(種類)和電廠鍋爐效率的高低而異，差別較大。

1.2 集料的選擇

生產混凝土小型空心砌塊，須摻配相應比例的膠凝材料和骨料。

1.2.1 膠凝材料的選擇視資源條件選用42.5級以上的普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或硅鎂水泥。

1.2.2 骨料的選擇

骨料在砌塊中起著骨架作用，既增強了砌塊的強度，又減少了砌塊的收縮裂縫。選擇骨料應控制粒徑，一般采用10mm以下細度的清水卵石、清水細砂，有條件時可采用10mm細度的磚瓦碎屑或礦渣代替卵石，也可用煤矸石粉或硅灰代替細砂，便能與水泥一道發揮更好的活化作用。