摘要：在混凝土中摻入適量的粉煤灰，可改善其諸多方面性能，降低工程造價。本文闡述了粉煤灰混凝土的各項性能，討論了其施工特點及工程應用。
　　關鍵詞：混凝土；粉煤灰；性能；應用
　　一、引言
　　隨著混凝土在工程中的大量應用和發展，粉煤灰正在逐漸成為制備混凝土的必備原材料之一。美國是粉煤灰混凝土科學技術發展的先驅，率先建造的蒙大拿州餓馬壩工程，取得了改善混凝土性能、節約水泥的優良效果。80年代以來，世界各國對粉煤灰的研究與應用進入新的發展階段[1]。在我國，粉煤灰混凝土已廣泛應用于城市建設的混凝土工程中，如房屋建筑、道路橋梁、地鐵、隧道、污水管道、排水管道、大型基礎及市郊水利工程等領域。
　　在現代混凝土中，粉煤灰已成為混凝土的一個組分，與水泥、集料、水、外加劑具有同等重要的地位。粉煤灰高性能混凝土以耐久性為主要目標進行設計。為達到高耐久性，粉煤灰混凝土應具備的性能是：在新拌狀態有良好的工作性和和易性；增加混凝土粘聚性，減少離析與秘水，以使成型均勻、密實[2]；水化硬化早期的沉降收縮和水化收縮小，降低由于水化熱帶來的混凝土溫度升高，硬化過程干縮小，以達到減小初始裂縫，降低混凝土的滲透性。
　　二、粉煤灰混凝土的性能
　　粉煤灰對混凝土性能的影響可分為三個階段：（1）新拌混凝土階段：影響混凝土的凝結時間，改善和易性，改變流變特性，提高可泵性等；（2）硬化中的混凝土階段：調節硬化過程，降低水化熱；（3）硬化后的混凝土階段：提高后期強度，抑制堿-集料反應，提高抗滲性、抗硫酸鹽侵蝕性等耐久性能。
　　（一）強度
　　粉煤灰通過減少用水量、增大膠結材含量和后期火山灰反應，對混凝土產生影響，提高其后期強度。
　　抗壓強度：粉煤灰在混凝土中作為膠凝材料使用，因粉煤灰的活性比水泥小，在28d齡期內摻入粉煤灰的混凝土與不摻粉煤灰的混凝土相比，強度往往較低。但隨著火山灰反應的不斷進行，強度不斷增長，90d后超過不摻粉煤灰的基準混凝土。
　　劈裂抗拉強度與抗折強度：實驗表明，粉煤灰對混凝土抗拉強度和抗彎強度的影響遠大于抗壓強度，這就可以顯著提高混凝土的抗裂性能。粉煤灰混凝土的拉壓比、折壓比均高于基準混凝土的相應值。
　　（二）和易性
　　粉煤灰主要通過以下幾點改善混凝土的和易性：
　　1．優質粉煤灰中含有70%以上的球狀玻璃體，這些球狀玻璃體表面光滑無棱角，摩擦力小，在混凝土的攪拌、泵送、振搗過程中起著一種類似于軸承的潤滑作用；
　　2．新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團，粉煤灰的摻入可填充水泥空隙，有效分散水泥顆粒，同時能夠形成更多的漿體來潤滑骨料，提高了混凝土的工作性；
　　3．摻入粉煤灰可以補償細骨料中細微顆粒的不足，使砂漿基體中連續的泌水渠道被中斷，同時品質良好的粉煤灰在同樣的稠度下能減少混凝土的拌和用水量，使混凝土中的水灰比降低到更小水平，減少泌水和離析現象。
　　（三）抗凍性
　　通常采用反復凍融的測試方法評定混凝土的抗凍性能。研究表明，混凝土中以20%粉煤灰取代相應的水泥時，其抗凍性超過基準混凝土。但是粉煤灰摻量太高時，經過150-200次凍融循環后，混凝土出現明顯的破壞[3]。引氣量和強度是影響混凝土抗凍性的主要因素，滿足抗凍性要求的引氣量取決于混凝土的強度等級，混凝土強度越高，滿足抗凍性所需的引氣量越低。當粉煤灰混凝土中的引氣量小于3.5%時，水灰比對抗凍性有顯著的影響；引氣量超過這一范圍時，水灰比對混凝土的抗凍性影響不大。
　　（四）抗滲性
　　粉煤灰的三種效應[4]均能提高混凝土的抗滲性。活性效應：粉煤灰中的Al2O3、SiO2與水泥的水化物反應，生成水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣，降低了基體的孔隙率，提高了混凝土的抗滲性。形態效應：粉煤灰中的玻璃微珠，保水性好，可減少泌水通道，提高混凝土抗滲性。微集料效應：粉煤灰中的微細顆粒分布于水泥顆粒之間，增加了混凝土的密實性，提高混凝土的抗滲性。
　　（五）抗碳化性
　　一般來說，摻入粉煤灰后，要比普通混凝土碳化速度快。因為粉煤灰中存在活性氧化硅和活性氧化鋁，它們與水泥水化產物氧化鈣結合形成具有膠凝性的物質，降低了混凝土的PH值，使得碳化速度加快，在高粉煤灰摻量下更加明顯。一般摻用優質減水劑或改善膠凝材料的級配，降低水灰比，可使粉煤灰混凝土減慢碳化速度，滿足工程要求。
　　三、粉煤灰混凝土的施工要點
　　粉煤灰混凝土在進行澆筑施工時應嚴格控制其塌落度，避免塌落度過大；同時，在保證充分振搗的前提下，要防止混凝土過振，過振將使混凝土表面出現明顯的粉煤灰浮漿層，影響混凝土的強度、耐久性及外觀。
　　粉煤灰混凝土應及早進行養護，一般用塑料薄膜或噴灑養護劑覆蓋，這一點與水泥混凝土所進行的濕養護不同。覆蓋的目的一方面是為了避免水分從表面蒸發，形成毛細孔道，導致表面層微結構疏松，并為內部水分進一步蒸發提供通道；另一方面是為了避免處于表面層的粉煤灰因缺水而不能進行二次水化反應，從而導致粉煤灰混凝土的強度和密實性下降。
　　低溫季節施工，要采取早強和保溫措施，粉煤灰表面最低溫度不得低于5℃，才能保證混凝土盡快獲得所需的強度。
　　四、粉煤灰混凝土的工程應用
　　目前，國內外粉煤灰在混凝土中應用的途徑主要有以下幾種。
　　（一）粉煤灰在水泥及混凝土中的應用
　　利用粉煤灰生產水泥，是粉煤灰綜合利用的一種主要途徑。應用粉煤灰可以生產一些特種水泥：大壩水泥、無熟料水泥等。由于粉煤灰質量均勻、需水量比低，同時具有火山灰活性，因此將其用作混凝土摻合料取代部分水泥時，能有效改善混凝土和易性、堿集料反應及抗硫酸鹽侵蝕等性能，提高抗滲性，減少早期的干燥收縮現象。
　　（二）粉煤灰混凝土生產建材制品
　　粉煤灰混凝土輕質隔墻板。主要是用水泥粉煤灰泡沫混凝土生產輕質墻板，或在輕度墻板的基礎上，配料時加入部分粉煤灰生產輕質隔墻板。
　　粉煤灰加氣混凝土。它是一種新型、輕質保溫節能的墻體材料。特別適用于地震區、高層建筑填充墻和寒冷地區的外墻，可減輕墻重，增加使用面積。
　　粉煤灰混凝土路面磚。其以水泥和粉煤灰為混合膠結料再配以粗骨料等原料，經計量攪拌、成型、養護制成。可制成方磚、連鎖路面磚、仿古磚及其它形狀的路面磚等。
　　（三）粉煤灰混凝土用于道路工程
　　粉煤灰可直接用于路面、基層、填筑路堤及結構回填等道路工程中，部分取代傳統筑路材料，目前已得到廣泛應用。大量工程實踐證明，用粉煤灰替代部分水泥，鋪筑水泥路面，在有利于降低混凝土初始坍落度，延長混凝土初凝時間，減少運輸過程中的坍落度損失，降低水化熱和混凝土溫度，減少路面收縮裂縫，提高路面抗壓強度的同時，還能降低工程造價。
　　五、結論
　　對粉煤灰混凝土的研究與探討，近年來得到了很大關注。由于粉煤灰能明顯改善混凝土的工作性能、力學性能和耐久性能，使其在混凝土中的應用越來越廣泛，發展使用粉煤灰混凝土具有顯著的技術、經濟和社會效益，是可持續發展的需要，在我國有廣闊的應用前景。
　　參考文獻
　　[1]王福元,吳正嚴.粉煤灰利用手冊[M].北京:中國電力出版社,1997.
　　[2]黃士元,蔣家奮,楊南如,周兆桐等.近代混凝土技術[M].陜西科學技術出版社,1997.
　　[3]孫學偉,司衛平.粉煤灰高性能混凝土的性能及應用[J].山東建材,2008年第4期.
　　[4]王愛勤.建筑混凝土[M].化學工業出版社,2001.