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【摘要】本文主要通过粉煤灰的物理性能，研究将粉煤灰应用于混凝土中，对混凝土各种性能的影响。
【关键词】粉煤灰混凝土；物理性能；长期性与耐久性；基本力学；性能
Abstract: This article mainly through the fly ash physical properties, research the influence of the concrete performance which was applied fly ash in concrete,.
Key words: fly ash concrete; physical properties; long-term durability; basic mechanics; performance
中圖分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：
前言
我国是一个产煤大国，随着工业发展，发电量的增加，使得粉煤灰排放量逐年增多。粉煤灰是人工火山质材料，本身并无胶凝性能，在常温下当有水存在时，能与石灰起化学反应，生成具有胶凝性能的水化产物，这些水化产物在空气中立即硬化，而后渐渐具有水硬性。粉煤灰具有活性、分散性、填充性、稳定性，对于混凝土来说可以利用粉煤灰的活性，节约水泥，利用填充性改善混凝土密实度，改善和易性和减少用水量，利用稳定性，改善混凝土拌合物的粘聚性和匀质性。
随着对粉煤灰在混凝土效应研究的不断深入及应用经验的积累，粉煤灰的诸多优点逐渐被发现。针对这一现状，仅对粉煤灰在混凝土中的作用及影响进行了初步研究。
一 粉煤灰混凝土物理性能：
1 标准稠度用水量
水泥、水泥与不同掺量粉煤灰混合物的标准稠度用水量表
胶凝系统组成 标准稠度用水量%
100%水泥 27.0
90%水泥+10%粉煤灰 26.6
80%水泥+20%粉煤灰 26.0
70%水泥+30%粉煤灰 25.8
由上述表格可以看出，粉煤灰掺量越大，标准稠度用水量越小。
2 坍落度损失情况
粉煤灰混凝土比基准混凝土坍落度损失明显减少，这样有利于热天施工，特别是商品混凝土输送及泵送混凝土施工。
3 凝结时间
由于粉煤灰在形成的过程中，其表面吸附了一定量的氧化钠及三氧化硫，这些化合物延长了混凝土的凝结时间，所以掺粉煤灰混凝土比基准混凝土凝结时间慢，初凝均比基准混凝土推迟大约1-3小时。
3 水化热
水泥水化作用是放热作用，混凝土导热性能差,硬化初期易造成内外温差。内外温差会使混凝土内部产生温度应力，导致混凝土力学特性弱比。混凝土内部温升随着龄期的增加，逐渐增大。在混凝土中加入粉煤灰可以大大降低水泥水化热，显著改善混凝土的温升，提高了混凝土早期内部结构及力学性能。同时很适用于大体积混凝土工程。以下是粉煤灰混凝土水化热与龄期关系曲线：
二 粉煤灰混凝土的长期性和耐久性
1 抗渗性
由于火山灰反应，使混凝土内性能不稳定的氢氧化钙转为结构上致密，性能上稳定的胶凝物质，提高了混凝土的抗渗性。所以，掺粉煤灰混凝土比基准混凝土抗渗性能有所提高。
2 抗冻性
粉煤灰的混凝土比基准混凝土28天龄期的抗冻性能有所降低。
3 干缩性
粉煤灰的混凝土比基准混凝土的收缩值小，收缩情况基本相近。
4 钢筋粘结力
由于粉煤灰混凝土比基准混凝土胶结料明显增多，均匀性较好，因而增强了其粘结强度。因此，粉煤灰混凝土比基准混凝土钢筋粘结力有所提高。
5 碳化性
粉煤灰混凝土的碳化深度比基准混凝土大，但粉煤灰混凝土在50年碳化深度一般均小于钢筋混凝土的保护层厚度。
三 粉煤灰混凝土的基本力学性能
1 抗压强度
粉煤灰混凝土早期强度前3天随着龄期的增加，逐渐升高，但升幅缓慢，而养护7天后，其强度有增长加快的趋势，28天强度达到或超过不掺粉煤灰混凝土强度。
粉煤灰混凝土早期强度与龄期关系
2 抗折、抗拉性能
粉煤灰混凝土抗折、抗拉强度基本上与基准混凝土相近。
五 以C50混凝土配合比设计及各龄期强度为例：
一） 1 历史最高水平C50基准混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 水L/m3
540 550 1130 200
二） 掺入粉煤灰和外加剂的C50混凝土配合比：
2 掺入10%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
486 535 1145 54 14.0 200
3 掺入20%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
432 520 1160 108 14.0 200
4 掺入30%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
378 515 1165 162 14.0 200
三） 实验结果分析
按上述四组配合比制作混凝土试件，并按标准要求将各件在标准条件下养护7天、28天、90天，得到以下各龄期的抗压强度值：
组序号 R7 R28 R90
1 52.5 62.8 66.1
2 51.8 63.9 68.9
3 51.0 65.7 71.2
4 48.9 64.3 73.1
从以上强度中台以看出，混凝土的7天强度会随着粉煤灰掺量的增加而降低，但28天、90天强度会逐渐升高。
六 结论
在商品混凝土生产中，绝大部分均以泵送混凝土方式供应。在大体积混凝土地下工程中，掺入粉煤灰，尽可能选用60天龄期做为检验混凝土强度等级的标准，这样充分发挥粉煤灰混凝土后期强度增长的优势，又可以节约水泥。综上所述，粉煤灰在泵送混凝土中已成为不可缺少的一种主要原材料。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】粉煤灰混凝土；物理性能；长期性与耐久性；基本力学；性能
Abstract: This article mainly through the fly ash physical properties, research the influence of the concrete performance which was applied fly ash in concrete,.
Key words: fly ash concrete; physical properties; long-term durability; basic mechanics; performance
中圖分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：
前言
我国是一个产煤大国，随着工业发展，发电量的增加，使得粉煤灰排放量逐年增多。粉煤灰是人工火山质材料，本身并无胶凝性能，在常温下当有水存在时，能与石灰起化学反应，生成具有胶凝性能的水化产物，这些水化产物在空气中立即硬化，而后渐渐具有水硬性。粉煤灰具有活性、分散性、填充性、稳定性，对于混凝土来说可以利用粉煤灰的活性，节约水泥，利用填充性改善混凝土密实度，改善和易性和减少用水量，利用稳定性，改善混凝土拌合物的粘聚性和匀质性。
随着对粉煤灰在混凝土效应研究的不断深入及应用经验的积累，粉煤灰的诸多优点逐渐被发现。针对这一现状，仅对粉煤灰在混凝土中的作用及影响进行了初步研究。
一 粉煤灰混凝土物理性能：
1 标准稠度用水量
水泥、水泥与不同掺量粉煤灰混合物的标准稠度用水量表
胶凝系统组成 标准稠度用水量%
100%水泥 27.0
90%水泥+10%粉煤灰 26.6
80%水泥+20%粉煤灰 26.0
70%水泥+30%粉煤灰 25.8
由上述表格可以看出，粉煤灰掺量越大，标准稠度用水量越小。
2 坍落度损失情况
粉煤灰混凝土比基准混凝土坍落度损失明显减少，这样有利于热天施工，特别是商品混凝土输送及泵送混凝土施工。
3 凝结时间
由于粉煤灰在形成的过程中，其表面吸附了一定量的氧化钠及三氧化硫，这些化合物延长了混凝土的凝结时间，所以掺粉煤灰混凝土比基准混凝土凝结时间慢，初凝均比基准混凝土推迟大约1-3小时。
3 水化热
水泥水化作用是放热作用，混凝土导热性能差,硬化初期易造成内外温差。内外温差会使混凝土内部产生温度应力，导致混凝土力学特性弱比。混凝土内部温升随着龄期的增加，逐渐增大。在混凝土中加入粉煤灰可以大大降低水泥水化热，显著改善混凝土的温升，提高了混凝土早期内部结构及力学性能。同时很适用于大体积混凝土工程。以下是粉煤灰混凝土水化热与龄期关系曲线：
二 粉煤灰混凝土的长期性和耐久性
1 抗渗性
由于火山灰反应，使混凝土内性能不稳定的氢氧化钙转为结构上致密，性能上稳定的胶凝物质，提高了混凝土的抗渗性。所以，掺粉煤灰混凝土比基准混凝土抗渗性能有所提高。
2 抗冻性
粉煤灰的混凝土比基准混凝土28天龄期的抗冻性能有所降低。
3 干缩性
粉煤灰的混凝土比基准混凝土的收缩值小，收缩情况基本相近。
4 钢筋粘结力
由于粉煤灰混凝土比基准混凝土胶结料明显增多，均匀性较好，因而增强了其粘结强度。因此，粉煤灰混凝土比基准混凝土钢筋粘结力有所提高。
5 碳化性
粉煤灰混凝土的碳化深度比基准混凝土大，但粉煤灰混凝土在50年碳化深度一般均小于钢筋混凝土的保护层厚度。
三 粉煤灰混凝土的基本力学性能
1 抗压强度
粉煤灰混凝土早期强度前3天随着龄期的增加，逐渐升高，但升幅缓慢，而养护7天后，其强度有增长加快的趋势，28天强度达到或超过不掺粉煤灰混凝土强度。
粉煤灰混凝土早期强度与龄期关系
2 抗折、抗拉性能
粉煤灰混凝土抗折、抗拉强度基本上与基准混凝土相近。
五 以C50混凝土配合比设计及各龄期强度为例：
一） 1 历史最高水平C50基准混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 水L/m3
540 550 1130 200
二） 掺入粉煤灰和外加剂的C50混凝土配合比：
2 掺入10%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
486 535 1145 54 14.0 200
3 掺入20%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
432 520 1160 108 14.0 200
4 掺入30%粉煤灰C50混凝土配合比：
水泥kg/m3 砂子kg/m3 石子kg/m3 粉煤灰kg/m3 高强泵送剂kg/m3 水
L/m3
378 515 1165 162 14.0 200
三） 实验结果分析
按上述四组配合比制作混凝土试件，并按标准要求将各件在标准条件下养护7天、28天、90天，得到以下各龄期的抗压强度值：
组序号 R7 R28 R90
1 52.5 62.8 66.1
2 51.8 63.9 68.9
3 51.0 65.7 71.2
4 48.9 64.3 73.1
从以上强度中台以看出，混凝土的7天强度会随着粉煤灰掺量的增加而降低，但28天、90天强度会逐渐升高。
六 结论
在商品混凝土生产中，绝大部分均以泵送混凝土方式供应。在大体积混凝土地下工程中，掺入粉煤灰，尽可能选用60天龄期做为检验混凝土强度等级的标准，这样充分发挥粉煤灰混凝土后期强度增长的优势，又可以节约水泥。综上所述，粉煤灰在泵送混凝土中已成为不可缺少的一种主要原材料。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。