粉煤灰指标对混凝土性能的影响
粉煤灰对混凝土最直观的影响是新拌混凝土工作性能的需水量比，和对硬化混凝土的力学强度（强度活性指数）。
需水量对于粉煤灰的很多工程应用是非常重要的物理指标，它是指粉煤灰和水的混合物达到某一流动度下所需要的水量，粉煤灰需水量越小工程利用价值就越大。有的学者[5]采用下列函数表示粉煤灰需水量比Y与粉煤灰细度XM（45μm 筛余%）、密度X2、烧失量X3的关系。
Y=104.3 X10.05 X2-0.261 X30.0054 (1.1)
Thomas[6]根据比较多的实验给出需水量比Y与粉煤灰细度XM（45μm筛余%）之间的关系如下式。
当烧失量3～4%时 Y=88.76+ 0.25XM (1.2) 相关系数r=0.86
当烧失量5～11%时 Y=89.32+ 0.38XM(1.3) 相关系数r=0.85
上述3个实验归纳式说明细粉煤灰可以降低粉煤灰的需水量比，其中的机理可能是磨细粉煤灰粉碎空心颗粒，释放内部的自由水分，另一方面也提高了粉煤灰的堆积密度所致。因此细磨粉煤灰是改善粉煤灰品质的一项技术措施。
从(1.1)式可以看出影响粉煤灰需水量比的另一因素是烧失量，烧失量越大粉煤灰的需水量比越大，对粉煤灰烧失量贡献最大的物质主要是有机成分的未燃尽的残碳和未变化或变化不明显的煤粒。K．Wesche[7]试验粉煤灰掺量为20%，结果表明，随烧失量增加粉煤灰水泥砂浆的相对流动扩展度迅速降低，当烧失量超过10%时，粉煤灰的相对扩展度比基准水泥砂浆还低。烧失量对粉煤灰需水量比的影响是由于未燃尽的残碳的存在，主要以空心碳和网状碳的形貌存在，其存在的状态是单体形式、粘结在粉煤灰颗粒的表面、被包裹在粉煤灰颗粒中三种形式[8]。这些粗大多孔的碳颗粒不仅使粉煤灰的需水量比增大，而且对混凝土的引气剂效果产生不利的影响，因为这些碳粒更容易吸附引气剂。因此掺加高烧失量粉煤灰通常需要更大计量的引气剂。此外高烧失量的粉煤灰因为含炭组分高的颗粒比较轻，在混凝土搅拌、运输和成型过程中容易浮到表面造成混凝土的离析。
由上可见，影响粉煤灰需水量比的因素主要为细度、烧失量。
细度：对和易性的影响主要体现在粘聚性方面，另外掺量过高对强度也有影响。对耐久性也有影响，细度大的粉煤灰耐久性差，实体中混凝土碳化较大。
烧失量：粉煤灰中的未燃碳是有害成分，烧失量越大，含碳量越高，混凝土的需水量就越大，从而导致水胶比提高，严重影响了粉煤灰效用的充分发挥，同时粉煤灰烧失量过高会严重影响对混凝土中含气量的控制。
需水量比：需水量比是核心，关系到外加剂掺量/混凝土需水量等。影响需水量比的因素除了烧失量和细度外，还有含珠率、微珠的粒形状等等因素，是“先天”条件所决定，难以“后天”弥补。
2.粉煤灰细度对混凝土强度的影响
细度是衡量粉煤灰品质的主要指标，粉煤灰细度大小，对所配制的混凝土性能影响很大。
(1)这是因为细灰中含有大量具有火山灰活性的玻璃微珠，当掺入混凝土中时，能与水泥水化析出的ca(OH)反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝物质。
(2)它们在混凝土中，能起到滚珠作用、解絮作用和致密作用，从而减少混凝土的用水量改善和易性，提高密实性。
(3)这些微珠，均匀分布于水泥浆体中，能增强硬化浆体的结构强度，改交了混凝土的均匀
性，填充和细化了混凝土的孔隙和毛细孔(更多关于粉煤灰加气块的技术细节,请咨询河南强源)。所以，掺用这样的粉煤灰，不仅能取代部分水泥和细集料，降低成本，还能改善混凝土的性能，提高工程质量。而颗粒较粗的粉煤灰，多为海绵状多孔体、珠连体和没烧透的碳粒，其强度低、活性小，用于拌制混凝土，不但增加水泥浆体中的疏松颗粒，还会增加用水量，对砼质量有不良影响。为此，国内外有关用于混凝土的粉煤灰技术标准，多把“细度”列为首要考核指标。
我国粉煤灰综合利用现状及粉煤灰在砂浆、混凝土中应用的质量控制
专家介绍：王思恭
北京市新兴轻体材料厂总工程师
北京粉煤灰专业委员会主任
全国粉煤灰信息交流网副网长
我国粉煤灰综合利用现状及粉煤灰在砂浆、混凝土中应用的质量控制
（本文系山西低碳网首发）
随着我国经济建设和电力事业的发展，全国发电总装机容量近7亿kw，其中，燃煤发电约占80%，粉煤灰的年排量近3亿吨，粉煤灰利用量和技术途径均有了新的发展，技术水平不断提高，但是，利用工作开展也不平衡，边远地区，堆存量占用了大量农田，对环境造成很大威胁，因此，开展粉煤灰综合利用，保护环境，是我国一项长期的技术经济政策。
几十年来，国家为鼓励工业废渣综合利用，制定了一系列技术、经济和管理方面的政策，原国家计委对粉煤灰综合利用技术政策总的原则是：“突出重点，因地制宜”和“巩固、完善、推广、提高的方针，把大批量用灰技术作为重点，注重提高粉煤灰综合利用的经济效益、社会效益，推广成熟的粉煤灰综合利用技术。
几十年来，普通低钙粉煤灰的研究工作始终未停止，上世纪50年代，首先从水泥、砂浆、混凝土中做混合材和掺合料开始研发，以后又发展到建材制品、筑路等领域，随着生产的发展，利用率在不断提高。在一些大中城市，粉煤灰在混凝土中已成为不可缺少的一种材料。在应用过程中，对粉煤灰提出了品质要求，自1979年[GB/1596-1979]出台后，到2005年为止，又陆续出台了[GB/T15321-94]、[GBJ146-90]、[GB/T1596-1991]、[GB/T1596-2005]等国标和行标，有的省市还制订了地方标准，完善了对质量的要求，为生产应用创造了条件。国家为鼓励粉煤灰利用，为粉煤灰的利用铺平道路;80年代联合国出资援助中国，派国内技术人员赴国外学习考察，请国外专家来华技术座谈、交流;国内各地逐步建立学会、协会，不定期进行生产、学术交流，为粉煤灰的利用工作形成了一条龙配套服务。
进入21世纪后，由于发电量猛增，燃煤电厂SO2排放巨增，2005年排放达2000万吨以上。导至SO2污染严重的原因：一是发电用煤量幅度增加，煤质下降。二是电力行业的脱硫能力严重滞后，仅占装机容量的10%.三是火电机组超标排放普遍存在。四是由于给电力企业增加了成本，延缓污染治理。最新研究表明，每排放一吨SO2可造成近2万元的经济损失，因此，SO2污染控制工作已成为我国电力行业当前的首要任务。为了有效控制SO2的排放，最经济最有效的措施是：通过向烟气中喷入石灰石（脱硫剂）用来吸收烟气中的SO2，控制其排放量。当脱硫剂喷入后在烟气中反应生成Caso3、Caso4，由于脱硫剂的加入，所排灰渣，其物理、化学性能与未脱硫灰渣发生了很大变化。
根据国家能源政策的改变，今后火力发电的重点是在煤矿区建立坑口电站，鼓励用低热值燃料发电。发电厂（站）炉型将过去以煤粉炉为主转化为以循环流化床锅炉为主，炉型的改变、燃料品种的改变，所排放的灰渣品质也随之发生变化，在使用时一定要分清粉煤灰的品质、性能，切忌套用。
我国粉煤灰主要利用途径及利用量分别是：
1.1建材制品：占用灰总量35%，主要技术有：做水泥的原料和混合材、加气混凝土、烧结陶粒、烧结砖、蒸压砖等。
1.2建筑工程：占用灰总量10%，主要用于砂浆或混凝土的掺合料等。
1.3道路工程：占用灰总量20%，主要用于路基基层，沥青混凝土掺料，护坡等。
1.4农业：占用灰总量15%，主要用于改良土壤，制作肥料。
1.5回填：占用灰总量15%，主要有工程回填，矿井回填等。
1.6提取矿物：占用灰总量5%，主要有提取漂珠、微珠、铝等;作为塑料、橡胶的填充料。
本文重点介绍砂浆和混凝土中掺用粉煤灰的质量控制问题。
2、不同粉煤灰的几个主要差异
2.1不同灰的形成差异
火电厂使用的燃料不同、锅炉炉型、容量大小、炉膛的高度、炉温及燃料颗粒在炉内运转过程不同，则产出粉煤灰的理化性质就不同。电厂锅炉内是否添加了脱硫剂与燃料同烧，则产出的粉煤灰更是不同。因此，火电厂产出的粉煤灰从理化性质及利用上可划分为以下三种灰：
2.1.1煤粉炉粉煤灰（PC灰，又叫普通低钙灰）
煤粉炉燃用细度低于100μm的高热值煤（Qannet大于20000kj/kg），炉温高（在14000C 以上）、燃料颗粒在炉内停留时间短（仅1~2S），产出的飞灰是经高温熔融化合后淬冷的产物，粉煤灰以球形颗粒、玻璃体为主，灰分少。
2.1.2流化床粉煤灰（简称CFB灰）
是燃用低热值燃料由CFB锅炉低温（850~9500C）烧出的粉煤灰。每燃1吨低热值燃料，产灰量为400~600kg以上。由于炉温低，杂质只能软化，不能熔融，灰的颗粒粗糙、球形颗粒少，且含炭量高，最高可达20%。
2.1.3流化床干式脱硫灰（CFB脱硫灰）
是在CFB炉内加脱硫剂与燃料共烧产出，由原本的粉煤灰相及新增的脱硫相共同混合而成。由于添加了脱硫剂，因此产灰量比不脱硫的流化床大5~10%以上。
2.2在化学成分上的差异
我们统计了68个煤粉炉灰的化学成分（平均值），对比山东7个低热值燃料CFB粉煤灰化学成分（平均值）及包括美国、石家庄热电厂、白马热电厂燃煤CFB脱硫灰渣的化学成分和对比4个低热值燃料CFB脱硫灰渣的化学成分（平均值），认为它们在化学组成上是有差别的，其大致的变化趋势是：PC灰中SiO2+ Al2O3及SiO2+ Al2O3+Fe2O3所占的比例最高且比较稳定，而CaO及SO3等成分较少，因此其火山灰活性最高，性能最稳定，适合建材行业及水泥砼中使用。另外，由于灰中碱性成分如CaO、MgO+ K2O+Na2O等较低，而SiO2+ Al2O3含量高，所以PC灰呈酸性较多；山东7个低热值燃料CFB灰的相应成分及性能次之。而两种脱硫灰渣中的CaO（含f-CaO）含量高，但是SiO2+ Al2O3及SiO2+ Al2O3+Fe2O3量低。因此，CFB脱硫灰渣的火山灰活性是低于PC灰和CFB灰渣的。当CFB脱硫灰中f-CaO含量高遇水后的自硬性十分明显，给工程带来影响；当灰中f-CaO与SO3过高，在掺到水泥及混凝土制品中后会引起滞后的体积膨胀，破坏了水泥及混凝土的安定性；当灰中硫化物含量高的用于烧结砖时，则因SO3在大于6000C时就开始以SO2形式逸出，造成新的大气污染而大大限制了脱硫灰渣的使用范围。
2.3在矿物组成上的差别
粉煤灰的矿物组成是粉煤灰品质的重要指标，了解灰的矿物相特点、形成机理等，有利于提高我们科学利用粉煤灰的水平及效果。
2.3.1 PC灰的矿物质基本由玻璃体、结晶体及少量未燃尽炭粒组成。PC灰中玻璃体占主要份量，结晶体主要由石英、莫来石、磁铁矿和赤铁矿组成。结晶体中莫来石是由煤炭中粘土类（以高岑土为主）矿物在11500C以上的高温下熔融化合后形成的，其含量与煤种有关。（而PC灰中未燃尽的碳，以烧失量来表示，其含量较大时，将影响在工程上的使用。）
2.3.2 CFB灰相对PC灰的主要差别是，结晶体中几乎没有莫来石矿物。未燃尽的炭粒在飞灰中含量较多，底渣中相对较少，所以CFB底渣反而比飞灰好用，销量更大。CFB灰烧失量的测定值与含炭量之差值较大，使用时要注意。
2.3.3 CFB脱硫灰矿物组成的特点。
脱硫渣由粉煤灰体和脱硫体组成。粉煤灰体中，仍保留有CFB灰渣特征的非结晶体，其结晶体的含量有一定增加，但仍不含莫来石。其脱硫相中的矿物成分主要是脱硫产物CaSO4、CaSO3及少量入炉后剩余的脱硫剂（CaCO3）及其分解产物CaO（包括活性很高的f-CaO）。但若脱硫过程中有水化过程的话（湿化工艺），则脱硫灰中还有Ca（OH）2及CaCl2盐类，这些晶体矿物虽然数量不多，但却影响脱硫灰渣活性及其使用，有不可忽视的影响。
2.4在物理性能方面的差异
粉煤灰的综合利用，多是利用粉煤灰渣的物理性能。因此，灰渣物理性能的差异就往往决定了灰渣综合利用的效果、范围与效益。
我国三峡工程长期成功大量使用PC灰，他们认为，从工程使用的角度看，五项质量指标中，关键是含碳量、细度和需水量比这三个物理指标，而需水量比又是核心值。
对比三种灰的三个物理指标，其特点是：除细度指标明显差以外，对含碳量及需水量比而言，PC灰小于CFB灰，更大大小于脱硫灰。所以，脱硫灰很难直接用到大型工程。目前大量文章报导的许多物理特性参数多是用于砼工程、砼制品及水泥行业的，而煤矿井下工程所需粉煤灰的物理特性指标，缺乏系统的、成规模的研究，影响使用，急需立项研究，开拓新领域。
2.5三类灰在研究的深入程度方面差别很大
2.5.1 PC灰的研究比较成熟。国外对PC灰的研究源自上世纪30年代。我国自上世纪50年代初，也开始了一系列基础及应用研究，并在建材、地面建筑、水工大坝、港口、铁路、公路、煤矿、农业、林业等方面大规模应用，取得了一系列重要成果，为我国粉煤灰的综合利用打下坚实的理论与实践基础。
当前，PC灰也成了许多大中型电厂有品牌、有商标的商品之一，已在我国大型建筑中的砼工程。（如北京奥运工程、三峡大坝等。）
2.5.2 CFB粉煤灰的研究应用情况
此种炉型在矿区已是主力炉型。我国矿区大多地处偏远地区，因此，CFB电厂多远离经济发达、研究力量较强的大中城市。加之我国在一开始建设CFB电厂时是以燃用低热值燃料为出发点，初期建设投资少，设备相对简便，例如，吸尘及除灰系统等皆比较简易、不完善，对粉煤灰的质量意识普遍重视不够。目前有一些矿区及地方把流化床灰很粗糙地当作PC灰中的III级灰和等外灰来使用，忽略了它的特性。应指出的是，至今我国对CFB粉煤灰的基础研究乃至应用标准的研究仍不充分、不够系统，缺乏一批有指导意义的基础研究成果。目前CFB灰已在煤矿区井下防灭火工程、矿井回填、沿空成巷、砼抹砌、喷射砼等方面得到了初步应用与推广。
2.5.3目前，CFB脱硫灰渣的应用面临一些问题，急待解决
随着国际京都议定书的生效，我国越来越多电厂将严格按照国家标准进行脱硫、脱氮。因此，CFB脱硫灰渣的利用和研究是无可回避的事实。
我国矿区电厂大规模脱硫、脱氮是2005年上半年的事。当时注意点只在治理气体污染问题上，对产生的脱硫灰研究较少。虽然，我国一些高等院校和科研院所，早在2000年前后就开始了对脱硫灰渣的研究，并发表了一些成果，但是国内，特别是煤矿区对大规模用好脱硫灰渣的研究和实践仍很少。只是在许多应用中出了问题，受到损害，从实践中发现脱硫灰并不能如同PC灰和CFB灰一样去应用，才开始感到脱硫灰的利用是一个新课题，需要加大研究力度。
3、粉煤灰在砂浆中的应用
在砂浆中，对粉煤灰的品质无特殊要求，根据砂浆强度等级一般II、III级灰、原状灰均可采用。
3.1粉煤灰砂浆品种及适用范围
砂浆分为砌筑用粉煤灰砂浆、抹灰用粉煤灰砂浆、填筑用粉煤灰砂浆。
3.1.1砌筑用粉煤灰砂浆，强度等级有M2.5、M5、M7.5、M10、四种标号，适用于各种砌筑工程中，依其组成成份，分为水泥粉煤灰砌筑砂浆、水泥石灰粉煤灰砂浆。水泥粉煤灰砌筑砂浆主要用于各种砌筑工程;水泥石灰粉煤灰砂浆主要用于地面以上砌筑工程。
在砌筑砂浆中，粉煤灰掺入量一般可取代水泥20-30%，为改善砂浆的和易性，在拌制砂浆时可掺入适量的外加剂。
3.1.2抹灰用粉煤灰砂浆：依其组成成份，分为水泥粉煤灰抹灰砂浆和水泥石灰粉煤灰砂浆。水泥粉煤灰砂浆主要用于内外墙面、踢脚、窗口、沿口、勒脚、墙体勾缝等抹灰装修工程;石灰粉煤灰砂浆主要用于内墙基层抹灰。
内墙抹灰粉煤灰砂浆强度等级在M0.4以上。
外墙抹灰粉煤灰砂浆强度等级在M5以上。
3.1.3填筑砂浆，可配制水泥粉煤灰砂浆、水泥石灰粉煤灰砂浆、石灰粉煤灰砂浆三个系列产品，用于不同类型的填筑及灌浆工程，需根据工程要求确定强度等级及配合比。
填筑砂浆适用范围：地下工程中盾构法施工的取水隧道、地铁，越江隧道的衬砌壁的间隙注浆;顶管法施工的地下大型管道外壁与地层间的间隙注浆;地层加固和地层缝隙中的注浆等。
3.2干拌砂浆（商品砂浆）
随着建筑工业的大发展，砂浆在各类建筑工程中的应用，量大面广，国外砂浆已实现产品多功能、品种多样化、系列化配套生产。目前国内仍处于现场拌制砂浆的局面，在现场制备砂浆时会造成环境污染，质量得不到保证。这就对砂浆的制备与生产提出了新的课题—商品砂浆，即效法商品混凝土生产模式。
目前国内一些大城市已开始逐渐走商品砂浆发展之路。建设部等相关部门已列入十一五规划。
4粉煤灰在混凝土中的应用
4.1用于水泥和混凝土中的粉煤灰国家标准GB/T1596-2005简介
该标准由国家质检总局和国家标准化管委会于2005年1月19日发布，2005年8月1日实施。
我国第一个有关粉煤灰品质和应用的国家标准是在1979年制定的，1980年实施，1991年又作了修定，用于水泥作混合材的粉煤灰按品质分为两个等级;用于混凝土做掺合料的粉煤灰分为三个等级，新标准与老标准作了较大的修改和补充。新标准将粉煤灰划分为“F”类和“C”类：由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰为F类粉煤灰;由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰为C类粉煤灰，其C类氧化钙含量一般大于10%称为“高钙灰”。
新标准中提出了游离氧化钙的限量指标，C类灰不超过4%，因为在高温烧成的氧化钙，水化速度较慢，混凝土凝结以后游离氧化钙继续水化，将使混凝土发生体积膨胀，游离氧化钙含量过高，体积超过一定程度，会导致混凝土破坏。所以新标准规定C类灰的游离氧化钙不超过4%。同时为确保安全，新标准还规定C类灰要进行安定性检验。
新标准GB/T1596-2005拌制混凝土和砂浆用粉煤灰技术要求，详见表1
表中细度，需水量比及烧失量等品质参数的规定主要是确保粉煤灰对混凝土的强度贡献;三氧化硫是出于耐久性的考虑，含水量是与粉煤灰的贮存及运输性能有关。
根据GBJ146-90《粉煤灰混凝土应用技术规范》的规定，I级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的予应力钢筋混凝土;II级灰适用于钢筋混凝土及无筋混凝土;III级灰主要用于无筋混凝土。对设计强度等级C30及以上的无筋混凝土，宜采用I、II级粉煤灰。GBJ1465-90同时规定，用于予应力混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级C30及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级，如经试验论证，可采用比规范规定低一级的粉煤灰。
粉煤灰的品质有较大的波动性，各种收尘装置所采集的粉煤灰，其品质都难以稳定地达到I、II级粉煤灰的质量标准。为此，粉煤灰往往必须进行加工以达到结构混凝土用粉煤灰的质量要求。通常使用的方法有二种：磨细法及分选法。磨细法的设备简单，投资少且可将全部粗灰加工成结构混凝土用灰，分选法能较方便地调节产品的质量要求，一次投资较大，排灰单位大多采用此法。其他还有振动磨等设备被采用。
4.2关于高钙灰
新标准规定C类灰Cao含量大于10%属于高钙灰，高钙灰具有需水量低、活性高和自硬性等特点，由于高钙灰具有较高的游离氧化钙（fcao）含量，掺入混凝土后，如配合比不合理，氧化钙含量过高水泥水化时，体积会增加，将对混凝土产生膨胀。当遇到C类灰Cao 含量高时，要进行安定性试验和对不同粉煤灰掺量的水泥、混凝土配合比试配，在保证水泥、混凝土体积安定性基础上，以实际试验结果来确定高钙灰的适宜掺量。
高钙灰对混凝土的性能，如强度、收缩、抗渗有良好的贡献。
4.3混凝土的配制
粉煤灰混凝土的早期强度发展较缓，但后期强度的增长幅度较快。其设计强度等级的龄期，按GBJ146-90的规定，地上工程宜为28d.;地下工程或大体积混凝土宜为60d.;或
90d.;。
粉煤灰混凝土配合比的设计通常采用超量取代法，即粉煤灰在混凝土中的掺入量高于其取代的水泥量，其超量系数取决于粉煤灰的等级。配制大体积混凝土时可采用等量取代法，当主要为改善混凝土的和易性时，亦可采用外加法。
为确保混凝土的长期性能，粉煤灰取代水泥的最大限量应符合GBJ146-90的规定。
4.4关于粉煤灰混凝土质量的控制
4.4.1商品混凝土的发展加速了粉煤灰的利用，特别是90年代以来大中型城市商品混凝土发展迅猛。以2006年为例，4个直辖市年产混凝土1.5亿m3；北京市的奥运工程为粉煤灰在混凝土中应用提供了有利的发展空间，目前，北京市的粉煤灰供不应求，需要周边地区供应。
在进行混凝土配合比设计时，除遵循有关规范外，对于粉煤灰的选择要特别注意：
4.4.2试验室检测人员，技术负责人尽快熟悉并掌握GB1596/T2005全部内容。
4.4.3向供灰厂家索取粉煤灰化验报告，但不能片面相信其化验报告，要跟踪调查电厂粉煤灰的相关信息，掌握第一手资料。
4.4.4在签订供灰合同时，将技术要求明确写进合同中。
4.4.5按新标准中6.1要求做性能检测，其中任何一项不符合要求的，允许复检，复检不合格者，即降级处理。
4.4.6待粉煤灰性能检测合格后，做混凝土试验，进行外观检查和物理力学性能试验。
4.4.7未经试验室签发的配合比，不准上搅拌楼。
4.4.8对于新供应的粉煤灰或发现异常，一定要对粉煤灰进行物化检测。
4.5粉煤灰混凝土的性能
粉煤灰掺入混凝土后，特别是双掺技术（混凝土即掺粉煤灰又掺减水剂）不仅对新拌混凝土性能有所改善，如和易性，可泵性，减少坍落度损失，而且对硬化后的混凝土某些性能有所改善：如密实度、抗渗性、后期强度、水化热、改善碱骨料反应，抗硫酸盐性能等。
粉煤灰混凝土性能详见表2
注：1、使用一般适用于结构混凝土的中等质量粉煤灰，减水剂为木质素磺酸钙，对比条件为等坍落度和28天等强度。
2、符号说明：#——以往认为粉煤灰混凝土性能显著降低；≈——性能近似；＋——性能稍好；＋＋——性能较大改善；－——性能稍差。
4.6适宜掺用粉煤灰的混凝土
4.6.1在商品混凝土生产中，绝大部分均以泵送混凝土方式供应。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。
4.6.2在地下混凝土和大体积混凝土中，尽可能选用60天龄期做为检验混凝土强度等级的标准，这样做，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，一般来说，60天强度可比28天强度提高10%—15%，水泥可节省20~50kg/m3。
4.6.3结合粉煤灰物化性能的特性，适宜掺粉煤灰的混凝土种类有：泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、压浆混凝土、碾压混凝土。
4.7粉煤灰混凝土的应用
几十年来，特别是近20年，无论是水利工程、建筑、市政地下工程。凡是混凝土工程中绝大部分均掺有粉煤灰，尤其大中城市的高层建筑、地铁工程，粉煤灰已是一种不可缺少的一种材料。工程数不胜数。
如三峡工程、北京的奥运工程、地铁工程；电视塔等混凝土工程中均掺用了粉煤灰；在地下大体积混凝土中，掺用粉煤灰是降低混凝土水化热的唯一有效措施。
5、几点体会
5.1几十年来对普通粉煤灰（低钙灰）的研发工作，一直呈在札札实实地进行，即科研先行、结合工程进行试点，取得成效，逐步推广。上有国家的政策支持，下有地方相关部门的积极配合与执行，才能有今日之硕果。
5.2进入21世纪后，粉煤灰品种将发生变化，面对来势凶猛的突变，排灰、供灰、用灰单位，均要冷静地对待，不可乱套低钙灰的标准和规程。
5.3各地发展不平衡，要结合当地条件因地制宜地开展粉煤灰利用工作，在充分调研的基础上通过专家论证，制定出自己的可行性方案，避免走弯路。
粉煤灰配合比设计)
粉煤灰混凝土配合比设计 混凝土中掺人适量的粉煤灰，既可降低工程施工成本，改善混凝土的和易性、可泵性，增加混凝土的黏性，减少混凝土离析与泌水，又可使混凝土的凝结时间相对延长，坍落度损失减小，降低水化热，减少或消除混凝土中碱集料反应的危害。但也存在粉煤灰品质波动大，混凝土早期强度偏低的缺点。若在配合比设计时，对原材料、粉煤灰取代率及超掺量系数作正确选择，其混凝土能满足设计施工要求。本文论述桥梁结构中C25灌注桩、承台，C30墩帽及墩身，C40、C50后张法预应力混凝土箱梁的粉煤灰混凝土配合比设计，原材料选择及施工注意事项。 1 原材料 （1）粉煤灰：用于混凝土的粉煤灰按其品质分为I、Ⅱ、Ⅲ3个等级，主要技术指标见表1。 桥梁结构混凝土配合比设计时，选择I、Ⅱ级粉煤灰，其中I级灰用于强度大于40 MPa的混凝土，Ⅱ级灰用于混凝土强度等级小于C30的桩基、承台、立柱、墩台帽工程。 粉煤灰活性：粉煤灰越细，比表面积越大，粉煤灰的活性就越容易被激发，因此，所用粉煤灰越细，混凝土早期强度越高、耐久性越好。 粉煤灰烧失量对需水性影响显著，随粉煤灰烧失量增加，粉煤灰的需水量增加，当烧失量大于10%时，粉煤灰对流动扩展度无有利作用；粉煤灰含碳量增高，烧失量增大，在混凝土搅拌、运送、成型过程，粉煤灰更容易浮到表面，影响混凝土的外观与内在质量。另外，由于烧失量增大，还会降低减水剂的使用效果。 需水量与粉煤灰的细度、烧失量也有一定的关系，一般来说粉煤灰需水量越小，对混凝土性能越有利。粉煤灰越细，需水量越小；烧失量越大，需水量也越大。所以粉煤灰的需水量指标可以综合反映出粉煤灰的性能。 含水量过高，会降低粉煤灰的活性，直接影响使用效果。 SO3含量影响混凝土的强度增长极限和凝结时间，同时粉煤灰中SO3 含量过多还可能造成硫酸盐侵蚀。 （2）水泥：混凝土强度等级小于C30时，选用32．5或42．5的普通硅酸盐水泥；混凝土强度等级大于C30时，选用42．5或52．5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 （3）黄砂：满足Ⅱ类砂要求的条件下，优先选择级配良好的江砂或河砂。因为江砂或河砂含泥量少，砂中石英颗粒含量较多，级配一般都能满足要求。山砂中含泥量较大，且含有较多风化颗粒，一般不能使用。砂的细度模数控制在2．4
粉煤灰对混凝土性能影响
粉煤灰对混凝土性能影响 粉煤灰是在燃煤电厂烟囱中收集的灰尘,在从高温到温度急剧下降的过程中形成了大量表面光滑的球状玻璃体,其颗粒比水泥细,比表面积很大,因此具有很大的活性。主要化学成分是无定型的Al2O3、SiO2,在碱性环境下极易发生反应,生成凝胶,而水泥水化过程中产生的Ca(OH)2正提供了这样的碱性环境,使粉煤灰在混凝土中的应用成为可能，并且对混凝土的性能有很大的影响！ 1.粉煤灰对水泥的水化和强度的影响 1.1提高混凝土的强度 虽然由于粉煤灰的水化速度慢而会导致混凝土的早期强度偏低,但粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。粉煤灰的活性是在碱性环境下才能激发出来的,因此它的水化速度比水泥慢,待水泥水化后,粉煤灰和水泥水化后产生的Ca(OH)2反应形成硅酸钙凝胶,既改善了水泥石和粗骨料间的界面结构,增强了界面薄弱层,又对水泥石孔结构起到填实的作用,而且消耗了强度和稳定性都较差的Ca(OH)2,从而提高了混凝土的强度。 混凝土的工作性能主要表现在混凝土的流动性、粘聚性和保水性等方面。论文发表。粉煤灰掺入混凝土后,降低了混凝土的砂率,从而可以减少细骨料对运输管壁的摩擦;粉煤灰对水泥颗粒起到物理分散作用,使它们分布得更均匀,阻止了水泥颗粒的粘聚。这些都有效提高了混凝土的流动性。由于粉煤灰的活性是在水泥水化后的碱性环境中被激发的,因此它并不参加初期的水化反应,在相同水胶比和胶凝材料用量的情况下,就相对提高了混凝土水化初期的水灰比,从而提高了混凝土的流动性和粘聚性。粉煤灰延缓了初期的水化反应,还可以明显减少坍落损失,满足混凝土运输、浇筑的要求。粉煤灰在混凝土中可以弥补水泥用量和细集料的细粉部分的不足,有利于提高混凝土的保水性,还可以堵截泌水的通道,从而减少泌水现象。粉煤灰有效地改善了混凝土的工作性能,提高了混凝土的施工质量,也使混凝土的自密实和高可泵性成为可能。 1.2对水泥水化的影响 水泥浆体各个龄期的化学结合水含量均随着粉煤灰的增加而降低，但是水泥浆体各个龄期的等效化学结合水量却随着粉煤灰掺入的增加而逐渐的增大。粉煤灰的掺入加速了硅酸盐水泥的水化速度，却减缓了水泥—粉煤灰体系的水化进程。 这主要是粉煤灰取代水泥导致水泥熟料减少，有效的水灰比增大而产生的稀释作用，稀释作用促进了水泥熟料的水化。此外粉煤灰的二次水化效应使得粉煤灰于Ca(OH)2发生化学反应形成低钙硅比的水化硅酸钙，水化铝酸钙和水化硫酸钙，在粉煤灰颗粒表面形成了薄层C-S-H凝胶，增大了化学结合水量。但是，粉煤灰取代了部分的水泥，减少了水泥—石灰石粉体系中水泥熟料的含量，导致了体系的水化速度减慢，化学结合含水量的降低。 因此，粉煤灰对结合含水量的影响可以归结为两个方面：意识粉煤灰消耗水泥的水化产物Ca(OH)2，形成C-S-H凝胶，并且粉煤灰对新拌浆体中的水泥颗粒的分散，解聚作用能够促进水泥的水化，增加结合水的含量，即正效应；二是，水泥含量随着粉煤灰的掺量的增加而降低，水泥水化结合水含量也相应的减少，即负效应！ 2.粉煤灰对混凝土孔隙率的影响 粉煤灰的掺入能够有效的降低混凝土的总孔隙率，但是28d时，随粉煤灰掺入量的增加，混凝土中大孔（孔径在30nm以上）孔隙率占总孔隙率的比例有所增加。随龄期的增加，粉煤灰混凝土中总孔隙率和大孔于总孔德比例下降的较普通混凝土明显。论文发表。论文发表。28d时，粉煤灰掺量增加，混凝土强度有所下降，这主要是由于粉煤灰混凝土中大孔比例增加所致。随龄期的增加，粉煤灰混凝土的强度将会超过普通混凝土。粉煤灰掺入混凝土中，参与二次水化反应，填充与水化产物间，降低了混凝土孔隙率，提高了混凝土的密实性，强度也提高了 3.需注意的几个问题 3.1粉煤灰在混凝土中的适宜掺量
浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响.
广东建材２００８年第４期 １前言 粉煤灰又称飞灰，是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉 中燃烧后从烟道排出，被收尘器收集的物质，粉煤灰呈灰褐色，通常呈酸性，比表面积在２５００～７０００ｃｍ２／ｇ，尺寸从几百微米到几微米，通常为球状颗粒，我国大多数粉煤灰的主要化学成分为：ＳｉＯ２４０％～６０％；Ａｌ２Ｏ３１５％～４０％；Ｆｅ２Ｏ３４％～２０％；ＣａＯ２％～７％；烧失量３％～１０％。此外，还有少量的Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓ、Ｋ、Ｎａ等氧化物。我国是产煤和烧煤大国，火电厂每年排放的粉煤灰总量逐年增长，预计２００５年排粉煤灰量约２亿吨左右，如果这些粉煤灰得不到利用，将污染环境，影响气候，破坏生态。从目前有关资料来看，粉煤灰在建筑工程和基础工程的应用，是最主要的利用方式，也是提高其利用率的根本途径。至今比较成熟的技术和已建成生产线的有：粉煤灰加气混凝土、粉煤灰混凝土、粉煤灰砌筑水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、粉煤灰粘土砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉煤灰筑路和粉煤灰充填等，由此可见，开发研究以粉煤灰为掺合料的混凝土具有重要意义，配 制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一［１］ 。 ２粉煤灰的主要性质 ２．１火山灰效应 粉煤灰的矿物相主要是铝硅玻璃体，含量一般为５０％～８０％，是粉煤灰具有火山灰活性的主要组成部分，其含量越多，活性越高，其矿物结构为硅氧四面体、铝氧四面体和铝氧三面体，该结构的聚合度很大，键能很高，因而在通常状态下，粉煤灰所表现出的活性很低。粉煤灰的化学活性在于铝硅玻璃体在碱性介质中，ＯＨ－
离子打破了Ｓｉ－Ｏ，Ａｌ－Ｏ键网络，降低了硅氧、铝氧聚合度，并与水泥水化产生的Ｃａ（ＯＨ）２发生反应，生成水化硅酸钙 和水化铝酸钙，其化学方程式： ＸＣａ（ＯＨ）２＋ＳｉＯ２＋ｎＨ２Ｏ→ＸＣａＯ?ＳｉＯ２?ｎＨ２Ｏ ＹＣａ（ＯＨ）２＋Ａｌ２Ｏ３＋ｍＨ２Ｏ→ＹＣａＯ?Ａｌ２Ｏ３?ｍＨ２Ｏ 粉煤灰的火山灰活性表现出来的技术性质为：①反 应是缓慢的，所以放热速率和强度发展也相应较慢。②反应消耗了层状结构的Ｃａ（ＯＨ）２生成了致密结构的水化硅酸钙和水化铝酸钙，粒径细化有利于提高混凝土的强度。③反应产物极为有效地填充了大的毛细空间，孔 径细化使混凝土的强度和抗渗性能得到改善［２］。 ２．２微集料效应 细度是衡量粉煤灰品质的主要指标，通常用０．０８ｍｍ或０．０４５ｍｍ方孔筛余量表示。粉煤灰的细度对混凝土的性能影响很大。粉煤灰的颗粒越细，微小玻璃球形颗粒越多，比表面积也越大，粉煤灰中的活性成分也就越容易和水泥中的Ｃａ（ＯＨ）２化合，其活性就越高。另外，随着细度的增加，粉煤灰的比重增大，标准稠度需水量减小，浆体的密实度及强度增大，同时，由于粉煤灰的密度小于水泥３０％以上，从而增加了灰浆体积，足量的灰浆填充在混凝土孔隙空间，覆盖和润滑骨料颗粒，增加了拌合物的粘聚力和可塑性，改善了混凝土的和易性，加上细小的粉煤灰颗粒可以填充未水化水泥颗粒空隙，形成更加密实的结构，这些都有利于提高混凝土的强度。 ２．３形态效应 优质的粉煤灰中的玻璃珠粒形完整，表面光滑，粒
粉煤灰在混凝土中的作用
粉煤灰在混凝土中的作用 粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰，其化学成分主要是SiO2（45～65%）、Al2O3（20～35%）及Fe2O3（5～10%）和CaO（5％）等，粉煤灰掺入混凝土后，不仅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保护环境，而且能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益 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、水灰比、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。 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，中断砂浆基体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 掺用粉煤灰，可以提高混凝土的后期强度 有试验资料表明，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（28天以前）逐减，而后期强度逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度有三重影响：减少用水量，增大胶结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Ca(OH)2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。粉煤灰在混凝土中，当Ca(OH)2薄膜覆盖
在粉煤灰颗粒表面上时，就开始发生火山灰效应。但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层，钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应，反应产物在层内逐级聚集，水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时，不会使强度有较大增长。随着水解层被反应产物充满，粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系，从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长，这就是掺粉煤灰混凝土早期强度较低、后期强度增长较高的主要原因。 4 掺粉煤灰可降低混凝土的水化热 混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。水化放热的多少和速度取决于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量，例如，若按重量计用粉煤灰取代30％的水泥时，可使因水化热导致的绝热温升降低15％左右。众所周知，温度升高时水泥水化速
粉煤灰混凝土强度增长特性研究.
第36卷第3期山 2010年1月文章编号:100926825(2010)0320185203 SHANXI ARCHITECTURE 西建 Vol.36No.3筑 Jan.2010 ?185? 粉煤灰混凝土强度增长特性研究 丁义海 摘要:通过试验对不同粉煤灰掺量、不同强度等级混凝土与空白混凝土的强度增长特性进行了研究,并进行了对比分 析,得出了高强度混凝土和低强度混凝土的粉煤灰最优掺量,从而达到提高混凝土 强度的目的。关键词:粉煤灰,混凝土,强度特性,掺量中图分类号:TU528文献标识码:A 粉煤灰(简称FA)是在发电时燃烧已被磨得很细的煤粉所产 生的渣滓,是一种具有潜在火山灰活性的物质。在普通混凝土中添加适量的粉煤灰,能有效地改善混凝土的力学性能,降低温升、节约水泥、控制污染[1]。目前粉煤 灰混凝土在工程中的应用逐步广泛,但现有文献资料显示,这些应用的粉煤灰混凝 土不能合理地根据粉煤灰混凝土早期强度推算混凝土强度等级,从而不能判定混凝土质量,这是目前粉煤灰混凝土应用亟待解决的问题[2]。本文在采用陕西地产材 料的条件下,用高强度等级水泥、高效减水剂,加入以超细粉煤灰进行了粉煤灰混 凝土的配制试验研究,并测定了不同龄期粉煤灰混凝土强度,为粉煤灰混凝土在工 程中的应用进行了基础试验工作。 水泥:陕西秦岭水泥有限公司生产的秦岭牌P.O42.5R和P.O32.5R水泥;粉煤灰:陕西新型建筑材料有限公司生产的超细粉煤灰;外加剂:上海麦斯特产ST28CN型减水剂;粗集料:西安临潼区产花岗岩,粒径5mm～25mm连续级配碎石,表观密度为2695kg/m3,压碎指标为8.2%,含泥量0.2%;砂:西安沣河产中粗砂,细度模数2.9,表观密度为2665kg/m3,级配合格,含泥量0.8%;水:自来水。 1.2试验方案
粉煤灰在混凝土中的作用及对混凝土性能影响的机理分析
粉煤灰在混凝土中的作用及对混凝土性能 影响的机理分析 宁靖 （深圳市福盈混凝土实业有限公司，广东深圳20151027） 【摘要】本文对粉煤灰在混凝土中的作用及对混凝土性能影响的机理分析, 粉煤灰掺入混凝土后，不仅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保护环境，而且能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。本人根据自己的实际经验，总结了一些方法，并且在施工中收到了良好的效果，供大家参考。 【关键词】粉煤灰；混凝土；作用；混凝土性能；机理分析 一、粉煤灰在混凝土中的机理分析 1、粉煤灰的形态效应粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻璃体，铝硅酸盐玻璃微珠，这些球状玻璃体表面光滑、粒度细，质地致密，内比表面积小，不仅使水泥浆需水量小，而且它们往往填充水泥浆体孔隙中，使混凝土密实性大大提高，或者在相同用水量的情况下，可增大流动性，改善和易性和可泵性。 2、粉煤灰的微集料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，阻止了水泥 颗粒的相互粘聚，而处于分散状态有利于水化反应的进行，同时减少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密实度得以提高。 3、粉煤灰的活性效应。粉煤灰的活性效应也称火山灰效应，粉煤灰中的活性成份SiO2（二氧化硅）和AI2O3（三氧化二铝）与水泥和石灰的水化产物在水溶液中发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，继而与石膏反应生成水化硫铝酸钙。上述这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的，大大降低了混凝土内部的孔隙率，改变了孔结构，提高了混凝土的密实度。 二、粉煤灰指标对混凝土性能的影响 粉煤灰对混凝土最直观的影响是新拌混凝土工作性能的需水量比，和对硬化混凝土的力学强度（强度活性指数）。 1.需水量对于粉煤灰的很多工程应用是非常重要的物理指标，它是指粉煤灰和水的混合物 达到某一流动度下所需要的水量，粉煤灰需水量越小工程利用价值就越大。有的学者采用下列函数表示粉煤灰需水量比Y与粉煤灰细度XM（45μm筛余%）、密度X2、烧失量X3的关系。 Y=104.3 X10.05 X2-0.261 X30.0054 (1.1) Thomas 根据比较多的实验给出需水量比Y与粉煤灰细度XM（45μm筛余%）之间的关系如下式。 当烧失量3～4%时 Y=88.76+ 0.25XM (1.2) 相关系数r=0.86 当烧失量5～11%时Y=89.32+ 0.38XM(1.3) 相关系数r=0.85 上述3个实验归纳式说明细粉煤灰可以降低粉煤灰的需水量比，其中的机理可能是磨细粉煤灰粉碎空心颗粒，释放内部的自由水分，另一方面也提高了粉煤灰的堆积密度所致，因此细磨粉煤灰是改善粉煤灰品质的一项技术措施。 从(1.1)式可以看出影响粉煤灰需水量比的另一因素是烧失量，烧失量越大粉煤灰的需水量比越大，对粉煤灰烧失量贡献最大的物质主要是有机成分的未燃尽的残碳和未变化或变化不
粉煤灰对混凝土性能有何影响
粉煤灰具有三大效应： （1）表面效应：粉煤灰表面可吸附浆体中的某些离子，有利于粉煤灰固化混凝土中的某些有害离子以及作为晶核形成水化产物。 （2）填充效应：粉煤灰与水泥颗粒粒径的差异可以填充水泥和骨料孔隙中，减小混凝土的孔隙率，增加混凝土密实性； （3）火山灰活性效应：粉煤灰中的活性SiO2与水泥水化产物CH发生二次反应，生成C-S-H凝胶填充骨料—水泥浆体界面层孔隙，改善混凝土界面结构，提高强度和耐久性。 劣质粉煤灰的主要特点是： 玻璃珠体少，需水量大，使用后易造成混凝土泌水或滞后泌水，降低混凝土的工作性能，易导致混凝土28d强度不足，后期强度增长低，造成混凝土工程质量不合格。 优质粉煤灰对混凝土的性能影响 （1）工作性能 粉煤灰可以改善胶凝材料体系的颗粒级配，降低空隙率，释放水泥颗粒间的“填充水”，改善混凝土工作性。 粉煤灰中含有大量球形玻璃体，起到“滚珠、轴承”润滑效应，减少颗粒间的摩擦力，改善混凝土的工作性。 粉煤灰活性大大低于水泥活性，可以降低混凝土坍落度损失。优质粉煤灰对外加剂的吸附低于水泥，使用优质粉煤灰相当于增加外加剂用量，混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。 粉煤灰的密度小于水泥，等量取代水泥后，混凝土中的浆体量增加，改善混凝土的粘聚性，提高抗离析能力，减水泌水，改善混凝土工作性能，使混凝土具有更好的流动性、密实性、匀质性，便于混凝土的施工。 （2）力学性能 粉煤灰自身不能进行水化反应，只能与水泥水化产物进行二次水化，因此，用粉煤灰等量替代水泥后，早期强度将会降低，随着二次水化的进行，中后期会达到甚至超过不掺粉煤灰的混凝土。随着粉煤灰替代水泥量的增加，早期强度逐渐降低，但掺加粉煤灰的混凝土后期强度增长较快，而且在一定范围内(<50%)随粉煤灰掺量增加而增大。（3）
大掺量粉煤灰混凝土的研究进展
大掺量粉煤灰混凝土的研究进展 吴坤 1 前言 混凝土是当代世界上最重要的建筑材料之一,被广泛应用于房屋建筑、交通运输、水利设施等基础工程中,甚至海洋开发、航天工业等特殊工程中也有它的足迹,为人类文明与建设做出了巨大的贡献。 水泥作为混凝土的重要组分,在生产过程中会产生大量废气,每生产一吨水泥熟料则会同时排放一吨CＯ 气体,造成环境污染、温室效应等不利影响。再加 2 上,我国对水泥需求量逐年增加,当今世界发达的工业而产生的大量工业废渣，给环境造成极大的负担。因此,水泥的大量生产造成资源、能源与环境问题十分突出。考虑全球的可持续发展,迫切需要在混凝土中以辅助胶凝材料大比例替代水泥,其中以热电厂副产品粉煤灰是世界各国使用最多的一种首选辅助掺合材料。 目前,全世界粉煤灰年产量约为500亿吨。在我国粉煤灰是排放量最大的燃煤副产品之一,也是利用程度和利用水平最高的工业废渣之一，利用量排在世界各国前列,已广泛作为生产水泥基材料、烧结砖以及其它新型建筑材料制品的主要原材料。在所有粉煤灰应用中，它用在混凝土中不仅用量大，而且应用水平也比较高。在美国2０04年利用的粉煤灰中有5９%用在水泥及混凝土工程中,英国200３年利用的粉煤灰中71％用在水泥及混凝土工程中。 具有胶凝性质的粉煤灰作为矿物外加剂代替部分水泥配制高性能混凝土,在我国还有很大的发展空间和潜力。大力推广粉煤灰混凝土甚至大掺量粉煤灰混凝土,大幅度降低水泥熟料用量,有巨大的经济效应和社会效应及环境保护。 粉煤灰的主要作用可以包括以下几方面：1 ）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层,由于粉煤灰的容重(表观密度)只有水泥的2／３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。2）对水泥颗粒起物理分散作用,使其分布得更均匀。当混
[全]粉煤灰品质对混凝土性能的影响
粉煤灰品质对混凝土性能的影响 (一)粉煤灰品质对混凝土性能的影响 1.对混凝土拌和物性能的影响 对混凝土和易性影响。在优质(如I级)粉煤灰中含有许多微小的球形颗粒，如同“滚球作用”，能够减小混凝土中较大的骨料之间啮合的摩阻力，减少用水量,-般优质粉煤灰可减少用水量5% ~8%。另外，由于粉煤灰的密度较低(只相当于水泥密度的2/3),在用等量粉煤灰取代水泥时,掺加了粉煤灰的混凝土体积中胶凝材料增加，从而增大了混凝土的塑性。由于优质粉煤灰具有减水作用，使用水量降低,同时粉煤灰的微小颗粒也能改善混凝土内部结构。这些微小粒子使混凝土内部原先相互连通的孔隙被其阻隔,内部自由水不易流动,泌水性能得到改善,富有黏聚性,从而提高拌和物的和易性和稳定性。这种良好的和易性,对于泵送混凝土十分有利。因此,在泵送混凝土中掺加一定数量粉煤灰,不仅能改善混凝土的可泵性;节约水泥,还能延长泵送机械的使用寿命。但是，混凝土中掺加粉煤灰后，由于含碳量增加，多孔结构的碳粒具有较强的吸附能力，能减少拌和物中含气量。比如在碾压混凝土中由于粉煤灰掺量较多,往往要使其达到- -定含气量，必须沉源上多数信的引气别。掺加粉煤厌的混凝土的凝结时间也会延长，而且随着掺加量增力加而延长。
2.对混凝凝土强度的影响. 粉煤灰对强度的影响取决于其减水效果和火山灰效应。优质粉煤灰减水效果明显，在是的和易性和胶材用最条件下，减水意味着减小水胶比，有利于提高强度,而粉煤灰自身的胶凝性比水泥小，必须在有激发剂下产生二次水化反应。因此,掺加粉煤灰的混凝土表现为期强度发展缓慢,后期增长率高的特点。掺加粉煤灰混凝土的3d.7 d强度低于不掺的为混凝土.但是到了90 d,粉煤灰的水化反应加快，可能接近或达到不掺粉煤灰的混凝土。随着龄期延长，,粉煤灰的活性发挥更快些,到180d 就有可能超过不掺粉煤灰的混凝土。这对水工混凝土建筑物来说，利用其后期强度的发展,有利于混凝土性能改善和提高。根据一些工程资料统计，粉煤灰混凝土抗压强度发展如图所示。 粉煤灰对混凝土的抗拉强度影响与对抗压强度影响相似。 3.对混凝土温升的影响 在等量取代水泥时,水泥水化热随粉煤灰掺量增加而降低，水化热降幅小于掺量。比如在42.5级中热水泥中掺30% I级粉煤灰,7 d水化热降低约15%,掺40%时降低约25%,掺50%时降低约32%,掺60%时降低约43%。掺粉煤灰减小水泥水化热,也就是降低混凝土温升,粉煤灰不仅降低温升,，还具有削减温峰和推迟最
粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响
3.5 错台处治 对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有错台的板块采用磨平机磨平（对高差小于10mm的错台，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨平。），从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用 3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨酯填缝料填缝。 3.6 接缝维修 对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并将专用填缝料灌入缝内。 3.7 混凝土板块病害处治合格的标准 经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于 30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小混凝土路面结构内部。 4.2 加铺层材料选择 沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程 上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样 的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性 能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反 射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强 度从而减少反射裂缝。 罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良 好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青 等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质 量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。 同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石SMA 性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良 好的抗反射裂缝能力。因此经过综合比较，三环路 采用SBS改性沥青玛 蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表 层 4.3 加铺层厚度设计 我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内 容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减 轻反射裂缝的产生。 沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有 两点： （1）沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩 应力将减小； （2）反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的 时间。 但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根 据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚 度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度 必须在15cm以上才有明显效果[6]。对于我国超载情 况较严重的实际情况，单靠增 加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂 缝显然是不现实的。因此，三环路加铺层厚度的设 计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝 的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。 粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响 达生润 （四川济通水运公路工程检测有限责任公司成都610225） 【摘 助。 要】通过分析粉煤灰对混凝土强度及弹性模量值的影响，为优化混凝土配合比提供一定的帮 【关键词】混凝土强度；弹性模量；粉煤灰；掺量 性模量的影响。 在水胶比及其他因素不变的情况下，调整粉煤 灰掺量，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 性模量的影响。 根据试验方案设计配合比进行数据收集见表1。 表1 设计配合比汇总表 0前言 伴随科学技术的发展，工程技术和各种社会需求 也不断增长，工程中使用的混凝土除了保证工程质量 以外，还要追求较高的经济价值和实用性。这样，多 组分混凝土在实际生产过程中的应用也越来越普及。 现代工程施工中的混凝土主要以强度，坍落度作为控 制指标外，经常还需要规定混凝土的抗渗、抗冻、以 及弹性模量值。在计算钢筋混凝土的变形，裂缝扩展 及大体积混凝土的温度应力时，施工单位都需要准确 了解对应混凝土的弹性模量值。在施工过程中，也经 常出现混凝土强度达到设计要求而弹性模量偏低，使 混凝土构件变形较大而不能正常使用，导致混凝土结 构失衡而发生工程质量事故。本文主要讨论粉煤灰对 混凝土强度及混凝土弹性模量的影响。 4加铺沥青面层施工 沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取 5cm及以上。由于水泥混凝土面板强度较高，作为基层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防止沥青加铺层产生反射裂缝。 4.1 应力吸收中间层 在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致，不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。 根据历史资料及使用经验，三环路选择采用橡胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用，这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入 1 1.1 试验情况及其设计原理 原材料 水泥：广西东泥股份有限公司生产的P.0 42.5各 2试验数据分析 根据设计试验方案收集整理出的数据见表2。 表2 不同实验方案混凝土的力学性能指标汇总表 项技术指标均符合国家标准的规定。 细骨料：田阳那坡镇机制砂场生产的机制砂， 细度模数2.8。 粗骨料：可袍采石场山碎石，5~31.5mm连续级 配。粉煤灰：广西田东创源股份有限公司生产 的F类 粉煤灰。 搅拌方式：采用120型生产用强制式搅拌机。 1.2 试验方案 在粉煤灰掺量及其他因素不变的情况下，调整 水胶比，用以判断粉煤灰对混凝土强度和混凝土弹 5结束语 三环路路面整治工程于2011年6月27日开 始，于 同年9月20日结束，施工仅用了不足3个月的时 间。 通过各种性能指标的检测，取得（下转第34 序号 1d抗压 强度代表 值(MPa) 3d抗压 强度代表 值(MPa) 7d抗压 强度代表 值(MPa) 28d抗压 强度代表 值(MPa) 28d弹性 模量代表 值(MPa) 56d抗压 强度代表 值(MPa) 90d抗压 强度代表 值(MPa) A17.3011.3715.4925.563422325.6828.03 B17.3011.2618.1626.613528436.2639.51 C114.1021.2126.8933.063832644.2543.85 A2 4.907.1010.5618.503037522.7924.70 B2 5.809.9113.3225.703330727.9837.39 C211.3017.5022.2733.303808940.2041.96 A3 3.60 5.959.0516.252953920.9623.77 B3 5.507.9913.2025.282900730.8436.05 C38.3013.0417.9233.133745435.0040.05 序号 设计 标准 水泥用 量(kg) 粉煤灰 用量(k g) 粉煤灰 参量(%) 细集料 用量(k g) 粗集料 用量(k g) 水用量 (kg) 水胶比 A1C20266662077711201780.54 B1C30317792076410561930.49 C1C40349872073210551860.43 A2C202321003077711201780.54 B2C302771193076410561930.49 C2C403051313073210551860.43 A3C201991334077711201780.54 B3C302381584076410561930.49 C3C402621744073210551860.43
粉煤灰对混凝土的作用
粉煤灰对混凝土的作用文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
粉煤灰的燃烧过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为)大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融．同时由于其面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。 粉煤灰是我国当前较大的工业废渣之一。现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入系会造成河流淤塞，而其中的有毒物质还会对人体和造成危害。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。 粉煤灰的三大效应 我国着名学者沈旦申、张荫济先生早在上世纪80年代总结国内外大量研究成果，提出粉煤灰《三大效应》理论，科学全面的阐述了粉煤灰在混凝土及粉煤灰制品中的作用和机理。对指导我国粉煤灰综合利用起到了积极的作用。 一、粉煤灰的“形态效应” 在显微镜下显示，粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，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。 二、粉煤灰的“活性效应” 粉煤灰的“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”。因粉煤灰中的化学成份含有大量活性SiO2及Al2O3，在潮湿的环境中与Ca（OH）2
大掺量粉煤灰高性能混凝土的应用分析
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/9a5899380.html, 大掺量粉煤灰高性能混凝土的应用分析 作者：陈华 来源：《商品与质量·消费视点》2013年第08期 摘要：大掺量粉煤灰混凝土指的是在混凝土中掺入粉煤灰，以此来代替部分水泥，从而 可以在一定程度上降低工程的造价。除此之外，相比传统的混凝土，在性能上有了一定的改善和提高。大掺量粉煤灰混凝土适应了现代社会的发展，具有环保性、耐久性、经济性、高性能等优点。本文主要介绍了大掺量粉煤灰高性能混凝土的应用历史、现状和发展趋势，并且详细探讨了大掺量粉煤灰高性能混凝土的特性，最后介绍了其社会经济效益、应用情况和存在的问题[1]。 关键词：大掺量粉煤灰；高性能混凝土；应用分析 一、引言 随着社会的发展，现代混凝土的相关技术也有所发展，相比于传统的水泥、集料、水和外加剂等混凝土的掺合料，粉煤灰作为混凝土的掺合料，具有很多明显的优势。粉煤灰高性能混凝土是在混凝土中掺入粉煤灰，代替了部分水泥，降低了工程造价，并且具有耐久性。随着能源工业的不断发展，对粉煤灰的需求也不断增加，因此粉煤灰的产量逐渐增大。通过其在工业上的应用，明显地可以看出粉煤灰高性能混凝土比普通混凝土更加经济，并且耐久性好、品质高，基于此，大掺量粉煤灰高性能混凝土在现代工业中应用越来越广泛。 我国的粉煤灰混凝土技术最早是在五十年代开始发展起来，在1954年国家财经委制定了关于建设工程中水泥的一些规定，其中确定了将粉煤灰掺入水泥熟料中生产水泥，掺量在百分之十五到百分之二十之间。之后粉煤灰混凝土在工程中的应用实践越来越广泛。近些年来，国家对于建筑工程中粉煤灰混凝土的应用先后制定了更多的国家标准和规定，比如《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005、《粉煤灰混凝土应用技术规程》GBJ146-90、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86等[2]。我国粉煤灰混凝土的研究应用的主要特点 是起步较早，但是开发较晚，不过从总体上看，具有比较迅速的发展趋势，发展前景十分广阔。 二、粉煤灰高性能混凝土的特性 大掺量粉煤灰高性能混凝土与传统的混凝土相比，具有十分明显的性能优势，在工作性、耐久性以及力学性能上都表现出了一定的优势。在建筑工程中的实践表明，大掺量粉煤灰高性能混凝土在和易性、流动性和泵送性、泌水性上都提高了混凝土的性能，并且降低了混凝土的水化热。下面针对大掺量粉煤灰高性能混凝土的这些特性进行简单的介绍。 1.提高了混凝土的和易性
粉煤灰对混凝土性能的作用
粉煤灰对混凝土性能的作用 1、粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出、被收尘器收集的物质。粉煤灰混凝土是指掺加粉煤灰的混凝土,包括用水泥厂生产中掺粉煤灰的硅酸盐水泥制备的混凝土。通常所讲的粉煤灰混凝土是指配制混凝土混合料时将粉煤灰作为一种组分加入搅拌机配制而成的混凝土。粉煤灰作为一种重要而已被普遍利用的混凝土辅料,一般具备改变基准混凝土的新拌、硬化和使用诸性能的能力。随着对粉煤灰认识的逐渐深入,人们充分认识到利用粉煤灰已不仅仅是取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题,粉煤灰已经成为对混凝土改性的一种重要组分。 2、粉煤灰的特性 2.1粉煤灰的物理性质 粉煤灰的比重在1.95～2.36之间，松干密度在450 kg/m3～700kg/m3范围内，比表面积在220 kg/m3～588 kg/m3之间。由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性，在松散状态下具有良好的渗透性，其渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍。粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性，同比粘性土其压缩变形要小的多。粉煤灰的毛细现象十分强烈，其毛细水的上升高度与压实度有着密切关系。粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体，主要由氧化硅玻璃球组成，根据颗粒形状可分为球形颗粒与不规则颗粒。球形颗粒又可分为低铁质玻璃微珠与高铁质玻璃微珠，若据其在水中沉降性能的差异，则可分出飘珠、轻珠和沉珠；不规则颗粒包括多孔状玻璃体、多孔碳粒以及其他碎屑和复合颗粒。 2.2粉煤灰的化学成分粉煤灰是一种火山灰质材料，来源于煤中无机组分，而煤中无机组分以粘土矿物为主，另外有少量黄铁矿、方解石、石英等矿物。因此粉煤灰化学成分以氧化硅和氧化铝为主（含量约氧化硅48％，氧化铝含量约27％），其他成分氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫及未燃尽有机质（烧失量）。不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰，其化学成分差别很大。 3、粉煤灰对混凝土施工性能的影响 掺加粉煤灰可以改变混凝土和易性，增加混凝土粘性，减少离析与泌水，降低由于水化热带来的混凝土温度升高，减少或消除混凝土中碱基料反应，同时，
粉煤灰对混凝土的影响
一、粉煤灰对混凝土的正面作用 (1)混凝土拌和料和易性得到改善 掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时损失。 (2)混凝土的温升降低 掺加粉煤灰后可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少了水化放热量，因此施工时混凝土的温升降低，可明显减少温度裂缝，这对大体积混凝土工程特别有利。 (3)混凝土的耐久性提高 由于二次水化作用，混凝土的密实度提高，界面结构得到改善，同时由于二次反应使得易受腐蚀的氢氧化钙数量降低，因此掺加粉煤灰后可提高混凝土的抗渗性和抗硫酸盐腐蚀性和抗镁盐腐蚀性等.同时由于粉煤灰比表面积巨大，吸附能力强，因而粉煤灰颗粒可以吸咐水泥中的碱，并与碱发生反应而消耗其数量。游离碱数量的减少可以抑制或减少碱集料反应。通常3既的粉煤灰掺量即可避免碱集料反应。 (4)变形减小 粉煤灰混凝土的徐变低于普通混凝土。粉煤灰的减水效应使得粉煤灰混凝土的干缩及早期塑性千裂与普通混凝土基本一致或略低，但劣质粉煤灰会增加混凝土的干缩。 (5)耐磨性提高 粉煤灰的强度和硬度较高，因而粉煤灰混凝土的耐磨性优于普通混凝土。但混凝土养护不良会导致耐磨性降低。 (6)成本降低 掺加粉煤灰在等强度等级的条件下，可以减少水泥用量约10%～15%，因而可降低混凝土的成本。 二、粉煤灰对混凝土的负面作用 (1)强度发展较慢、早期强度较低 由于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料，故掺加粉煤灰后混凝土的早期强度低于普通混凝土，且粉煤灰掺量越高早期强度越低。但对于高强混凝土，掺加粉煤灰后混凝土的早期强度降低相对较小。粉煤灰混凝土的强度发展相对较慢，故为保证强度的正常发展，需将养护时间延长至14d以上。 (2)抗碳化性、抗冻性有所降低 粉煤灰的二次水化使得混凝土中氢氧化钙的数量降低，因而不利于混凝土的抗碳化性和钢筋的防锈。而粉煤灰的二次水化使混凝土的结构更加致密，又有利于保护钢筋。因此，粉煤灰混凝土的钢筋锈蚀性能并没有比普通混凝土差很多。许多研究结果也不完全一致，有的认为钢筋锈蚀加剧，有的则认为钢筋锈蚀减缓。无论什么结果，掺加粉煤灰时，如果同时使用减水剂则可有效地减缓掺加粉煤灰所带来的抗碳化性减弱，从而提高对钢筋的保护能力。
粉煤灰对混凝土的力学性能有什么影响
粉煤灰对混凝土力学性能的影响是一个很复杂的问题，这不仅取决于粉煤灰的品质，还取决于它的掺人方式。 (1)对于Ⅰ级粉煤灰，它的最显著特点是具有较强的减水作用 以固定水胶比的方式掺人粉煤灰，它的这一作用没有得到体现。由于粉煤灰的活性不及水泥熟料，特别是在早龄期，粉煤灰几乎不发生火山灰反应，因此，在早龄期，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土压缩强度降低。在晚龄期，由于粉煤灰火山灰作用和对水泥熟料水化反应的促进作用，以及它的微集料效应，使得在较小掺量情况下，粉煤灰混凝土的压缩强度可以赶上和超过不掺粉煤灰混凝土的压缩强度，但当粉煤灰掺量较大时，粉煤灰混凝土的压缩强度则低于不掺粉煤灰混凝土的压缩强度。对于混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形，它们与水泥浆体含量有着密切的关系。由于I级粉煤灰具有较强的减水作用，在固定水胶比下，混凝土用水量的减少必将伴随着胶材用量的减少，使得水泥浆体含量减少。因此，以这种方式掺入Ⅰ级粉煤灰，混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形必然降低。以固定胶材用量的方式掺人I级粉煤灰，它的减水作用体现在降低水胶比上。水胶比是混凝土力学性能的最敏感因素，水胶比的降低将使得混凝土力学性能提高，这可以补偿水化反应的不足。因此，以这种方式掺用品质优良的I级粉煤灰可以在较大的范围内使混凝土强度提高，即便在较早的龄期，混凝土力学性能也不会显著地降低。对于拉伸强度和极限拉伸变形，由于水泥浆体含量没有减少，硬化水泥石的性能有所提高，因而混凝土的拉伸强度和极限拉伸变形不会显著降低，甚至会有所提高。以粉煤灰取代砂的方式掺人工级粉煤灰，水泥用量没有减少，粉煤灰的活性毕竟高于砂，加之它的优良的形态效应和微集料效应，因而以这种方式掺入粉煤灰，混凝土力学性能必将提高。采取超量取代的方式掺人I级粉煤灰，它从提高胶材用量和减少用水量两个方面降低水胶比，一般说来，都将使混凝土力学性能提高，这与粉煤灰的超量取代系数有关。 (2)对于Ⅱ级粉煤灰，它的掺人对混凝土用水量影响不大 对于这种粉煤灰，固定水胶比的掺人方式与固定胶材用量的掺人方式是一致的。以这种方式掺人Ⅱ级粉煤灰，在早龄期，混凝土的力学性能随粉煤灰掺量的增加而降低；在晚龄期，如若掺量较小，则粉煤灰混凝土的力学性能可以赶上和超过不掺粉煤灰的混凝土，但若掺量较大，粉煤灰混凝土的力学性能则低于不掺粉煤灰的混凝土。用粉煤灰取代砂，可提高混凝土的力学性能。用Ⅱ级粉煤灰超量取代水泥，由于用水量基本不变，只有胶材用量的增加引起水胶比的变化，这是否能提高混凝土的力学性能，取决于粉煤灰的超代系数。 (3)对于Ⅲ级粉煤灰和等外粉煤灰，它们不仅没有减水作用，而且还显著增加混凝土用水量。 以固定水胶比方式掺人这种粉煤灰，它的这种负作用将被盖。尽管如此，由于粉煤灰活性远低于水泥，它的掺入仍将使混凝土压缩强度降低。这在早龄期尤其显著，而在晚龄期，小掺量粉煤灰混凝土的压缩强度可能赶上不掺粉煤灰混凝土的压缩强度，但大掺量时仍将低于不掺粉煤灰混凝土的压缩强度。对于混凝土的拉伸性能，尽管一般来说，掺较差粉煤灰混凝土的拉伸性能低于不掺粉煤灰混凝土的拉伸性能，但不像掺I级粉煤灰时那样明显，其原因是掺Ⅲ级粉煤灰和等外粉煤灰将导致混凝土用水量的显著增加，而在相同水胶比下，用水量的增加必将伴随着胶凝材料用量的显著增加。以固定胶凝材料用量方式掺人Ⅲ级粉煤灰和等外粉煤灰，伴随而来的不是水胶比的降低，而是水胶比的提高，因而将使得混凝土力学性能更大幅度的降低。以Ⅲ级粉煤灰和等外粉煤灰取代砂，或者采用超量取代方式掺人Ⅲ级粉煤灰，由于它将使混凝土用水量增加，因而都不能有效地提高混凝土的力学性能。
粉煤灰在混凝土中的适宜掺量
粉煤灰在混凝土中的适宜掺量 1.4.1粉煤灰适宜掺量 （1）在低水胶比条件下，水泥水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的水灰比增大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大。愈加明显。例如：原水泥用量300kg/m3，用水量180kg/m3，水灰比为0.6；掺加30%粉煤灰后为：水泥210kg/m3，粉煤灰90kg/m3，水如果仍然为180kg/m3，这时由于粉煤灰水化缓慢，待水泥水化析出Ca(OH)2后才能二次水化，这时水泥为210kg/m3，水仍为180kg/m3，即水灰比增大为0.857，水泥水化程度提高了。 （2）粉煤灰掺量大30%~45%后，混凝土数小时坍落度几乎无损失，长途运输仍能达到自密实的效果，达到用水量降低，水胶比减小，泌水率减小，密实度提高，生产出高抗渗、耐久性有两的混凝土。 （3）P.O32.5级水泥可掺到35%,P.O42.5级水泥可掺到45%左右，粉煤灰取代水泥率一般在15%~35%为宜，普通混凝土取代率最大界限为P?Ⅰ、P?Ⅱ水泥取代率为30%~50%，P?O水泥取代率为25%~40%，P?S水泥取代率为15%~20%。预应力混凝土P?Ⅰ、P?Ⅱ水泥取代率不大于25%，P?O水泥取代率不大于15%，P?S水泥取代率不大于10%。 增钙粉煤灰取代水泥可在30%~50%或更多，中、低等级混凝土可取代更多的水泥，例如C30混凝土，水泥用量为150~240kg/m3，如果粉煤灰和矿粉复掺，水泥的用量会更低。 （4）粉煤灰化学活性相对较低，对混凝土早期强度影响较大，尤其在掺量较高的情况下，影响更大。为了弥补此缺陷，在加入粉煤灰的同时，再掺入活性较高的磨细矿渣粉，可提高其火山灰效应，增加体系中微粒之间的化学交互、诱导和激发作用，又提提高了分体的化学活性，两种掺合料复合后，可使其取长补短，在混凝土强度发展上有一定的作用，产生单一材料不可能有的优良效果，发挥更大优势，弥补单掺粉煤灰混凝土早期强度低的缺点。 （5）粉煤灰和磨细矿粉复掺后，共同发挥了两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应的叠加作用，更有效地提高混凝土品质和改善其它各种性能，例如混凝土和易性、粘聚性、可泵性等会更好，减小混凝土坍落度损失；硬化后混凝土结构会更加密实，混凝土早期强度会得到提高，抗冻、抗渗及耐化学腐蚀等会更有显著的改善，还能有效地降低混凝土的生产成本。一般复掺比例为粉煤灰10%~30%，磨细矿粉渣20%~40%，复掺最大掺量宜为30%~50%。 1.4.2粉煤灰应用 配制泵送混凝土，大体积混凝土，抗渗、抗冻、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土，蒸养混凝土，轻骨料混凝土，地下工程混凝土，水下工程混凝土，压浆混凝土及碾压混凝土等均宜掺加粉煤灰，而粉煤灰可与各种外加剂同时使用，其适应性及合理掺量应由试验确定。一般中低强度混凝土，泵送混凝土、大体积混凝土，水下、地下混凝土使用普通水泥，其最大取代量为45%左右，在有外加剂和激发剂掺加条件下，最大掺量可达到60%以上；与高效减水剂、引气剂复合使用，对于C40混凝土可取代水泥70%左右。 （1）大体积混凝土掺入粉煤灰或再掺入磨细矿粉，可改善混凝土工作性能；可减小混凝土水化热，降低或延迟热峰出现的时间，有利于避免或减少温度裂缝；矿渣和粉煤灰复掺到混凝土中，是非常理想的掺合料组合。大体积混凝土掺入膨胀剂后，再掺入粉煤灰和缓凝剂减水剂，同样可以降低混凝土水化热引起的温度梯度，从而减少和防止温度梯度的出现。试验表明，在掺加膨胀剂的同时，适当再掺加粉煤灰可以进一步提高混凝土的抗裂性能和混凝土的体积稳定性。但掺量不能过大，以10%左右为宜，因为粉煤灰能降低膨胀量，抑制膨胀剂性能的发挥，它消耗了Ca(OH)2，使钙矾石的形成速度减缓。对于大体积混凝土，当粉煤灰掺量达到25%时，对混凝土温升影响明显降低。当掺量达到30%以上时，比不掺时温度降低5~7℃。