陈岳

摘要：本文研究了不同粉煤灰掺量对新拌混凝土的工作性能及对硬化混凝土的性能影响，表明Ⅱ级粉煤灰在混凝土中的掺量不宜大于20%，在此范围内，可以起到改善新拌混凝土工作性能，提高混凝土折压比及后期抗压强度，减小混凝土收缩，增大混凝土弹性模量的作用.
关键词：粉煤灰；混凝土性能

      粉煤灰是火力发电厂排放的一种大宗工业废渣。作为混凝土的掺合料，粉煤灰具有降低混凝土生产成本，改善混凝土和易性、可泵性，降低混凝土水化热等作用而大量应用。但在混凝土生产过程中，对于粉煤灰取代水泥量，随意性较大，使混凝土质量不易控制。同时，重庆预拌混凝土用细集料大部分是用本地特细砂，其细度模数在1.0左右。特细砂混凝土与中砂混凝土相比，相同强度时，每m³混凝土要多用约10%的水泥。胶结材、用水量的变化对混凝土的一系列性能都有影响，特别是混凝土的收缩、徐变及耐久性等方面都有影响。目前对掺粉煤灰特细砂混凝土的长期性能与耐久性方面尚缺乏系统的研究。因此，研究粉煤灰的掺量对混凝土性能影响，对于保证混凝土的质量，提高建筑工程质量有实际指导意义。

1 原材料
水泥：腾辉42.5普通水泥；
粉煤灰：重庆发电厂Ⅱ级干排粉煤灰，其化学成分及物理性能见表1-1、1-2；

石：5mm～25mm连续级配的小泉碎石；
细集料：细度模数为1.1的渠河砂；
外加剂：重庆江韵外加剂厂的FDN-T40-50泵送剂，粉状，推荐掺量

为1.0%～1.2%。

2 不同粉煤灰掺量对新拌混凝土性能及硬化混凝土强度的影响

      不同粉煤灰掺量(表2-1中为等量取代水泥量的百分比，粉煤灰超量系数为1.3，基准混凝土按C30、C40、C50配合比设计。掺粉煤灰后，相应地减少每m³混凝土中等体积的砂量)，配制C30、C40、C50泵送混凝土的试验结果见表2-1。
      由表2-1可见，用10%的粉煤灰取代水泥，C30、C4O混凝土的坍落度增大，1.5h混凝土的坍落度保留值也增大，C50混凝土的坍落度和1.5h坍落度保留值与基准混凝土相近。粉煤灰取代水泥量达25%时，各强度等级的混凝土坍落度及1.5h落度保留值与基准混凝土相差不大，粉煤灰取代水泥量超过25%，随着粉煤灰取代水泥量增大，各强度等级混凝土的坍落度变小，和易变差。当掺量为70%时，混凝土的初始坍落度小于100mm，已不能满足泵送混凝土工作性要求。
      不同强度等级混凝土的早期强度(3 天、7天)，随着粉煤灰取代水泥量的增大而降低。
      当粉煤灰取代10% 的水泥时，各种强等级混凝土的28天强度都有不同程度的提高。当粉煤灰取代水泥量达25%时，混凝土的28天强度与基准混凝土差别不大；当粉煤灰掺量超过25%时，混凝土的28天强度随粉煤灰掺量的增大而急剧降低。

3 粉煤灰掺量对混凝土的长期强度的影响
      不同粉煤灰掺量(分别取代水泥量0% 、10% 、20% 、30%，超量系数1.3)配制的混凝土(基准混凝土按C30、C40、C50设计)强度发展试验见表3-1。

      从表3-1可见，不同强度等级混凝土，用粉煤灰取代定量水泥后，混凝土早期(3天、7天)强度都有不同程度的降低．粉煤灰取代水泥量越大，混凝土早期强度降低幅度越大。粉煤灰取代10%水泥，各强度等级混凝土28天抗压强度有不同程度的提高；粉煤灰取代20%水泥，混凝土与基准混
凝土相差不大，当粉煤灰取代水泥量达30%时，混凝土的强度比基准混凝土要低得多。
      不同强度等级的混凝土，掺粉煤灰的混凝土后期强度增长幅度要大于基准混凝土，而且，90d龄期后，随着粉煤灰取代水泥量的增大，混凝土的强度增幅越大。

4 粉煤灰掺量对混凝土弹性模量、抗折强度的影响
      不同粉煤灰掺量配制的混凝土(基准混凝土配合比设计为C40、C50)弹性模量及抗折强度见表4-1。

      从表4-1可见，粉煤灰取代10%的水泥，弹性模量比基准混凝土大；粉煤灰取代20%的水泥量，弹性模量与基准混凝土相近；当粉煤灰取代水泥量达30%时，混凝土的弹性模量比基准混凝土低。
      对于混凝土的抗折强度，当粉煤灰取代水泥量10%、20%时，C40、C50混凝土的28天抗折强度均高于基准混凝土的抗折强度：当粉煤灰取代30%的水泥时，混凝土的28天抗折强度比基准混凝土的抗折强度略小；从表4-1中的折压比值看出，随着粉煤灰取代水泥量的增加，混凝土的折压比明显增大。

5 不同粉煤灰掺量对混凝土收缩性能的影响
      不同粉煤灰掺量配制的混凝土(基准混凝土按强度等级C40、C50)收缩试验结果见表5-1。

      从5-1可见，对于C40、C50混凝土，粉煤灰取代一定量的水泥后，混凝土各龄期的收缩均低于基准混凝土。

6 不同粉煤灰掺量对混凝土徐变的影响
      不同粉煤灰掺量配制的混凝土(基准混凝土按C50配合比设计)的徐变性能试验结果见表6-1。
      不同粉煤灰掺量的混凝土徐变度曲线如图6-1。

      由图6-1可见，当粉煤灰取代水泥量的10%时，混凝土各龄期的徐变度均小于基准混凝土，粉煤灰取代20%、30%的水泥时，混凝土各龄期的徐变度均比基准混凝土大。

7 粉煤灰掺量对混凝土抗渗性能的影响
      不同粉煤灰掺量的混凝土(基准混凝土按C50配合比设计)渗透性试验结果如表7-1。

      从表7-1的试验结果可见，粉煤灰取代的水泥量不大于20%时，混凝土抗渗性能与基准混凝土相当；当粉煤灰掺量为30%时，混凝土的抗渗性下降。

8 结论
      掺一定量的粉煤灰，可提高混凝土的工作性及28d强度，但取代水泥量不宜超过20%；
      掺一定量的粉煤灰，可提高混凝土的后期强度，且强度增长率高于不掺粉煤灰的混凝土；
      粉煤灰的掺量不大于20%时，可提高混凝土的折压比，减小混凝土收缩，增大弹性模量，抗渗性能与徐变性能与不掺粉煤灰的同强度等级混凝土相近。