李現(xiàn)平

（邢臺路橋建設總公司，河北邢臺054001）

導致混凝土結構裂縫的原因很多，如混凝土水泥水化熱引起的溫度應力超過了混凝土的抗拉強度，或溫度及收縮變化引起的約束拉伸應變超過了混凝土的極限拉伸應變，均可導致混凝土開裂。為提高混凝土的抗裂性能，通常在混凝土中摻加粉煤灰，可減少水泥的用量，從而使水化熱減少。對不同粉煤灰摻量的混凝土，通過試驗進行混凝土力學性能比較，以尋求合適的粉煤灰摻量配比。試驗證明：粉煤灰對新拌混凝土的施工應用、對混凝土的力學性能都有良好的改善作用。新拌混凝土較普通混凝土的優(yōu)越性更加明顯，本文從和易性、水化熱、強度、耐久性四方面進行論述。

1 和易性優(yōu)化

混凝土和易性最直接表現(xiàn)在新拌混凝土的可泵送性能，其表現(xiàn)形式是坍落度。粉煤灰摻量多少對新拌混凝土的坍落度影響如圖1所示。

圖1 粉煤灰摻量對混凝土流動性的影響

試驗證明，隨粉煤灰摻量增加，新拌混凝土的坍落度增大，和易性能得以優(yōu)化。

2 水化熱降低

新拌混凝土中摻加粉煤灰，可有效降低混凝土水化熱。不同摻量粉煤灰的混凝土內部溫度對比試驗如表1所示。在原材料相同、相同水灰比和相同條件下，分別選用粉煤灰摻量為0，10%，20%，30%4個配合比進行試驗研究，試驗時混凝土出機溫度在15 ℃左右。

表1 不同摻量粉煤灰混凝土出機溫度

從表1對比試驗可看出，摻加粉煤灰的混凝土均比不摻加粉煤灰的溫度低，粉煤灰摻量為20%的混凝土比不摻粉煤灰的混凝土在1～3d時溫度低8 ℃～9℃左右，7d時溫度低5.8 ℃。說明粉煤灰對于降低混凝土的水化熱是有效的，對于防止混凝土早期溫度裂縫有很好的效果，特別是在大體積混凝土工程中更應廣泛推廣使用。

3 強度增加

由于粉煤灰本身性能可使水泥顆粒分散，使水泥充分水化，提高混凝土密實度，增強水泥漿與骨料界面粘聚力，提高混凝土強度，不同摻量粉煤灰混凝土強度對比試驗見表2。

表2 不同摻量粉煤灰混凝土的抗壓強度試驗結果

從表2可以看出：①號配合比的混凝土在前3d強度增長速度最快，而后增速相對較慢；③號配合比的混凝土強度增長在3d內較低，到7d這段期間增速很快達到25.1%，28d到60d強度仍然有10%的增長速度，說明該試驗與理論分析相符；④號配合比混凝土28d抗壓強度比①號配合比的強度低，說明粉煤灰的活性比水泥小，混凝土抗壓強度隨粉煤灰摻量的增加而下降的趨勢越明顯。根據(jù)試驗結果可知：粉煤灰的摻量在15%～25%之間最好。

4 耐久性提高

粉煤灰由許多細小微粒組成，混凝土中加入粉煤灰，可充填水泥與細骨料之間的空隙，增加混凝土的密實度，摻加粉煤灰可使混凝土的抗?jié)B性能明顯提高，進而改善混凝土的抗化學腐蝕能力，有效地減少混凝土堿骨料反應引起的局部膨脹，可極大提高混凝土的耐久性。

在摻加粉煤灰混凝土硬化過程中，粉煤灰能有效地減少混凝土內部溫度上升速度，有利于混凝土內部結構的形成。從混凝土的抗?jié)B性方面考慮，對配合比①號和③號的混凝土同時進行試驗，分別制做28d和60d的抗?jié)B試驗，試驗結果如表3所示。

表3 摻加粉煤灰混凝土抗?jié)B試驗結果

由表3試驗結果可知：將養(yǎng)護28d后的試塊放入抗?jié)B儀中加壓到0.6MPa時，①號中1個試塊有泌水現(xiàn)象，經(jīng)劈開試驗，其他5個試塊水位滲透不高，抗?jié)B性良好，而此時③號中2個試塊有泌水現(xiàn)象，經(jīng)劈開試驗，其他4個試塊水位滲透不高；養(yǎng)護60d后，對試塊進行抗?jié)B試驗，加壓至0.9MPa時，①號抗?jié)B試塊中2個試塊有水泌出，經(jīng)劈裂后，其他4個試塊水位滲透高度都超過試塊高度的1/2，③號加壓至1.3MPa時，1個試塊有泌水現(xiàn)象，劈開試塊后，其他5個試塊水位滲透區(qū)域在1～2cm之間，抗?jié)B性良好。說明粉煤灰的活性能使水泥得以充分水化反應，粉煤灰混凝土耐久性較普通混凝土明顯提高。

5 經(jīng)濟性提高

某工程結構為多層框架結構，構造底板的混凝土設計強度等級為C30，抗?jié)B等級為P8。摻加17%衡豐牌Ⅰ級粉煤灰，細度為9.6，燒失量為4.9，需水量比為95。該工程一次性澆筑泵送摻加粉煤灰混凝土900m3，粉煤灰的摻入降低了單方水泥用量，不僅節(jié)約了混凝土成本（單方混凝土可節(jié)省13元），而且變廢為寶，化害為利，具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。

通過大量的實踐證明，在混凝土中摻加粉煤灰有較大的經(jīng)濟效益，可節(jié)省15%～30%的水泥，不僅減少了大量的能源消耗，而且降低混凝土的單位成本，對我國目前有限的資源來說，混凝土中使用粉煤灰應深入挖掘其潛能，更能充分發(fā)揮其經(jīng)濟價值。

6 結語

試驗研究和工程實踐證明，摻加粉煤灰的混凝土與普通混凝土性能對比如下：在和易性、泌水性、離析想象、水化熱等方面，粉煤灰混凝土較普通混凝土有較大改善；在坍落度損失、混凝土的密實度、抗壓強度、抗?jié)B性方面，粉煤灰混凝土好于普通混凝土；在混凝土的凝結時間、彈性模量、抗凍性方面，二者相近；但在混凝土的早期強度、抗碳化能力方面，粉煤灰混凝土不如普通混凝土。

粉煤灰對新拌混凝土的施工應用及性能都有良好的改善作用，在混凝土和易性、水化熱、強度、耐久性等方面，較普通混凝土的優(yōu)越性更加明顯。

［1］朱伯芳.大體積混凝土溫度應力與溫度控制［M］.北京：中國電力出版社，1999.

［2］GBJ146—90，粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范［S］.

［3］LIANG Zheng，LIU Jing-hong.Surface Displacement Monitoring and Analysis of Ground Freezing Method Applied to Subway Tunnel［C］.2010 International Conference on Civil Engineering.2010.673-677.（ISTP檢索）

［4］劉京紅，梁崢，劉曉華，等.大體積混凝土施工中的溫度監(jiān)測及裂縫控制［J］.河北農(nóng)業(yè)大學學報，2008，31（2）：106-109.

［5］GB50119—2003，混凝土外加劑應用技術規(guī)范［S］.