韓鵬飛　王文嬌

（寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院　寧夏銀川　750021）

引言

我國(guó)工業(yè)固體廢棄物粉煤灰的年排量很高。粉煤灰摻加到混凝土中所起到的積極作用，已從開始時(shí)的節(jié)約水泥、降低粉煤灰排放對(duì)環(huán)境和生態(tài)的負(fù)擔(dān)，發(fā)展為很多混凝土結(jié)構(gòu)中不可或缺的功能性材料。

目前，絕大多數(shù)粉煤灰均以替代部分膠凝材料的方法摻加到混凝土中，我國(guó)普遍采用粉煤灰等質(zhì)量替代20%水泥的做法[1]。這種做法粉煤灰使用量較低、其本身的特性對(duì)混凝土力學(xué)性能的貢獻(xiàn)未得到充分體現(xiàn)。為促進(jìn)粉煤灰的廣泛應(yīng)用，本文對(duì)粉煤灰替代細(xì)骨料混凝土（以下簡(jiǎn)稱“粉煤灰細(xì)骨料混凝土”）的力學(xué)性能進(jìn)行綜述研究。

1　新拌粉煤灰細(xì)骨料混凝土的流變性能

新拌混凝土的流變性能包含彈塑性變形和粘性流動(dòng)等諸多內(nèi)容。

毛明杰等[2]對(duì)粉煤灰等體積替代細(xì)骨料混凝土進(jìn)行了坍落度和泌水性能測(cè)試。結(jié)果表明，粉煤灰替代量達(dá)到50%時(shí)，混凝土十分干硬，坍落度僅為3cm?？紤]到實(shí)際工程，毛明杰等通過(guò)改善配合比，得到了粉煤灰替代率在0～45%的范圍內(nèi)時(shí)，混凝土的坍落度均在10cm以上，且絕大多數(shù)混凝土的坍落度在16cm以上。所以粉煤灰上限為45%。

在泌水性能研究中，主要測(cè)試了泌水量隨泌水時(shí)間變化項(xiàng)目，結(jié)果表明粉煤灰替代率15%以內(nèi)時(shí)，粉煤灰的摻加對(duì)泌水影響不大，但隨著粉煤灰摻量增加，泌水呈減少趨勢(shì)，說(shuō)明粉煤灰的摻加對(duì)混凝土和易性有一定調(diào)節(jié)作用。

2　粉煤灰細(xì)骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度

毛明杰等通過(guò)試驗(yàn)表明，粉煤灰細(xì)骨料混凝土中粉煤灰取代量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響較明顯。摻量為25%是強(qiáng)度增長(zhǎng)的分界點(diǎn)，強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度從此轉(zhuǎn)變。本研究進(jìn)而表明粉煤灰替代細(xì)骨料存在一個(gè)較合適的替代率即25%，此替代率下各個(gè)齡期強(qiáng)度高，且強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯[3]。

劉邁等試驗(yàn)表明在取代率相同情況下，粉煤灰同時(shí)取代水泥和細(xì)骨料得到的強(qiáng)度增長(zhǎng)介于只取代水泥和只取代細(xì)骨料得到的強(qiáng)度增長(zhǎng)之間，隨齡期的增長(zhǎng)，水泥對(duì)于總?cè)〈膹?qiáng)度貢獻(xiàn)不斷減小，因而粉煤灰取代細(xì)骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度的作用明顯[4]。

溫小非等試驗(yàn)表明粉煤灰替代率在0～40%范圍，粉煤灰替代細(xì)骨料的混凝土抗壓強(qiáng)度隨著粉煤灰替代率的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，當(dāng)替代率為40%時(shí)立方體抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)至最大，當(dāng)替代率為50%時(shí)抗壓強(qiáng)度開始有所下降，但相對(duì)于未替代的普通混凝土仍有較大增長(zhǎng)[5]。

3　粉煤灰細(xì)骨料混凝土的抗折強(qiáng)度

毛明杰等人試驗(yàn)研究表明28d時(shí)各替代率下混凝土的抗折強(qiáng)度均已超過(guò)未替代普通混凝土，且15%以后28d粉煤灰細(xì)骨料混凝土滿足材料抗折強(qiáng)度要求[6]。從而可以得出結(jié)論：粉煤灰能夠一定程度上提高混凝土的抗折強(qiáng)度，且摻量為15%、20%時(shí)混凝土的抗折性能比較合理。在此基礎(chǔ)上，同時(shí)研究了混凝土抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度之間的關(guān)系，抗壓強(qiáng)度提高時(shí)，對(duì)應(yīng)的抗折強(qiáng)度也高。

經(jīng)過(guò)研究，得出以下關(guān)于混凝土的抗壓強(qiáng)度值與抗折強(qiáng)度值的公式[3]：

ff=0.0852fcc+0.9394（R2=0.7137）

式中：ff——混凝土抗折強(qiáng)度，MPa；fcc混凝土抗壓強(qiáng)度，MPa。

R2——決定系數(shù)，反應(yīng)因變量的全部變異能通過(guò)回歸關(guān)系被自變量解釋的比例。

而普通混凝土抗折強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度值的1/10～1/5左右。

黃波等人試驗(yàn)研究表明混凝土強(qiáng)度分別為C40，C50，C60時(shí)，摻入粉煤灰后，抗折強(qiáng)度最大降幅達(dá)到了51%，33%，41%。而且粉煤灰的摻量越大，混凝土的抗折強(qiáng)度降幅越大[7]。

4　結(jié)論與展望

大摻量粉煤灰細(xì)骨料混凝土有著廣泛的應(yīng)用前景。這里簡(jiǎn)單介紹了粉煤灰混凝土的力學(xué)性能，對(duì)于這方面的研究還在繼續(xù)。同時(shí)，粉煤灰混凝土也存在著一些問(wèn)題。所以我們今后加強(qiáng)對(duì)該材料的研究分析，同時(shí)研究出解決自身問(wèn)題的方法就成了重中之中。

隨著該項(xiàng)技術(shù)不斷完善，粉煤灰細(xì)骨料混凝土一定會(huì)在各項(xiàng)建設(shè)中大顯身手，必將以其優(yōu)良的性能在保護(hù)環(huán)境、協(xié)調(diào)人類與自然的關(guān)系等方面起到積極的作用，有著廣闊的應(yīng)用前景。在不久的將來(lái)，我們一定可以看到粉煤灰混凝土在我們生活中的大量應(yīng)用。