关于不同外观粉煤灰对混凝土性能影响的研究

李 强 温庆如 刘尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

关于不同外观粉煤灰对混凝土性能影响的研究

李 强 温庆如 刘尊玉

河南科之杰新材料有限公司（453731）

粉煤灰是商品混凝土不可缺少的掺合料之一，但目前市场供应粉煤灰质量存在较大差距。粉煤灰的颜色、细度在一定程度上可反映粉煤灰的质量好坏。以三种不同外观的粉煤灰为研究对象，寻找其对混凝土工作性能的影响规律。

色泽；烧失量；坍落度；坍落度经时损失

0 引言

粉煤灰在混凝土中可以起到较好的填充作用和润滑作用，在调整混凝土和易性方面具有巨大优势[1-2]；同时还能发挥火山灰效应，对混凝土的力学性能和耐久性有提高作用。加之其替代适量水泥，可降低混凝土的成本，故粉煤灰在商品混凝土中得到大量应用[3]。

目前粉煤灰的市场供应已显阶段性供不应求，一些不法分子以次充好，致使混凝土生产出现质量问题。通常搅拌站对粉煤灰只进行细度及活性检查。活性检查周期较长，而细度检查又不能完全反应出粉煤灰的质量问题。寻求粉煤灰的快速检验，已成为一种十分必要的手段。

粉煤灰的颜色一般在浅灰到深灰色之间变化，还有一些高钙粉煤灰颜色偏黄。深灰到浅灰反应了粉煤灰含碳量的一般规律，而颜色偏黄又反应了粉煤灰的含钙情况，这里通过对粉煤灰的颜色、细度，即粉煤灰的外观进行相关检测试验，得到粉煤灰的外观与含碳量和含钙量的一般规律，并测试对混凝土性能的影响，从而尝试得到一种较直观的粉煤灰快速检验方法。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

水泥:郑州天瑞水泥公司生产的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，其物理性能见表1。

粉煤灰:X公司生产的三种不同颜色的粉煤灰，以A代表深灰色粉煤灰，B代表浅灰色粉煤灰，C代表淡黄色粉煤灰。

机制砂:产地为河南新密。细砂:产地为黄河。

粗集料:产地为河南新密。外加剂:试验选用与天瑞水泥适应性较好的河南科之杰新材料有限公司生产的Point-400高效减水剂。

1.2 试验方法

按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）测试粉煤灰的细度、需水量比、活性指数。

按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2008）测试粉煤灰的烧失量、游离氧化钙含量。

按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002）,测试混凝土的坍落度和流动度。

混凝土配合比见表2。

2 结果与讨论

表1 水泥的物理性能

表2 混凝土试配配合比以及试验温度条件

2.1 粉煤灰外观对物理性能的影响

试验中使用三种粉煤灰，对其需水量比、烧失量及游离氧化钙含量分别进行测试，其中游离氧化钙的测试方法是乙二醇法，原理是使游离氧化钙与乙二醇反应，生成可溶性的乙二醇钙，然后使用滴定分析测试乙二醇钙的含量，从而换算得到游离氧化钙的含量。试验结果见表3。

表3 不同种粉煤灰对应的各项性能指标

图1 不同种粉煤灰对应的含碳量以及游离氧化钙含量性能指标

由上表和附图可以发现A粉煤灰含碳量较B粉煤灰和C粉煤灰高，而C粉煤灰游离氧化钙较A和B明显高出许多。

2.2 粉煤灰外观对混凝土工作性能的影响

试验主要通过对三种不同外观的粉煤灰分别拌制混凝土测其流动性及流动性经时损失情况。试验采用坍落度和扩展度综合评价混凝土的流动性。试验结果见表4。

表4 混凝土试验结果

图2 不同种粉煤灰通过混凝土试验得到的坍落度和扩展度数值

从上表可以看出，C组粉煤灰的混凝土流动性最好，1 h经时损失几乎无损失，便于施工。对比另外两组，发现粉煤灰颜色较浅的B组的流动性好于颜色较深的A组，A组1 h几乎已不具备流动性，施工性能极差。

综上所述，A组粉煤灰颜色深灰，其烧失量高、游离氧化钙含量低，其对应的混凝土流动性较差。B组粉煤灰颜色深灰，其烧失量低、游离氧化钙含量低，其对应的混凝土流动性略好。C组粉煤灰颜色偏黄，其烧失量低、游离氧化钙含量高，其对应的混凝土流动性较好。

通过粉煤灰性能测试及混凝土试配，验证了粉煤灰外观对粉煤灰的烧失量及游离氧化钙的对应一般规律。凭粉煤灰的外观只能对其性能进行初步判断，可作为搅拌站快速、便捷检测粉煤灰的方法，但对粉煤灰的具体性能还需进行深入测试。

3 结论

1）含碳量影响:粉煤灰的烧失量主要成分为燃烧中未燃尽的碳粒，其吸附作用比较强，同时需水量相对较高，强度偏低，这些高吸附性的碳粒在混凝土试配中对外加剂的吸附作用是首当其冲的，其妨碍外加剂作用的充分发挥，同时自身具有需水量高的特点，于是拌制的混凝土不可避免的出现流动性不好、坍落度经时损失快等特点。

2）游离氧化钙含量影响:高钙灰一般具有较细的颗粒形态,同时具有较低的需水量比等特点，高钙粉煤灰一般需水量比小于100%,同时因为其呈现较小球状玻璃体，填充在水泥浆体之间具有较好的润滑作用，所以其流动性比较好。但是因为其游离氧化钙数量较高，因此在应用的过程中应注意其引起的安定性不良等问题，在施工过程中，应加强检测力度，确保工程质量合格。

3）这里引入粉煤灰的色泽概念探讨其对混凝土流动性能的影响，其只具有参考、指导意义，在特定的条件下可用于快速分辨粉煤灰性能好坏，并不是普遍性的结论，其为了阐述粉煤灰中的含碳量和游离氧化钙含量对混凝土性能的影响。

[1]杨太文.大掺量粉煤灰高性能混凝土的研究进展[J].混凝土,2004(9):22～26.

[2]王福元,吴正严.粉煤灰利用手册[M].北京:中国电力出版社,1999:40～43.

[3]沈旦申.粉煤灰混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1998:47～54.