磨细粉煤灰和分选粉煤灰在混凝土中的性能差异分析

朱孝华，吴坚

（1. 无锡绿城房地产开发有限公司，江苏 无锡 214000；2. 无锡市湖滨建设工程监测站，江苏 无锡 214000）

磨细粉煤灰和分选粉煤灰在混凝土中的性能差异分析

朱孝华1，吴坚2

（1. 无锡绿城房地产开发有限公司，江苏 无锡 214000；2. 无锡市湖滨建设工程监测站，江苏 无锡 214000）

本文对比了分选粉煤灰与磨细粉煤灰应用于混凝土中所产生的性能差异，试验结果表明：与分选粉煤灰相比，磨细粉煤灰的细度较细，活性指数较高，但烧失量、需水量比较高；在磨细粉煤灰混凝土中应用时含气量、坍落度和坍落度经时损失等工作性能明显弱于分选粉煤灰，但力学性能（7d、28d 抗压强度）要优于分选粉煤灰。

磨细粉煤灰；分选粉煤灰；混凝土

0　前言

随着水泥混凝土应用技术的迅速发展，优质粉煤灰已成为水泥混凝土中必不可少的重要组分，而随着建筑市场的日益繁荣，对优质粉煤灰的需求量不断增加。近年来，随着煤价的不断下跌和环保部门对电厂的管理不断加强，电厂的粉煤灰排放量已有逐渐减少的趋势[1-3]。为了缓解这一矛盾，以前很少有人问津的湿排灰和等外灰又重新走向了水泥混凝土的应用前台。许多粉煤灰生产企业将多年前排放的粉煤灰烘干、粉磨后售给混凝土生产企业。

这种磨细的粉煤灰和通过选粉机分选的粉煤灰在性能上存在诸多差异。许多混凝土从业人员感觉如今的粉煤灰质量大不如前，本文选取一种磨细的粉煤灰和一种经选粉机分选的粉煤灰做性能的检测，来区分两者之间的性能差异。

1　试验

1.1试验原料

水泥：江苏台泥 P·O 4 2.5 水泥，2 8 d 强度47.8MPa。矿粉：常州友邦矿粉厂，S95 级，比表面积407m2/kg。分选粉煤灰：江苏谏壁电厂 Ⅱ 级灰，45μm 筛余17%。磨细粉煤灰：金鑫矿粉厂提供，45μm 筛余 14%。细集料：河砂，细度模数 2.7，含泥量 1.7%。粗集料：碎石，5～25mm 连续粒级，含泥量 0.5%。外加剂：苏博特 PCA-1减水剂，减水率 28%。水：市政自来水。

1.2试验方法

测试方法参照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB /T 50080－2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》、GB /T 50081－2002《普通混凝土力学试验方法》和有关规定进行，测试的项目包括粉煤灰的细度、烧失量、需水量比及活性指数，混凝土的坍落度、含气量及 7d、28d抗压强度。试验采用商品混凝土中最常用的 C30 配比作为基准配合比，具体配合比见表 1。

表1　C30 商品混凝土配合比 kg/m3

2　试验结果与讨论

2.1磨细粉煤灰和分选粉煤灰的基本性能差异

参照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》测试磨细粉煤灰和分选粉煤灰的的细度、烧失量、需水量比及活性指数，结果如表 2 所示。

表2　混凝土掺合料的活性指数及流动度比 %

从检测结果可知，与分选粉煤灰相比，磨细粉煤灰的细度较细，活性指数较高，但烧失量较高，需水量比较高。这可能与粉煤灰的颗粒形貌有关，分别对磨细粉煤灰和分选粉煤灰进行 SEM 检测，结果如图 1 所示。

图1　粉煤灰的 SEM 照片

由 SEM 图片可以看出，分选粉煤灰中有许多球状颗粒，颗粒表面比较圆润，磨细粉煤灰中球状颗粒很少，颗粒表面棱角较多。这是因为在粉磨的过程中球状颗粒碎裂而致。

2.2磨细粉煤灰和分选粉煤灰在混凝土中的性能差异

在 C30 商品混凝土中分别掺入磨细粉煤灰和分选粉煤灰，测试混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的力学性能，考察磨细粉煤灰和分选粉煤灰的性能差别。具体结果如表 3 所示。

表3　混凝土掺合料在混凝土中的应用

由表 3 试验结果可知，磨细粉煤灰在混凝土中应用时工作性能明显弱于分选粉煤灰。首先，使用磨细粉煤灰时，混凝土中的含气量较低，混凝土的流动性不佳，这可能与磨细粉煤灰中含有较高含量的活性炭相关。相关研究证明，活性炭颗粒对引气组分具有较强的吸附作用，碳含量较高的胶凝材料提高含气量较为困难；其次，在混凝土初始坍落度和坍落度经时损失的性能指标上，磨细粉煤灰也明显低于分选粉煤灰。这是因为当粉煤灰磨细后，原有的球状颗粒遭到破坏，粉煤灰应有的滚珠效应消失，颗粒表面的棱角较多，同等粒径的颗粒表面积增加，混凝土的工作性能明显降低。

但磨细粉煤灰的力学性能要优于分选粉煤灰，原因在于，粉煤灰在粉磨的过程中，原有的球状颗粒破坏后，颗粒表面产生了很多断键，这些断键易于吸附浆体中的极性分子和离子，使火山灰反应更易于发生。

基于磨细粉煤灰和分选粉煤灰存在以上性能差异，在使用时要加以区分，如果想通过粉煤灰来提升混凝土的工作性能，磨细粉煤灰可能很难达到理想的效果，如果想降低混凝土的配料成本，充分利用火山灰反应，那么选用磨细粉煤灰是不错的选择。使用磨细粉煤灰还可以偿还湿排灰以及等外灰造成环境负荷的历史旧债，具有良好的环境效应。

3　结论

（1）与分选粉煤灰相比，磨细粉煤灰的细度较细，活性指数较高，但烧失量、需水量会比较高。SEM 检测结果表明：分选粉煤灰中有许多球状颗粒，颗粒表面比较圆润，磨细粉煤灰中球状颗粒很少，颗粒表面棱角较多。

（2）磨细粉煤灰在混凝土中应用时含气量、坍落度和坍落度经时损失等工作性能明显弱于分选粉煤灰，但磨细粉煤灰的力学性能（7d、28d 抗压强度）要优于分选粉煤灰。

[1] 黄兆龙，湛渊源．粉煤灰烧失量及材料配合比对砼工程性质的影响[J]．粉煤灰综合利用，2003 (1)：9-13．

[2] 薛永杰，侯浩波，查进．高烧失量粉煤灰对水泥浆体的力学和耐久性能的影响研究[J]．粉煤灰，2007 (4)：24-26．

[3] 王立久，艾红梅．粉煤灰胶凝系数研究[J]．大连理工大学学报，2002,42 (6)：724-727.

［单位地址］江苏省无锡市绿城玉兰花园 71-502（214000）

朱孝华（1981－）男，助理工程师，从事水泥基建筑材料的生产与研究。