隨著對粉煤灰推廣應用認識的逐漸深入，利用粉煤灰已不僅

是取代水泥、節(jié)約土地和能源、減少環(huán)境污染的問題，粉煤灰己

經(jīng)成為對混凝土改性的一種重要組分。

粉煤灰混凝土是指不論以何種方式和方法摻加粉煤灰的混凝

±,包括用摻粉煤灰的硅酸鹽水泥制備的混凝土。近幾年來，粉

煤灰混凝土技術(shù)已成為國內(nèi)外混凝土研究和應用領域中的重要課

題。粉煤灰混凝土應用面極廣，在土木工程（包括水利工程）中

用于大壩、道路、隧道與港灣、下水道等。

1粉煤灰在混凝土中的作用

用優(yōu)質(zhì)粉煤灰等量或超量取代水泥，可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成

本，改善混凝土的工作性、耐久性。粉煤灰在水泥混凝土中主要

有三個基本效應，即形態(tài)效應、火山灰效應和微集料效應?？刂?/p>

這三個效應向有利方向發(fā)展，即可利廢為寶、改善混凝土的性能。

2粉煤灰混凝土與普通混凝土性能的對比

在坍落度和二十八天強度相同的條件下，粉煤灰混凝土與普

通混凝土性能的對比如下：1）和易性、泌水性、水化性、徐變、

離析、抗硫酸鹽侵蝕性和抗堿集料反應性能與普通混凝土相匕有

較大改善；2）塌落度損失、密實度、最大抗壓強度、抗彎與抗拉

強度、收縮性、抗?jié)B性好于普通混凝土；3）凝結(jié)時間、彈性模量、

抗磨性、抗凍性與普通混凝土相近；4）早期強度、抗碳化能力不

如普通混凝土。

3改善粉煤灰混凝土早期強度的途徑

粉煤灰混凝土由于性能優(yōu)于普通混凝土而被廣泛應用，但由

于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料，活性低于水泥，故摻加粉煤

灰后混凝土的早期強度低于普通混凝土，且粉煤灰摻量越高早期

強度越低，使粉煤灰的推廣應用受到制約。要提高粉煤灰的利用

率，改善粉煤灰混凝土的早期強度是很重要的一個途徑。

3.1選用活性較高的粉煤灰

粉煤灰的活性包括物理活性和化學活性。粉煤灰的物理活性

對減水、微集料和密實效應有關，通常認為這是體系早期活性和

強度的來源。粉煤灰的化學活性主要來自活性SiO2（玻璃體SiO2）

和活性AIOM玻璃體Ab。：,）在一定堿性條件下的水化作用。因此，

粉煤灰中活性SiO八活性A103和f-CaO（游離氧化鈣）都是活性的

的有利成分。

3.2提高養(yǎng)護溫度

高溫激活粉煤灰活性的主要方法是蒸汽養(yǎng)護。在水熱的條件

下，玻璃體網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)更易被破壞，［SOi/卜四面體聚合體解聚成

單聚體和雙聚體，且溫度越高，破壞作用越強。在蒸汽養(yǎng)護條件

下，活性ALO：,、Si。?更容易溶出，加快了礦物結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移和水化

產(chǎn)物的形成。實驗研究表明，粉煤灰摻量越高，蒸汽養(yǎng)護激發(fā)的

效果或優(yōu)勢越明顯。但是蒸汽養(yǎng)護只能應用于粉煤灰磚、粉煤灰

砌塊、粉煤灰硅鈣板以及粉煤灰加氣碎砌塊等。無法用于路面、

大壩、地下建筑等大體積混凝土。

3.3采用物理、化學激發(fā)措施

3.3.1物理激發(fā)

粉煤灰活性的物理激發(fā)是將粉煤灰進行磨細加工，以提高粉

煤灰的細度和均勻性，起到降低粒度、噌大化學反應時的比表面

積、強化粉煤灰效應的作用，從而提高粉煤灰的水化活性。

3.3.2化學激發(fā)

常用的粉煤灰化學激發(fā)方法有酸激發(fā)、堿激發(fā)、硫酸鹽激發(fā)、

和氯鹽激發(fā)等⑶。

1）酸激發(fā)。粉煤灰的酸激發(fā)是指用強酸與粉煤灰混合陳方進

行預處理。通過強酸對粉煤灰顆粒表面的腐蝕作用，形成新的表

面和活性點。常用的強酸有硫酸、鹽酸和氫氟酸，其中硫酸的激

發(fā)效果最好，但摻量要適當，硫酸濃度過高時，易生成膨脹性過

多的水化硫鋁酸鈣AFt而使體系產(chǎn)生微裂紋，降低后期強度，從

而影響體系的長期耐久性。用酸激發(fā)的成本較高、工藝較復雜，

實際應用較少，一般與其它激發(fā)方法復合使用。

2）堿激發(fā)。粉煤灰主要成分是酸性氧化物，在堿性環(huán)境中其

活性最容易被激發(fā)。常用的激發(fā)劑有生石灰、熟石灰、NaOH、KOH

等。使用石灰尤其是使用生石灰激發(fā)粉煤灰活性時，如果石灰消

化不良，可能引入過多的f-CaO,從而導致體系后期體積安定性

下降。使用NaOH、KOH等強堿作為激發(fā)劑，其摻量一般不超過

1%,否則會使水泥的后期強度降低，并可能引起起霜和碳化（形成

CaCOj等問題，而且可能會在混凝土中引起堿一集料反應，破壞

混凝土。

3)硫酸鹽激發(fā)。常見的硫酸鹽激發(fā)劑有芒硝和石膏(包括二

水石膏、半水石膏、硬石膏和燃燒石膏)，NazSO」的激發(fā)效果優(yōu)于

CaSOi類；因Na2s0,更容易溶解于水，而且NazSO」可與體系中

Ca(0H)2反應生成高度分散的CaSO’,它比外摻石膏更容易生成AFt,

Na2sO,還可與體系中的Ca(0H)2反應生成NaOH,增加體系的堿性，

因此Na2s的激發(fā)實際上是強堿和硫酸鹽的雙重激發(fā)。采用Na2S0,

激發(fā)時，水化產(chǎn)物的纖維狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)比采用CaSOi的更為完善，

水化包裹層緊密度小，有利于C1的擴散。硫酸鹽激發(fā)劑的摻量

也不能超過一定的范圍。實驗顯示，N&S0H參量太高時，會引起

泛霜現(xiàn)象。而且，由于粉煤灰中的活性AbO：,溶出緩慢，后期溶出

的活性AI2O3也會生成AFt,AFt具有膨脹性，如果生成的量過多，

會在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，引起后期強度降低。

4)氯鹽激發(fā)。加入NaCl、CaCL等氯鹽，也可以提高粉煤灰

一石灰體系的強度。但由于引入了Na'C「會引起鋼筋的銹蝕，

故不宜在鋼筋混凝土中使用。

通常單獨使用一種激發(fā)措施，不能顯著地提高粉煤灰體系的

強度。在實際應用時，須綜合各種物理和化學的激發(fā)方法，即復

合激發(fā)，一般來說，復合激發(fā)的效果要優(yōu)于單獨激發(fā)。例如硫酸

鹽與石灰及礦物摻合料復合，硫酸鹽與礦渣、礦物復合等。由于

復合