东莞市亨达混凝土有限公司 广东东莞 523000
摘要：粉煤灰是煤经过充分燃烧后形成的细灰，如果不能将其合理地处理，就会污染环境，为此，相关工作人员提出将其掺入到混凝土中使用，不仅具有节约水泥用量，降低资金投入成本的作用，而且还有效地优化混凝土拌合物的特性，提升混凝土的应用率。当前，我国已经实现将粉煤灰掺入到混凝土中应用到大体积混凝土、地下和水下工程混凝土、蒸养混凝土等等，这一应用在一定程度上提升了装修的经济效益。
关键词：粉煤灰；混凝土；应用
引言：随着粉煤灰的应用越来越广泛，一些商家逐渐被利益所蛊惑，将质量性能较差的粉煤灰出售给需要的人群。而导致粉煤灰质量较差的原因是生产粉煤灰的企业在生产粉煤灰的过程中加入了影响混凝土特性的无机矿物质，最终使人们将粉煤灰掺入到混凝土中投入使用时出现了许多新问题。
一、粉煤灰的基本特性及激发机理
（一）粉煤灰的化学特性
粉煤灰是一种火山灰质材料，经过化学化验之后就可得知，粉煤灰的成分除了含有未经过充分燃烧的煤粉之外，还具有硅、铝、铁、钙、镁、硫等元素的氧化物。其中硅、铝元素的成分含量较高，其余的都是少量含有[1]。
而导致粉煤灰含有这些化学元素的原因是原始煤炭中的矿物组成，原始煤炭主要组成成分是氧化硅和铝硅酸盐类的矿物质。因此，煤粉在经过充分灼烧后发生化学反应逐渐形成粉煤灰中的各种化学物质。通常情况下，粉煤灰中都会含有百分之六十以上的玻璃体，而玻璃体的活性和含量的不同与煤粉中钙的含量有关。含钙量较高的粉煤灰活性也较大，如果将其运用到混凝土中，并不加入其它缓凝作用的添加剂就会加快水泥的凝结硬化[2]。
（二）粉煤灰的颗粒特性
通常情况，相关工作人员为了满足项目的需要，通过改变颗粒的粒径、性状以及结构就可以影响矿物质掺入到新拌混凝土和硬化混凝土导致的结果。粉煤灰这种矿物质的火山活性如果颗粒的大小是小于十微米，那么其活性就与颗粒的大小呈正比，如果是大于四十五微米的就不具备活性。
（三）粉煤灰的活性激发机理
粉煤灰的活性就是指凝结硬化性能，但是由于这种性能是隐性的，需要相应的激发剂才能够凸显出来，所以需要相关的工作人员进行进一步的操作之后才能投入混凝土中应用。当前，使粉煤灰展现其活性的方法有两个。第一个方法是提供一定数量的氢氧根离子，变成碱性环境，使二氧化硅、三氧化二铝能够与氢氧根离子充分地发生反应，从而提升火山灰的反应速度。第二个方法是加入强碱，直接于相关的化学物质进行反应，从而加快火山灰胶结产物生成的速度。相关工作人员经常使用的激发剂是石膏、石灰。其中将石灰加入其中，使其能够与一定量的氧化钙、水、二氧化硅或三氧化二铝充分发生反应[3]。
二、混凝土与粉煤灰之间的联系
如果将粉煤灰掺入到混凝土中就必然会在一定程度上影响到混凝土的性能，而不同的混凝土对性能的影响也是不同的，例如会影响到新拌混凝土的吸水性、流动性、均匀度、凝结速度等等，会影响硬化混凝土的抗压性、密度、弹性、抗冻性等等。将粉煤灰掺入混凝土中，会对其性能产生一定程度的影响。这是因为粉煤灰具有两种效应和一种活性。下文主要讲述了粉煤灰的形态效应和火山灰活性[4]。
（一）形态效应
在混凝土成型的过程中，水的加入是不可或缺的。而水的加入对混凝土的成型有两种作用。第一种是使水泥能够进行水化，这时候的用水量需要达到总用量的百分之二十以上。第二种是为了满足相应的施工需要，成型的混凝土拌合物需要具有一定的活性，。但是如果相关的工作人员在实际的实施过程中加入的水超过了水化作用需要的用水量，那么就会对混凝土浇筑工作的完成产生一定程度的消极影响，这一消极影响的出现会使混凝土凝固之后在建筑内部产生间距较大的空隙，不仅不利于建筑的稳定性，而且还会给混凝土结构造成一定程度的损害，从而降低了混凝土的耐久性。
如果在混凝土中加入粉煤灰就可以有效地防止这一消极影响的产生，这是因为粉煤灰具有形态效应，可以有效地降低水的利用。不仅如此，其颗粒大多呈现出圆球玻璃的形状，具有顺滑的成效，所以才具有减低混凝土用水量的作用[5]。
（二）火山灰活性
粉煤灰具有一定的火山灰活性，这是由于发生了以下化学反应。而该反应发生的原因是受到了扩散控制的影响，粉煤灰首先发生了溶解反应，粉煤灰微珠表面出现溶解，生成了相应的沉淀物，沉淀物附着在其的表面。之后钙离子进一步与其进行反应，水化产物层逐渐向内部扩散。因此，如果在混凝土中加入减水剂不仅能够有效地避免钙离子对粉煤灰玻璃体表面的侵袭，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。而且还可以降低混凝土在实际运用过程中由于用水量较多出现的空隙。其中能够填充混凝土空隙的是粉煤灰反应中产生的水化物，这一水化物早期是以凝胶的形式出现的，所以能够有效地补充混凝土产生的空隙，使相应的孔结构能够进一步地细化。而且随着使用年限的增长，粉煤灰的火山灰反应也会不断地进行，使水化物的数量不断地增多，从而相成相应的网状结构，使混凝土变得更加坚固、紧实[6]。
三、粉煤灰在混凝土中的应用
将粉煤灰与混凝土按照相应的比例混合在一起，不仅可以有效地降低各项成本的投入，而且还可以优化混凝土的性能。其中将这两者结合在一起的方式有两种，分别是内掺和外掺。外掺粉煤灰是在混凝土中直接掺入粉煤灰，而内掺粉煤灰是在混凝土中加入粉煤灰水泥。这两种方法各有优缺点。由于粉煤灰的火山灰活性较低，所以在进行内掺水泥水化的过程中非常容易生成氢氧化钙，之后粉煤灰就会与氧氧化钙发生第二次化学反应，从而在其表面形成一种火山灰质反应物。这一反应物会与水泥浆硬化体晶格牢固的整合在一起，不仅会提高混凝土在使用后期的韧度和抗渗性，而且还能提升混凝土的耐久性。除此之外，在混凝土中加入一定量的粉煤灰还能产生一种特殊的物理功能，例如能够帮助填充浆体填满空隙，提升粉煤灰的渗水功能，从而有效地提升混凝土的使用率和安全性。
混凝土的用水量和浆体的体积会直接影响到混凝土的收缩程度，在实际应用中，混凝土的收缩情况与用水量之间成正比，所以性能稳定的粉煤灰需水量会比较小。而且用水量的降低会使掺入粉煤灰的混凝土在二十八天后的自干燥收缩和干燥收缩程度都在一定程度上得到减缓。但是如果在此过程中再次加入一定量的粉煤灰，那么混凝土的干缩会随着粉煤灰的掺入而有所减缓。
水泥的水热化比低钙粉煤灰产生的水热化高出一倍，这是由于粉煤灰相比其他矿物质具有较好的降温功能，所以将其掺入到混凝土中会降低混凝土的水热化。在实际的应用中，相比水泥，在混凝土中加入粉煤灰产生的水热化，可以将水热化降低百分之十以上。如果在大体积混凝土中加入粉煤灰就可以有效地将水热化出现的最高值延缓到三天以后，从而降低由于温度较高导致混凝土出现裂纹的情况。
四、结语
随着粉煤灰的应用逐渐朝着多样化、复杂化的发向发展，所以为了能够最大限度地提升混凝土的性能和质量安全，相关的工作人员应该在使用粉煤灰之前进行合理的甄别。
参考文献：
[1]曾怀平.粉煤灰在混凝土中的应用研究[J].青年科学：下半月，2014：1.
[2]刘磊.纳米CaCO3对粉煤灰混凝土性能影响及作用机理的研究[D].哈尔滨工业大学，2014.
[3]井旭东.浅谈粉煤灰在混凝土中的应用[J].安徽建筑，2015：188-189.
[4]曾水金.人工粉磨粉煤灰在混凝土中的应用研究[J].福建建材，2016：20.
[5]潘祝俊，吕鹏，丁军.粉煤灰在混凝土中的应用[J].粉煤灰，2014：30-32.
[6]邓天明，张凯峰，孟刚，王宁，李文龙，于文博，周昊鹏.循环流化床脱硫粉煤灰在混凝土中的应用研究[J].硅酸盐通报，2015：163-166.