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粉煤灰在混凝土中的應用
（作者未知） 2010/4/27
（接上頁）實驗室里制備的小試件（由于骨料最大粒徑的減小，試件尺寸從200×200×200mm減小到現(xiàn)在的100×100×100mm），經(jīng)規(guī)定齡期的標準養(yǎng)護（20±3℃；RH≥90%），然后在試驗機上破型得到的數(shù)據(jù)進行。Idorn[6]在91年曾擬文指出：在特定實驗室條件下取樣制備試件進行試驗作為控制質(zhì)量的方法，而不去開發(fā)以物理化學為科學依據(jù)的控制方法，是不合乎當今時代的錯誤。
試驗室制備的試件與工程中澆筑構(gòu)件的實際情況存在著明顯的差異：
1）制備試件時的成型條件與工程實際振搗密實的情況不相符，因此不能反映實際結(jié)構(gòu)物中混凝土的振實程度（孔隙率）、沉降程度（離析、泌水）等；
2）試件養(yǎng)護時的溫、濕度與實際構(gòu)件的情況不同，而這種差異隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)斷面尺寸明顯增大、施工中忽視養(yǎng)護的情況使反差更加劇。如前所述，混凝土構(gòu)件體內(nèi)的溫升及其對混凝土水化過程的不利影響、隨后降溫時的變形以及產(chǎn)生的內(nèi)應力，小試件是反映不出來的，更無法反映上述普通混凝土與大摻量粉煤灰混凝土在溫升影響下的反差（純水泥混凝土后期強度比小試件偏低，而大摻量粉煤灰混凝土強度發(fā)展加速和提高）。
3）自由變形的試件和受配筋及其他條件約束的實際構(gòu)件，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)配筋日益密集、混凝土水膠比明顯降低的情況下，對結(jié)構(gòu)混凝土性能產(chǎn)生的影響差異加大：試件在初齡期自身收縮增大時，強度會呈提高趨勢；而實際結(jié)構(gòu)中混凝土早期強度提高（彈性模量增大）、自身收縮加劇時，則因變形受約束，引起很大的拉應力從而導致開裂，強度與耐久性降低。
以上說明：室內(nèi)試驗結(jié)果難以完全反映工程施工中混凝土澆筑的實際情況。正是從這個角度出發(fā)，許多國家從事混凝土技術(shù)研究時，越來越重視足尺試驗（與實際結(jié)構(gòu)物尺寸相同或者成比例縮�。┖蛯τ趯嶋H結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)場檢測。如上所述，其結(jié)果正和小試件的相反。對于大摻量粉煤灰混凝土，或者從更廣泛的意義上來說，在混凝土技術(shù)領域里的研究方面，我們與先進國家的差距，可能更突出地反映在這些問題上（當然還有其他方面的，例如配制混凝土時所用骨料的變異性大，因此試驗結(jié)果的重現(xiàn)性差；室內(nèi)試驗混凝土的攪拌、成型和養(yǎng)護條件有待改善等等），而不是如有些人誤認為的：因為國內(nèi)粉煤灰、水泥、外加劑等原材料的質(zhì)量存在著很大差距，因此得不出類似結(jié)果。
四、 大摻量粉煤灰混凝土
既然粉煤灰在混凝土中的作用如此重要，為什么粉煤灰混凝土，主要是大摻量粉煤灰混凝土長時間得不到推廣呢？在這里提出一個新的看法：目前許多規(guī)范中規(guī)定的鋼筋混凝土中的摻量限制（例如25%），對配制中低強度的混凝土來說，恰恰是最不利于發(fā)揮粉煤灰作用的摻量。換句話說，粉煤灰必須用大摻量，才能發(fā)揮良好的效果。這是為什么呢？
如上所述，摻用粉煤灰要想取得良好效果，水膠比必須低，而中低強度混凝土的水泥用量通常在350kg/m3以下。這種條件下，即使摻用再好的減水劑，水灰比（水膠比）也只能在0.50左右。因為再減小時，漿體體積就滿足不了填充骨料空隙并形成足夠厚度潤滑層的需要。當摻加粉煤灰時，由于它比水泥輕，等重量替代水泥時可以增大膠凝材料的體積，所以可以使混凝土的水膠比降低。但是當其摻量較小時（如規(guī)定的25%以內(nèi)），增大膠凝材料的體積有限，降低水膠比的作用也就有限。前面談到的加拿大CANMET進行的大摻量粉煤灰混凝土性能之所以優(yōu)異，正是因為它在膠凝材料用量為350kg/m3的條件下，粉煤灰占到57%以上，從而將水膠比降低到0.30左右獲得的結(jié)果。我們重復了它的膠凝材料比例進行試驗，因此也得到了類似的效果。
大摻量粉煤灰混凝土不僅強度發(fā)展效果良好，而且各種耐久性能也十分優(yōu)異。由于能夠明顯降低水化溫升，也大大減小了混凝土早期出現(xiàn)開裂的危險，可以說是一種適用于除了早期強度要求非常高以外，能夠滿足各種工程條件，尤其是侵蝕性嚴酷環(huán)境要求的高性能混凝土。例如公路路面板、橋面板就是這樣一類結(jié)構(gòu)，不僅工作環(huán)境嚴酷，而且需要耐磨性良好。大摻量粉煤灰混凝土的后期強度增長幅度大，恰好滿足了這樣的要求——強度和耐磨性隨著時間不斷增長。但是目前的耐磨性試驗不適宜于判斷這種混凝土的耐磨性，因為通常就在28天齡期進行快速試驗——用鋼球在試件上快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磨耗量來評價。這也說明：推廣新材料、新技術(shù)需要伴隨試驗評價方法的改進。
當然，任何事物都有它的兩面性，大摻量粉煤灰混凝土也存在局限性。其中，粉煤灰—水泥—化學外加劑之間的相容性，表現(xiàn)為混凝土水膠比能否有效地降低，使粉煤灰能充分發(fā)揮作用，自然是應用這種混凝土首先要檢驗的問題。一般來說，當水膠比只能在0.40以上時，在中等強度要求的混凝土中使用的效果就可能成問題了。其次，由于大（未完，下一頁）
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