粉煤灰对混凝土的需水量、坍落度和泌水性的影响

摘要：研究了粉煤灰对新拌混凝土工作性能的影响。研究结果表明，随着粉煤灰掺量增加，胶凝材料的相对需水量将降低，坍落度增大，坍落度经时损失减小，泌水及离析得到改善。关键词：新拌混凝土；工作性能；粉煤灰粉煤灰混凝土的工作性能主要包括需水量、坍落度、坍落度损失、泌水及离析等。粉煤灰对混凝土工作性能的改善。主要是通过其中的玻璃微珠及细小颗粒的形态效应及微集料效应进行的。这种改善作用主要表现在与工作性能相同的等效混凝土浆体对比上。1粉煤灰对新拌混凝土需水量的影响试验采用粉煤灰等量取代水泥的方法来研究增加粉煤灰掺量对降低胶凝材料需水量的效果。试验结果如图1所示，并回归出相对需水量与粉煤灰掺量的2次相关关系式：y=0.0018x2-0.3372x+100.0086R2=0.996(1)

图1和式(1)都表明：需水量随着掺灰量增加而减小；当掺灰量<50%时，需水量减小幅度较大；当掺灰量>50%时，需水量减小幅度很小。这说明掺灰量过大并不能有效降低胶凝材料的需水量。2粉煤灰对新拌混凝土坍落度的影响首先进行掺灰量对混凝土坍落度的影响试验，然后将研究结果绘成图2，同时回归出混凝土坍落度与粉煤灰掺量的2次相关关系式：y=-0.0101x2+1.6292x+190.2217R2=0.944(2)

图2和式(2)表明：混凝土的坍落度随掺灰量增加而增大：当掺灰量<50%时，坍落度增加较快；当粉煤灰掺量>50%时，坍落度增加较为平坦。这说明掺灰量过大对增加混凝土的坍落度无益。当前很多混凝土都是在搅拌站生产的。由于搅拌站与施工场地有一定距离，施工中要求混凝土的坍落度损失越小越好。本试验测试出了不同掺灰量下混凝土1h和3h的坍落度，见图3。

从图3可以看出，经过1h和3h，混凝土坍落度的减小幅度随着掺灰量增加而下降，特别是当掺灰量<50%时。这说明适当掺入粉煤灰能有效减小混凝土的坍落度损失。3粉煤灰对新拌混凝土泌水和离析的影响混凝土中加入粉煤灰，能弥补水泥和细集料的不足，降低需水量，阻塞泌水通道，从而改善混凝土的泌水性，增加混凝土的防渗能力。粉煤灰掺入混凝土后，粉料比例增加，浆体体积增大，改善了混凝土的粘聚性，减弱了混凝土的离析作用，因而具有较低的泌水率，且不易离析。这对混凝土的其它性能(如耐久性等)也有很大的间接改善作用。4机理分析影响混凝土工作性能的因素主要是粉煤灰的粒度。粉煤灰中粒度>45μm的颗粒愈少，混凝土的工作性能愈好。粒度<45μm的球形粉煤灰颗粒能明显降低新拌混凝土的需水量。用细粒<45μm的Ⅰ级灰替代水泥50%，混凝土的需水量可降低近20%。混凝土中加入粉煤灰，球形灰颗粒可在水泥浆中起润滑作用并降低用水量。灰粒越细，球形灰粒含量越多，需水量越小。球形灰粒对混凝土工作性的贡献是普通水泥的1.5倍。由试验得知，用粉煤灰取代30%的水泥，胶凝材料的需水量可减少9%左右。粉煤灰的掺入使混凝土的工作性能得到增强。5小结(1)回归出胶凝材料相对需水量y与粉煤灰掺量x的关系：y=0.0018x2-0.3372x+100.0086相对需水量随掺灰量增加而减小；掺灰量<50%时，粉煤灰对降低胶凝材料的相对需水量效果更佳。(2)回归出混凝土坍落度y与粉煤灰掺量x的关系：y=-0.0101x2+1.6292x+190.2217混凝土的坍落度随掺灰量增加而增大；当掺灰量<50%时，能更好地降低混凝土的坍落度。且此值内混凝土坍落度经时减小幅度也随着掺