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摘 要：文章介绍了粉煤灰高性能混凝土中粉煤灰的作用 机理、原材料的要求、配合比设计原则，并对粉煤灰高性能混凝土进行了技术经济分析。
关键词：粉煤灰；混凝土；高性能
中图分类号：tu528.2∶u414  文献标识码：a  文章 编号：1007—6921(2009)01—0092—02

高性能混凝土是在现代高强混凝土的基础上发展起来的。高性能混凝土具有高工作性、高耐 久性和高强度等特性，用其替代传统的混凝土以及建造在严酷环境中的特殊结构物，具有显 著的经济效益和技术先进性。使用新型的高效减水剂和矿物掺和料，是使混凝土达到高性能 的主要技术措施。粉煤灰高性能混凝土将粉煤灰作为矿物掺和料，既改善了混凝土的技术性 能，同时又充分利用了工业废料，有效地节约了资源和能源，减少了环境污染，符合绿色高 性能混凝土的发展方向，可促进混凝土技术可持续发展。
1 粉煤灰在高性能混凝土中的作用

在水胶比低于0.38的高性能混凝土中掺入粉煤灰，其作用机理不同于普通的混凝土。普通混 凝土水胶比通常在0.45～0.7之间，在如此高水胶比的水泥浆中，水所占据的体积大约为 水泥固体体积的两倍以上。水泥颗粒周围有充足的水提供给水泥水化，水泥从颗粒表面开始 水化，生成表面积增大1 000倍左右的水化产物，并具有良好的向周围空间扩散、填充 的能力 。如果在这种浆体中掺入粉煤灰以代替部分水泥，虽然从颗粒形状来说，粉煤灰呈球形易于 堆积得较为密实，但是它水化缓慢生成的凝胶量比同体积的水泥少得多，难以填充粉煤灰颗 粒自身周围的空隙，所以掺粉煤灰水泥浆的强度及其他性能与纯水泥浆相比有所下降，并且 掺量越大（水泥用量减少）这种下降的趋势越明显，这种现象在水化早期更加明显。

而高性能混凝土的最大特点是水胶比低，胶凝材料用量大，由于水胶比低，水所占据的空间 小，需要填充的空隙也减少，同时，由于高效减水剂的作用，胶凝材料颗粒呈高度分散状态 ，颗粒间距以及生成的水化凝胶粒子间距减小，水泥凝胶体密实且分子间范德华力与普通混 凝土相比明显加大。这些因素使得高性能混凝土的微观结构得到改善，其强度比普通混凝土 有很大提高。

对于这种低水胶比、胶凝材料用量大的高性能混凝土，如果不掺粉煤灰，完全使用水泥 ，颗粒周围可提供水泥水化的水量有限，水泥的水化程度降低，未水化的水泥内核增大。尽 管需要填充的空隙小，未完全水化所生成的水化产物量也足以密实地填充水泥颗粒间空隙， 但将有相当量的未水化的水泥颗粒内核长期残存，这部分水泥没有发挥胶凝材料的活性作用 ，只是作为填充料存在于水泥石中，如果混凝土长期工作处于湿润环境中，混凝土吸水使这 些水泥水化，还会引起体积膨胀，破坏其内部结构。如果掺入粉煤灰代替部分水泥，保持水 胶比不变，由于早期粉煤灰水化很缓慢，相当于增大了水与水泥的相对量，使水泥的水化条 件得到改善，水化程度提高，生成的水化产物量增大，使得水泥凝胶体填充得更加密实。同 时，球形颗粒的粉煤灰在水泥浆体中的分散效果良好，粉煤灰颗粒与水泥颗粒间的距离小， 水化产物向粉煤灰颗粒迁移的距离短，生成的水化产物多，大量的ca(oh)2能很好地激发 粉 煤灰从表面开始水化，粉煤灰颗