改善粉煤灰混凝土早期强度的途径

一、粉煤灰在混凝土中的作用

用优质粉煤灰等量或超量取代水泥，可以降低成本，改善混凝土工作性、耐久性。粉煤灰在水泥混凝土中主要有三个基本效应，即形态效应、火山灰效应和微集料效应。控制这三个效应向有利方向发展，即可利废为宝、改善混凝土的性能。

二、粉煤灰混凝土与普通混凝土性能对比

在坍落度和28d强度相同条件下，粉煤灰混凝土与普通混凝土性能对比如下：

1、和易性、泌水性、水化性、徐变、离析、抗硫酸盐侵蚀性和抗碱集料反应性能与普通混凝土相比有较大改善；

2、坍落度损失、密实度、最大抗压强度、抗弯与抗拉强度、收缩性、抗渗性好于普通混凝土；

3、凝结时间、弹性模量、抗磨性、抗冻性与普通混凝土相近；

4、早期强度、抗碳化能力不如普通混凝土。

三、改善粉煤灰混凝土早期强度的途径

由于粉煤灰水化速度小于水泥熟料，活性低于水泥，故掺加粉煤灰后混凝土的早期强度低于普通混凝土，且粉煤灰掺量越高早期强度越低。因此改善粉煤灰混凝土的早期强度是很重要的一个途径。

1、选用活性较高的粉煤灰

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性。粉煤灰的物理活性对减水、微集料和密实效应有关，通常认为这是体系早期活性和强度的来源。粉煤灰的化学活性主要来自活性SiO2和活性Al2O3在一定碱性条件下的水化作用。因此，粉煤灰中活性SiO2、活性Al2O3和游离氧化钙都是活性的的有利成分。

2、提高养护温度

高温激活粉煤灰活性的主要方法是蒸汽养护。在蒸汽养护条件下，活性Al2O3、SiO2更容易溶出，加快了矿物结构的转移和水化产物的形成。粉煤灰掺量越高，蒸汽养护激发的效果或优势越明显。但蒸汽养护只能应用于粉煤灰砖、粉煤灰砌块、粉煤灰硅钙板以及粉煤灰加气砼砌块等，无法用于路面、大坝、地下建筑等大体积混凝土。

3、采用物理、化学激发措施

粉煤灰活性的物理激发是将粉煤灰进行磨细加工，以提高粉煤灰的细度和均匀性，起到降低粒度、增大化学反应时的比表面积、强化粉煤灰效应的作用，从而提高粉煤灰的水化活性。

常用的粉煤灰化学激发方法如下：

酸激发：硫酸激发效果好，但掺量要适当，硫酸浓度过高时，易使体系产生微裂纹，降低后期强度，影响体系的长期耐久性。

碱激发：常使用NaOH、KOH等强碱作为激发剂，其掺量一般不超过1%，否则会使水泥后期强度降低，并可能引起起霜、碳化、碱一集料反应等，破坏混凝土。

硫酸盐激发：Na2SO4的激发效果优于CaSO4类；因Na2SO4易溶于水，能与体系中Ca(OH)2反应生成高度分散的CaSO4，还可与体系中的Ca(OH)2反应生成NaOH，增加体系的碱性，因此Na2SO4的激发实际上是强碱和硫酸盐的双重激发。但Na2SO4掺量太高时，会引起泛霜现象。

氯盐激发：加入NaCl、CaCl2等氯盐，也可以提高粉煤灰一石灰体系的强度。但由于引入了Na+、CI－会引起钢筋的锈蚀，故不宜在钢筋混凝土中使用。

一般来说，复合激发的效果要优于单独激发。复合激发时，各种激发方法可能发生相互抑制或促进的作用。

4、掺入复合矿物掺合料

研究表明，利用矿渣和粉煤灰复合掺入水泥混凝土中，可改善粉煤灰的活性。由于二者具有互相激发的效应，故能提高混凝土的早期强度。