一、前言
粉煤灰是业内公知的一种绿色环保型材料，在混凝土的生产当中不可缺少，其自身具有三种效应，能增强混凝土抗渗性、后期的强度、保持混凝土体积的稳定性、减小大体积混凝土的水化热等 。在实际的工程中，用回弹方法对混凝土主体进行检测的时候，掺粉煤灰的混凝土的强度通常较低，但当钻心时，其强度却可达到设计的要求 。
文章插图
将燃料的化学能转变成工质的热能，生产规定参数和品质的工质的设备称为锅炉 。按用途可以分为：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉和船舶锅炉等 。工作的基本过程是燃料在锅炉炉膛内燃烧，生成高温烟气，然后利用换热器，通过辐射及对流换热，将工质水加热成为过热蒸汽 。在相当长时间内，我国还是煤作为主要能源 。按燃烧方式，锅炉分层燃炉、沸腾炉、室燃炉（悬浮燃烧） 。工业锅炉一般容量较小、压力较低，大都采用层燃和沸腾炉 。电站锅炉多采用室燃炉 。
煤粉燃烧是将煤粉在炉膛空间内呈悬浮燃烧 。利用燃烧器将煤粉与空气混合气流按有利的方式送入炉膛，造成有利的空气动力场，保证煤粉气流及时着火、强烈燃烧、洁净燃烧、良好燃尽 。
二、粉煤灰在混凝土怒的重要作用
粉煤灰在混凝土中的作用主要有“形态效应”、“火山灰效应”和“微集料效应”这三个方面 。在混凝土中使用粉煤灰既有有利的方面，如降低水化热，提高混凝土后期强度，改善混凝土和易性等等；也有不利的方面，如降低混凝土早期强度，养护时间要延长，抗碳化性能下降，综合两方面才能更好的认识和在混凝土中使用好粉煤灰 。
（一）形态效应
粉煤灰的形态效应由粉煤灰颗粒的外观形貌、内外结构、密度以及颗粒级配等物理特征的综合效应，一般来说，粉煤灰的形态效应也可以认为是物理效应 。粉煤的形态效应可以改变混凝土拌合物的工作性，粉煤灰中的球形玻璃微珠颗粒，可以使浆体中颗粒均匀分散，降低了颗粒之间的摩擦力，增大混凝土拌合物的流动性 。这是粉煤灰正的方面，积极方面的作用，具有减水作用和使拌合物匀质致密作用 。但如果内部含有较粗的、疏松多孔、不规则的微珠颗粒和未燃尽的碳含量较多，会导致粉煤灰需水量增加，混凝土拌合物工作性能降低，称为负效应 。应充分发挥粉煤灰形态效应的正效应，通过一定的手段加以抑制和克服负效应 。
（二）活性效应
粉煤灰的活性效应是粉煤灰最重要的基本效应，在混凝土中可以起到胶凝材料的作用 。粉煤灰的活性是指粉煤灰中的活性成分所产生的化学效应，其活性的高低取决于化学作用的速度、能力及其反应产物的结构、化学成分性质和玻璃体数量等因素有关 。通过改善混凝土环境温度、化学激发等方法可以增强粉煤灰的活性效应 。粉煤灰中的氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)在水泥水化产物Ca(OH)2的激发下，可以产生二次水化反应生成水化硅酸钙（C-S-H）、水化铝酸钙（C-A-H）填充于毛细孔隙内，增强了混凝土的强度 。粉煤灰的水化非常缓慢，前期基本是粉煤灰的物理填充作用起主导，随着龄期的增长二次水化才能缓慢进行，使用粉煤灰的混凝土具有良好的后期强度发展潜力 。粉煤灰混凝土后期强度增长的提高必须依赖于混凝土养护温度、湿度的持续保持 。
（三）微集料效应
粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在混凝土浆体之中，增强硬化浆体的结构硬度 。粉煤灰的微集料作用的优点在于：
（1）混凝土浆体中的粉煤灰使毛细孔隙致密，提高粉煤灰混凝土强度；
（2）粉煤灰中的实心和厚壁空心玻璃微珠具有很高的强度，可以增强水泥浆体的效果，玻璃微珠玻璃分散于硬化水泥浆体中，与水泥浆体的结合养护时间越长越密实 。在粉煤灰和水泥浆体界面处，粉煤灰水化凝胶的硬度大于水泥凝胶的硬度 。
粉煤灰三个基本效应是同时存在、共同发挥影响，不能简单的把三种效应孤立开来 。通常认为，对于新拌混凝土，形态效应和微集料效应起主要作用 。而随着水化的发展，对于硬化中混凝土和硬化混凝土性能起主要影响的是活性效应和微集料效应 。
三、粉煤灰对混凝土性能的影响分析
3.1影响混凝土拌合物的和易性
混凝土拌合物和易性主要在三方面表现，即保水性、粘聚性和流动性等 。
（1）粉煤灰其颗粒形状比较理想，呈现球形的颗粒，在混凝土的搅拌中，像滚珠似得，降低了细、粗骨料颗粒相互间的摩擦力，从而使混凝土土拌合物流动性有所增大 。
（2）粉煤灰是表面光滑玻璃体的颗粒，其表面结构致密，内部表面积比较小，其吸水性较差，粉煤灰的颗粒还能填充在水泥颗粒的间隙与絮凝的结构内，占据充水的空间，能有效释放出絮凝结构内的水分，进而在单位的用水量逐渐增加的要求下，增大水泥浆体流动性 。另外，掺入粉煤灰，还能改善混凝土拌合物可泵性，降低应用的高效减水剂 。特别是超细的粉煤灰，细度还要比水泥颗粒细度小，能够将混凝土内毛细管的泌水通道截断，进而降低泌水的情况 。所以，可改善混凝土的保水性和黏聚性，使混凝土内部组分抗离析的能力和稳定性得以提高，进而确保混凝土的可泵性和均应性 。
3.2对混凝土的强度影响
3.2.1影响强度的发展速度
在混凝土内掺入粉煤灰之后，由于水泥的用量降低，导致减少了一次水化反应过程中水化的产物，使混凝土凝结硬化的过程有所减缓，所以，混凝土在早期强度的发展比较慢 。然而在后期，水泥水化的产物Ca（OH）2与粉煤灰主要的活性成分Al2O3、SiO2互相作用，而生成的部分物质具备水硬性反应式如下：
【粉煤灰的用途有哪些 关于粉煤灰的作用及影响】xCa（OH）2+SiO2+nH2O→xCaO·SiO2·（x+n）H2O
yCa（OH）2+Al2O2+mH2O→yCaO·Al2O3·（y+m）H2O
3CaO·Al2O3·6H2O+3（CaSO4·2H2O）+19H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O
3.2.2孔隙率降低
碱性环境对充分发挥粉煤灰的活性极为有利，所以，粉煤灰的水化反应需在完成一次水泥水化之后才可进行 。在粉煤灰内的活性成分与水泥水化之后出现的Ca（OH）2反应而生成部分新凝胶的物质，此凝胶的物质不仅可改善混凝土内部的水泥石和骨料界面的性能，而且填充了混凝土的内部孔隙，在一定的程度上使Ca（OH）2含量有所减少，进而提高了混凝土的强度和密实度 。
3.2.3拌合的用水量减少
粉煤灰的颗粒是呈球形的玻璃体，粒体的表面不能吸水，可释放出水泥浆体絮凝的结构内水分，所以，在不增加混凝土拌合物的稠度情况下，能降低拌合的用水量，促使混凝土在硬化之后减少其内部孔隙率，也相应的减少泌水通道，在一定程度上提高了混凝土强度 。
3.3对混凝土的耐久性影响
3.3.1对抗渗性能的影响
决定混凝土耐久性最基本的因素就是抗渗性能 。若混凝土的抗渗性较好，可使外部的环境对混凝土造成的破坏和侵蚀起到有效的减缓，那是由于粉煤灰主要的成分是活性Al2O3、SiO2，它们和水泥石内Ca（OH）2等的碱性物质所发生的化学反应如下 。
2（3CaO·SiO2）+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca（OH）2
2（2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca（OH）2
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O
3.3.2对化学腐蚀影响
掺加一定量粉煤灰，能降低混凝土内水泥的用量，在水泥发生一次水化的反应与粉煤灰的活性细粉二次水化反应的过程中，大大减少了水泥石中存在的对稳定性和强度产生不好影响的Ca（OH）2的晶体，大大增加了有利于水泥石性能的低碱水化硅酸钙的凝胶，还降低了水泥石和集料界面的过渡区厚度与过度区Ca（OH）2的排列与富集程度，对混凝土抗化学腐蚀的性能所起到积极的作用 。
3.3.3对抗碳化性能影响
混凝土主要是受两个因素影响而碳化，即其内部渗透性和碱度 。在混凝土内掺加粉煤灰之后，虽然经二次反应降低了Ca（OH）2含量，但同时还生成了凝胶性物质，这部分物质也可吸收环境内的CO2 。所以，粉煤灰混凝土碱度的降低程度并不是很明显，且此二次反应在一定程度上还可使混凝土内部孔隙降低，进而使混凝土的抗渗性有明显提高 。再加上，空气内的CO2浓度较低，因此掺加粉煤灰的混凝土碳化的过程十分缓慢 。
3.3.4对抗冻性影响
在混凝土中采取粉煤灰来代替部分水泥之后，水泥在水化早期与中期生成水化的产物相对来讲较少，强度较为偏低，毛细孔有所增多 。然而在后期，伴随粉煤灰活性的物质出现二次水化的反应，水泥石毛细孔隙会被新生成物质不断的填充，促使混凝土强度增长的幅度比较大，抗冻性也有了相应提高 。在掺入粉煤灰时，再掺加适量引气剂，会存在大量的稳定、微小气泡，当开口的孔隙内的水结冰出现水压时，还没结冰的水也会于水压力作用下向气泡内缓慢渗透，这于一定的程度上能使膨胀压力因冰冻而缓解，提高混凝土的抗冻性 。
3.3.5对钢筋耐锈蚀性的影响
在混凝土内掺加粉煤灰不会对钢筋产生锈蚀，混凝土内氯离子的碳化和渗透是锈蚀钢筋主要的因素 。若把粉煤灰掺加量控制在合理的范围（一般低于40%），那么混凝土内部碳化的深度和程度不会增加，混凝土内部碱度有所降低，混凝土内部结构致密性也会有所提高，这在一定的程度上使混凝土内钢筋的耐锈蚀性得以提高 。
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