粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后排放出来的废料，属于火山灰质活性混合材料，其主要成分是硅、铝和铁的氧化物，具有潜在的化学活性，粉煤灰单独与水拌合不具有水硬活性，但在有Ca（OH）2存在的条件下，能够与水反应生成类似于水泥凝胶体的胶凝物质，并具有一定的强度。由于煤粉微细，且在高温燃烧过程中形成玻璃微珠，因此粉煤灰颗粒多数呈球形。粉煤灰粒径多在45μm以下，可以不用粉磨直接用作混凝土的掺合料。粉煤灰的化学成分及性能指标不仅受原煤成分的影响，也受到煤粉细度、燃烧状态等因素的影响，不同电厂、不同时间排出的粉煤灰其成分和性能差别很大，表5-30所示分别为两个发电厂粉煤灰的化学成分含量。
表5-30 粉煤灰的主要化学成分含量（％）
1.粉煤灰掺入混凝土中的作用
粉煤灰中具有潜在的化学活性，颗粒微细，且含有大量玻璃体微珠，掺入混凝土中可以发挥以下三种效应，即活性效应、形态效应和微粒填充效应。
（1）活性效应。活性SiO2、Al2O3、Fe2O3等活性物质的含量超过70％，尽管这些活性成分单独不具备水硬性，但在水泥水化析出Ca（OH）2后，能够与这些活性物质发生二次水化反应，生成水化硅酸钙、水化铁酸钙等凝胶体，具有胶结能力。
（2）形态效应。粉煤灰中含有大量的玻璃微珠体，呈球形，掺入混凝土中可减少混凝土拌合物的内摩擦阻力，提高流动性或减少用水量，改善拌合物的工作性。
（3）微粒填充作用。粉煤灰粒径大多数小于0.045mm，尤其是一级灰，总体上比水泥颗粒还细，所以可以填充在水泥凝胶体的毛细孔和气孔之中，使水泥凝胶体更加密实。
因此，粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料，既有一定的活性效应，不至于使混凝土的强度降低过多，同时微细、球形的颗粒能够改善拌合物的和易性，降低混凝土的早期水化热，减少温度裂缝，并且能够使硬化后混凝土更加密实性，提高混凝土的渗透性，改善耐久性。
2.粉煤灰技术性质
粉煤灰用作混凝土掺合料时要检测其细度、烧失量、需水量比等主要技术指标。国家标准根据这些技术指标将粉煤灰划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，如表5-31所示。工程中使用粉煤灰时要取样进行性能检测，确定粉煤灰的等级。(www.xing528.com)
表5-31 粉煤灰的品质指标和分类
（1）细度。粉煤灰的细度用0.045mm方孔筛的筛余百分率表示。粉煤灰的颗粒越细，其活性作用和填充作用发挥得越好。因此，粉煤灰颗粒越细越好。为了提高粉煤灰的细度，也可以将粉煤灰再度粉磨，但是由于原灰中含有的颗粒大部分呈球形，对改善混凝土拌合物的和易性极为有利，粉磨后不能保证颗粒形状，所以不是特殊需要，粉煤灰应尽量使用原灰，既节省再度粉磨加工的费用，又可充分发挥粉煤灰的粒形效应。
（2）需水量比。所谓需水量比是指按照规定的试验方法，测定砂浆流动性基本相同时，掺粉煤灰后的砂浆需水量与不掺粉煤灰的砂浆需水量之比。该值反映了粉煤灰的掺入对混凝土流动性的改善能力。试验砂浆按照硅酸盐水泥∶粉煤灰∶标准砂＝210g∶90g∶750g，对比砂浆按照硅酸盐水泥∶标准砂＝300g∶750g，分别加拌制砂浆，按照水泥胶砂流动度试验方法测定砂浆流动度达到125～135mm时各自所加水量，试验砂浆需水量与对比砂浆需水量之比即为该粉煤灰的需水量比。
（3）烧失量。烧失量是指将干燥的粉煤灰试样在高温下（950～1000°C）反复灼烧后至恒重，所损失的质量占试样原重的百分比。
3.粉煤灰在混凝土中的使用
粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料使用时，要根据混凝土的强度、工作性及耐久性等性能要求和粉煤灰的等级进行合理的配比设计，同时还要在试验室内通过试配试验最终确定混凝土的配比。粉煤灰掺入方法有两种，即等量取代法和超量取代法。
（1）等量取代法。用等量的粉煤灰取代等量的水泥。其目的是节约水泥用量，降低早期水化热和改善和易性，但相应地混凝土的早期强度将有所下降。粉煤灰掺量以粉煤灰量占胶凝材料总量（水泥和粉煤灰质量之和）的百分率表示。
（2）超量取代法。粉煤灰的掺入量大于所取代的水泥量，超量部分取代等体积的沙子。这样既能保持强度和拌合物的和易性等效，又能节约水泥用量。超量部分的粉煤灰所产生的强度增加效应，可以补偿以粉煤灰等量取代水泥所降低的早期强度，从而保持粉煤灰掺入后混凝土强度基本不变。超量取代中掺入的粉煤灰量与被取代的水泥质量之比叫做超量取代系数，一般在1.1～2.0，粉煤灰的质量越好，即等级越高，超量取代系数可以小一些。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
