以上介绍了粉煤灰在路面混疑土中应用实例的—毫。但是无论在国内还是国外， 粉煤灰是否适用于路面混凝土这个问题，还存在许多不同看法。本文试图针对争论的焦点提出一些见解，希望引起讨论并通过今后在工程中的进—步验证，得出结论性的意见。
    2 粉煤灰在混凝土中所起的作用
    通过几十年来国内外在混凝土中利用粉煤灰的大量实践，似乎应该从宏观作用到微观机理都十分清楚了。但实际上，由于应用的局限性，许多问题看来还有进一步认识的必要。
    如上所述，粉煤灰作为一种火山灰质混合材，自50年代起就在水泥生产过程中或低标号混疑土中掺用。在水泥生产时添加，与熟料和调疑剂一起磨细，是为了调节出厂水泥产品的标号等级、增加产量以获取经济
效益；在混凝土中掺粉煤灰，目的主要是为了节约水泥，大体积混凝土中还有降低水化热引起的温升等。当时的水泥活性差并掺有不少混合材，尤其是没有好减水剂，混疑土的水灰比(水胶比)通常较大，粉煤灰质量
也较差，需水量往往比水泥大得多，因此少量取代水泥就很勉强，得到的结果是“早期强度发展缓慢，后期强度也受一定程度影响，影响大小与掺量成正比”。以后虽然开发了“超量取代”或“粉煤灰代砂”等方法，但由于水胶比降不下来，粉煤灰的质量尚未得到改善，在混凝土中应用的进展不大。
    七十年代以来，高效减水剂在国内外得到日益广泛的应用，这种应用为混凝土技术的发展开辟了广阔的天地。因为高效减水剂对水泥的强烈分散作用，能使混凝土的水灰比大大降低，降低的直接效果是可能制备出非常密实、强度非常高的混凝土。例如在北欧，掺有高效减水剂和硅粉制备的高强混凝土，抗压强度达到100--150MPa，铺筑出可以与花岗石的耐磨耗性能相当的路面，能 很好抵挡住冬季严寒季节里带钉轮胎车辆的强烈磨蚀作用。在美国，掺有高效减水剂与硅粉，密实度很高，从而渗透系数很低的混凝土，大量用于桥面的修补与更新，以抵抗除冰盐溶液与冻融循环的腐蚀，延长桥梁使用寿命。
    从大量有关高强混凝土的研究与实践中，得到—个重要的启发：用添加高效减水剂或者其它办法，把水灰比尽量地降低，就能获得强度和耐磨耗等耐久性能优良的混疑土。那么掺大量粉煤灰，使胶结料用量显著增大，并使水灰比尽量减小，是不是也有类似的效果呢?上述伦敦第二国际机场的例子中，就是以507Kg／m3胶结料(其中232Kgm3为粉煤灰)的混凝土，与375Kg／m³纯水泥混凝土作对比的。前者的水灰比低于后者(分别为0．26和0．31)，虽然28天的抗压强度还稍低，但后期强度赶上并超过后者，这是其表面耐磨性之所以远优于后者的原因。
    英国Duntan发表的文章“粉煤灰是混凝土的第四组份”中，把水泥和粉煤灰不同龄期对混凝土强度的贡献分开，绘出几组曲线。这些曲线表明：当水胶比减小时，粉煤灰对混凝土早期强度的贡献就增大；水胶比 越小，这种作用越显著。它说明：多年来把粉煤灰掺入普通混凝土，即水胶比较大的混凝土中时，除了粉煤灰的质量以外，大水胶比是影响掺粉煤灰效果更加关键的原因。
    沈且申先生在他所著“粉煤灰混凝土”—书中，对高掺量粉煤灰混凝土作了介绍。在这种混凝土中，粉煤灰不再从取代水泥或其它材料的角度，而是从工程混凝土的性能要求去设计配合比。这样配制出来的混凝土，粉煤灰的作用能够充分地发挥出来，当然，要达到这种效果有许多前提，包括水泥的活性、粉煤灰的质量及其稳定性、配合比设计的合理、混凝土养护的温湿度等。但另外还有—个非常重要的影响因素，这就是混凝上应采用尽量小的水胶比。为什么在低水胶比条件下，掺有大量的粉煤灰，能够配出各种性能优异的高性能混凝土呢?让我们先看一个典型的钒子：自1985年以来Malhotra主持了加拿大“先进混凝土技术”项目，对大掺量粉煤灰混凝土进行了深入、广泛的研究。他们的研究表明：掺有高效减水剂的混凝土，当拌合物的水胶比为0．3或者更低时，最多可达60％的水泥用粉煤灰代替，并具备强度与耐久性优异的特性。例如以I型水泥150Kg/m³、粉煤灰200Kg/m³、水102Kg/m³、粗骨料1200Kg/m³、细骨料810Kg/m³和高效减水剂7L/m³制备的混凝土，其1、28、180和365天的抗压强度分别为8、55、80和97MPa。广泛的实验表明：其弹性模量、徐变、干缩、冻融和碳化特性均与普通混凝土相当。
    低水胶比条件下，大掺量物煤灰混凝土性能优异，可以用下述机理来解释：
    长期以来，混凝土通常是在水灰比(或水胶比)相当大的条件下制备的(例如W/C>0．6)。这时浆体中水份占体积大约为2／3，而悬浮在其中的泥颗粒仅占1／3，因此需要大量的水化生成物，填充于骨料与水泥颗粒的间隙，才能将其粘接为—整体。这种情况下，水泥的水化活性是决定性因素；水化活性越大，意味着水化速率越快、水化生成物越多，胶凝性能也越好。反之，大水灰比条件下水泥颗粒的水化环境良好，活性高的水泥有充分水化条件，生成大量的凝胶与结晶，满足填充空隙的需要。因而在用火山灰等粉体作为水泥替代材料时，通常首先考虑它们的水化活性大小，即填充空隙的能力。粉煤灰与水泥水化释放的氢氧化钙反应，形成低钙C—S—H的过程本来就缓慢(3—7d内才开始)；加上氢氧化钙通过表面水化生成物层向内部扩散(水化过程继续的控制因素)十分困难，因此在混凝土拌合后相当长时间里，粉煤灰的水化产物依然不多，填充空隙的能力差，宏观表现为混握土强度在—定龄期里随粉煤灰掺量增大呈线性下降。
    而当混凝土拌合物的水胶比／水灰比大大降低的情况下(例如0．30左右)，水泥颗粒或水泥与掺合料颗粒的间距明显减小，需要填充空隙的水化生成物量也随之大大减少。高活性的水泥与掺合料迅速地水化，很快消耗了体内本来较少韵水份，因此供水不足成为影响它们充分水化的主要矛盾。当然如果能及早从外界补充水份，体内缺少可以缓解，然而实际情况(混凝土浇筑后的养护)是通常不可能及时(例如要等待模板拆除)，也无法得到充分的水份补充(例如往立面喷洒的水很快流失)；同时，低水灰比情况下混凝土泌水明显减少乃至基本消失，体内的毛细孔在很短时间里被水化生成物填充而阻塞，使外界水份也没有通道进入混凝土，致使水泥与掺合料都得不到充分水化，留下大量未水化的颗粒内芯。虽然内芯与水化产物的界面粘结强度很好，但因为硬化水泥浆体内大量微孔缺水．会使其自然收缩明显增大，加上由于早期温升加剧导致较大的温度收缩，收缩变形以及环境温湿度变化、荷载等因素形成的应力叠加，给混凝土的微结构和性能造成不利影响，其中最为常见的是混凝土出现宏观开裂。外界水份和侵蚀性介质沿裂缝侵入，使其逐渐延伸、扩展，给本来密不透水的混凝土结构带来危害。
    但是，当低水胶比混凝土掺有大量粉煤灰作为掺合料时，粉煤灰活性低、填充能力差(本文所指主要是低钙灰)的缺点在这种条件下则发生转化；由于粉煤灰水化较缓慢，混凝土拌合物的初始水灰比实际要大得多(水胶比一定条件下，粉煤灰掺量越多，它自然也就越大)。这时高活性水泥的水化显然要比低水胶比的纯水泥混凝土迅速而充分，产生大量的水化生成物去填充相对较小的空隙，释放出的氢氧化钙则提供粉煤灰后续的水化，使混凝土体随龄期增长日益密实，水泥石和骨料的界面得到显著加强(过渡区薄弱的氢氧化钙结晶大大减少)，因此能获得良好的力学性能与耐久性。虽然在拌合时，—部分水份会为粉煤灰所吸附，但是当水泥水化消耗水份形成的湿度梯度作用下，粉煤灰内的水份会不同程序地倒汲出，对水泥的继续水化起了一种“内养护’的作用，这远比通常的外部养护作用更大、更均匀，与近年冰岛、荷兰和澳大利亚一些人研究和应用以饱水的多孔骨料配制高强和高性能混疑土的效果类似。