粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒,亦稱飛灰,其化學(xué)成分主要是SiO2(45——65%)、Al2O3(20——35%)及Fe2O3(5——10%)和CaO(5%)等,粉煤灰摻入混凝土后,不僅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保護(hù)環(huán)境,而且能與水泥互補(bǔ)短長,均衡協(xié)合,改善混凝土的一系列性能,粉煤灰混凝土具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,所以,在現(xiàn)代混凝土中,粉煤灰已經(jīng)與水泥、集料、水和外加劑同樣重要,是礦物外加劑,也可稱為第二膠凝材料,是混凝土的一種組分。
1.摻入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性
新拌混凝土的和易性受漿體的體積、水灰比、骨料的級(jí)配、形狀、孔隙率等的影響。摻用粉煤灰對(duì)新拌混凝土的明顯好處是增大漿體的體積,大量的漿體填充了骨料間的孔隙,包裹并潤滑了骨料顆粒,從而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。粉煤灰的骨料顆??梢詼p少漿體與骨料間的界面摩擦,在骨料的接觸點(diǎn)起滾珠軸承效果,從而改善了混凝土拌和物的和易性。
2.粉煤灰可新拌混凝土的泌水粉煤灰的摻入可以補(bǔ)償細(xì)骨料中的細(xì)屑不足,中斷砂漿基體中泌水渠道的連續(xù)性,同時(shí)粉煤灰作為水泥的取代材料在同樣的稠度下會(huì)使混凝土的用水量有不同程度的降低,因而摻用粉煤灰對(duì)防止新拌混凝土的泌水是有利的。
3.摻用粉煤灰,可以提高混凝土的后期強(qiáng)度有試驗(yàn)資料表明,在混凝土中摻入粉煤灰后,隨著粉煤灰摻量的增加,早期強(qiáng)度(28天以前)逐減,而后期強(qiáng)度逐漸增加。粉煤灰對(duì)混凝土的強(qiáng)度有三重影響:減少用水量,增大膠結(jié)料含量和通過長期火山灰反應(yīng)提高強(qiáng)度。當(dāng)原材料和環(huán)境條件一定時(shí),摻粉煤灰混凝土的強(qiáng)度增長主要取決于粉煤灰的火山灰效應(yīng),即粉煤灰中玻璃態(tài)的活性氧化硅、氧化鋁與水泥漿體中的Ca(OH)2作用生成堿度較小的二次水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣的速度和數(shù)量。粉煤灰在混凝土中,當(dāng)Ca(OH)2薄膜覆蓋在粉煤灰顆粒表面上時(shí),就開始發(fā)生火山灰效應(yīng)。但由于在Ca(OH)2薄膜與粉煤灰顆粒表面之間存在著水解層,鈣離子要通過水解層與粉煤灰的活性組分反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物在層內(nèi)逐級(jí)聚集,水解層未被火山灰反應(yīng)產(chǎn)物充滿到某種程度時(shí),不會(huì)使強(qiáng)度有較大增長。隨著水解層被反應(yīng)產(chǎn)物充滿,粉煤灰顆粒和水泥水化產(chǎn)物之間逐步形成牢固聯(lián)系,從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度、不透水性和耐磨性的增長,這就是摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長較高的主要原因。
4.摻粉煤灰可降低混凝土的水化熱文檔沖億季,好禮樂相隨miniipad移動(dòng)硬盤拍立得百度書包混凝土中水泥的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng),在混凝土中摻入粉煤灰由于減少了水泥的用量可以降低水化熱。水化放熱的多少和速度取決于水泥的物理、化學(xué)性能和摻入粉煤灰的量,例如,若按重量計(jì)用粉煤灰取代30%的水泥時(shí),可使因水化熱導(dǎo)致的絕熱溫升降低15%左右。眾所周知,溫度升高時(shí)水泥水化速率會(huì)顯著加快,研究表明:與20℃相比,30℃時(shí)硅酸鹽水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土結(jié)構(gòu),其斷面尺寸增大,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)提高,所用水泥強(qiáng)度等級(jí)高,單位量增大,施行新標(biāo)準(zhǔn)后水泥的粉磨細(xì)度加大,這些因素的疊加,導(dǎo)致混凝土硬化過程溫升明顯加劇,溫峰升高,這是導(dǎo)致許多混凝土結(jié)構(gòu)物在施工期間,模板剛拆除時(shí)就發(fā)現(xiàn)大量裂縫的原因。粉煤灰混凝土可減少水泥的水化熱,減少結(jié)構(gòu)物由于溫度而造成的裂縫。
5.摻粉煤灰可改善混凝土的耐久性在混凝土中摻粉煤灰對(duì)其凍融耐久性有很大影響。當(dāng)粉煤灰質(zhì)量較差,粗顆粒多,含碳量高都對(duì)混凝土抗凍融性有不利影響。質(zhì)量差的粉煤灰隨摻量的增加,其抗凍融耐久性降低。但當(dāng)摻用質(zhì)量較好的粉煤灰同時(shí)適當(dāng)降低水灰比,則可以收到改善抗凍性的效果。水泥混凝土中如果使用了高堿水泥,會(huì)與某些活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng),會(huì)引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞,而且這種破壞會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去,難以補(bǔ)救。近年來,我國水泥含堿量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含堿外加劑的普遍應(yīng)用,更增加了堿集料反應(yīng)破壞的潛在危險(xiǎn)。在混凝土中摻加粉煤灰,可以有效地防止堿集料反應(yīng),提高混凝土的耐久性。