粉煤灰的作用
粉煤灰在混凝土中的作用

粉煤灰在混凝土中的作用
粉煤灰是一种常见的混凝土掺合料,它可以在混凝土中发挥多种作用。
本文将从以下几个方面展开:
一、提高混凝土的强度和耐久性
粉煤灰可以填充混凝土中的孔隙,减少水泥的用量,从而降低混凝土
的热量和收缩,提高混凝土的强度和耐久性。
此外,粉煤灰中的硅酸
盐和铝酸盐可以与水泥中的钙化合物反应,形成新的水化产物,进一
步提高混凝土的强度和耐久性。
二、改善混凝土的工作性能
粉煤灰可以改善混凝土的流动性和可泵性,减少混凝土的粘度和内摩
擦力,提高混凝土的工作性能。
此外,粉煤灰中的细粉末可以填充混
凝土中的空隙,减少混凝土的收缩和裂缝,提高混凝土的抗渗性和耐
久性。
三、降低混凝土的成本
粉煤灰是一种廉价的混凝土掺合料,可以降低混凝土的成本。
由于粉
煤灰可以替代部分水泥,因此可以减少水泥的用量,降低混凝土的成本。
此外,粉煤灰中的细粉末可以填充混凝土中的空隙,减少混凝土的用量,进一步降低混凝土的成本。
四、保护环境
粉煤灰是一种工业废弃物,如果不进行处理和利用,会对环境造成污染。
而将粉煤灰作为混凝土掺合料使用,不仅可以减少工业废弃物的排放,还可以降低混凝土的碳排放量,保护环境。
综上所述,粉煤灰在混凝土中发挥着重要的作用,可以提高混凝土的强度和耐久性,改善混凝土的工作性能,降低混凝土的成本,保护环境。
因此,在混凝土生产中,应充分利用粉煤灰这种掺合料的优势,提高混凝土的质量和效益。
粉煤灰用途

粉煤灰用途粉煤灰是一种在燃煤过程中产生的固体废弃物,常见于煤炭发电厂的烟气净化系统中。
由于其具有多种化学成分和物理性质,粉煤灰在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍粉煤灰的几个主要用途。
一、建筑材料领域1. 水泥制造粉煤灰是一种常见的水泥掺合料,可以替代部分水泥原料,降低生产成本。
同时,粉煤灰在水泥中的掺量可以改善混凝土的工作性能和耐久性能,增加混凝土的强度和耐久性。
2. 混凝土制品粉煤灰可以用作混凝土制品(如砖、管道、板材等)的掺合料,提高制品的强度和耐久性。
同时,粉煤灰还可以改善混凝土的流动性和抗裂性能。
3. 路基工程将粉煤灰用于路基工程中可以提高土壤的稳定性和抗渗性能,减少土壤的膨胀和收缩,延长路基的使用寿命。
二、环境治理领域1. 污水处理粉煤灰可以用作污水处理剂,通过其吸附和沉淀作用,可以有效去除水中的重金属离子和有机物质,达到净化水质的目的。
2. 废气处理粉煤灰可以用作烟气脱硫脱硝的添加剂,可以吸附和中和烟气中的二氧化硫和氮氧化物,降低大气污染物的排放。
三、农业领域1. 土壤改良粉煤灰富含多种微量元素和有机质,可以用作土壤改良剂,改善土壤结构和保持土壤湿润,提高土壤的肥力和保水能力。
2. 施肥剂粉煤灰中含有丰富的氮、磷、钾等植物营养元素,可以用作有机肥料或复合肥料的原料,提供植物生长所需的养分。
四、工业制品领域1. 硅酸盐制品粉煤灰中含有丰富的硅酸盐成分,可以用来制造砖、瓦、陶瓷等硅酸盐制品,具有较高的强度和耐火性能。
2. 玻璃制造粉煤灰中的硅酸盐成分可以用于玻璃生产,提高玻璃的抗压强度和耐磨性能。
总结起来,粉煤灰具有广泛的应用领域,包括建筑材料、环境治理、农业和工业制品等领域。
通过合理利用粉煤灰,可以实现资源的有效利用和环境的保护。
希望未来能够进一步发展粉煤灰的应用技术,推动粉煤灰资源的综合利用。
粉煤灰的作用与用途

粉煤灰的作用与用途
粉煤灰作为筑路材料,其主要作用为:
1、粉煤灰全部代替常规材料黏土。
2、用石灰或水泥稳定粉煤灰做道路基层或底基层材料。
3、粉煤灰与石灰一起使用以改良路基土质。
4、粉煤灰做道路路堤填筑材料。
5、粉煤灰做结构回填。
6、粉煤灰做道路工程灌浆材料。
7、粉煤灰做沥青混凝土路面掺合料。
粉煤灰,由燃料主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒:
其粒径一般在1~100μm之间。
属于危险废物。
又称粉煤灰或烟灰。
由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物。
如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。
飞灰是煤粉进入1300~1500℃的炉膛后,在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。
由于表面张力作用,飞灰大部分呈球状,表面光滑,微孔较小。
一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连,成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。
飞灰的化学组成与燃煤成分、煤粒粒度、锅炉型式、燃烧情况及收集方式等有关。
飞灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。
粉煤灰用途

粉煤灰用途粉煤灰是燃煤产生的一种固体废弃物,也被称为煤灰、煤矸石灰。
它是一种细粉状的灰色物质,由煤炭燃烧时产生的煤炭灰渣经过粉碎、分级等工艺处理而成。
粉煤灰的用途十分广泛,可以在建筑、冶金、环保、农业等领域发挥重要作用。
粉煤灰在建筑领域具有重要的应用价值。
它可以作为混凝土的掺合料,用于替代部分水泥。
由于粉煤灰中含有大量的硅酸、铝酸等活性物质,可以与水泥中的钙氢化合物反应生成新的水化产物,增强混凝土的强度和耐久性。
此外,粉煤灰还可以改善混凝土的工作性能,降低热裂隐患,提高抗渗性能,减少碱骨料反应等问题。
因此,将粉煤灰用作混凝土掺合料是一种经济、环保的选择。
粉煤灰在冶金工业中也有广泛的应用。
它可以作为冶金炉料的添加剂,用于降低炉渣的熔点和粘度,提高炉渣的流动性和热传导性,从而改善冶金过程的工艺条件。
此外,粉煤灰还可以用作铁合金的还原剂,用于提取金属元素。
通过将粉煤灰与矿石一同添加到冶金炉中,可以减少矿石的还原温度,提高金属的回收率,降低能耗和环境污染。
粉煤灰在环境保护方面也具有重要意义。
煤炭燃烧产生的粉煤灰中富含二氧化硫、氮氧化物等大气污染物,直接排放会严重影响空气质量和健康。
因此,通过对粉煤灰进行处理和利用,可以减少大气污染物的排放。
例如,将粉煤灰用作脱硫剂,可以吸附和转化煤炭燃烧产生的二氧化硫,减少大气中的硫化物含量。
此外,粉煤灰还可以用于固体废物填埋场的覆盖和封堵,防止废物中的有害物质渗漏到地下水和土壤中。
在农业领域,粉煤灰也有一定的应用价值。
它可以作为土壤改良剂,用于改善土壤的物理性质和化学性质,提高土壤的肥力和保水能力。
粉煤灰中富含的微量元素和有机质可以为植物提供养分,促进植物生长。
同时,粉煤灰还可以调节土壤的酸碱度,抑制土壤中的有害物质的活动,改善土壤的生态环境。
因此,将粉煤灰用于农田的土壤改良是一种有效的农业生产方式。
粉煤灰具有丰富的用途,可以在建筑、冶金、环保、农业等领域发挥重要作用。
粉煤灰的作用

粉煤灰的作用
粉煤灰是一种工业废弃物,由火力发电厂燃烧煤炭时产生,经过高温炉内燃烧后,煤炭中的无机物质在高温作用下发生物理化学反应,产生了粉煤灰。
粉煤灰具有一系列重要的作用,能够广泛应用于建筑材料、道路建设、环保方面等各个领域,并起到了重要的促进作用。
首先,粉煤灰作为一种主要的混凝土掺合料,能够显著提高混凝土的力学性能。
混合粉煤灰后的混凝土具有更高的抗压强度、较低的渗透性、较好的耐久性等优点。
此外,粉煤灰对混凝土的水化反应能力有促进作用,能够改善混凝土的致密结构,提高其耐久性和破坏性能。
其次,粉煤灰还可以作为一种环保材料应用于道路建设领域。
在道路铺设过程中,将粉煤灰与水泥、石子等材料进行混合,形成路面基层混凝土,能够提高路面的承载能力和抗裂性,同时能够降低施工成本并减少资源浪费。
此外,粉煤灰还可以用作填料材料,应用于填埋场生活垃圾封存、污水处理等环保领域。
粉煤灰的颗粒细小、比表面积大、具有吸附能力,能够吸附有害物质,减少污染物的排放,提高环境质量。
另外,粉煤灰也可以作为一种添加剂应用于水泥制备过程中。
将粉煤灰添加到水泥中,能够提高水泥的强度、延展性和耐久性,减少水泥生产过程中的能耗和排放。
综上所述,粉煤灰是一种重要的工业废弃物,具有广泛的应用价值。
在建筑材料、道路建设、环保方面等领域中起到了重要的作用。
通过合理利用粉煤灰,既能提高材料的性能,又能减少环境污染和资源浪费,实现循环经济和可持续发展。
因此,粉煤灰的作用不可忽视,对于推动工业和社会的可持续发展具有重要意义。
粉煤灰、矿粉、减水剂的作用

大掺量粉煤灰混凝土的作用及其机理分析1.粉煤灰的主要作用粉煤灰在混凝土中的主要作用表现在以下几个方面:(1)填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层,由于粉煤灰的容重(表观密度)只有水泥的2/3左右,而且粒形好(质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠),因此能填充得更密实,在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
(2)对水泥颗粒起物理分散作用,使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时,水化缓慢的粉煤灰可以提供水分,是水泥水化更充分。
(3)粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应,不仅生成具有胶凝性质的产物(与水泥中硅酸盐的水化产物相同),而且加强了薄弱的过渡区,对改善混凝土的各项性能有显著作用。
(4)粉煤灰延缓了水化速度,减小混凝土因水化热引起的温升,对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
(5)粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一种呈玻璃态实心或空心的球状微颗粒,比水泥粒子小得多,比表面积极大,表面光滑致密,其成分主要是活性氧化硅或氧化铝。
掺入混凝土中的粉煤灰主要产生以下几方面影响:1.活性效应:在常温下,由于粉煤灰的水化反应比水泥慢,被粉煤灰取代的那部分水泥的早期强度得不到补偿,所以混凝土早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移,粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应,生成大量水化硅酸凝胶。
粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会象树根一样伸入颗粒空隙中,填充空隙,破坏界面区Ca(OH)2的择优取向排列,大大改善了界面区,促进了混凝土后期强度的增长。
2.微集料密实填充及颗粒形态效应:均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水,不但起着滚珠作用,而且与水泥粒子组成了合理的微级配,减少填充水数量,影响系统的堆积状态,提高堆积密度,具有减水作用,使新拌混凝土工作性优良,硬化混凝土微结构更加均匀密实。
而且,不会发生泌水离析现象,可施工性和抹面性好,抗渗性、抗冻性好。
3.交互作用:水泥、粉煤灰、外加剂等不同粉料间会产生物理、化学的交互作用。
粉煤灰的作用

粉煤灰的作用
问题:
答案:
有:
1、减少混凝土水泥用量,降低成本
2、粉煤灰颗粒的“滚珠”效应,提高混凝土工作性能,即扩展性。
3、粉煤灰的“火山灰”反应较慢,减少混凝土内部因水化产生的热量。
4、粉煤灰在水泥水化后期(一般超过28d)的次级水化反应能够提高混凝土的密实度,降低渗透性。
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粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:Sio2、Al2o3、Feo、Fe2o3、cao、Tio2等。
粉煤灰的主要是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉,其中90%以上为湿排灰,活性较干灰低,且费水费电,污染环境,也不利于综合利用。
随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。
若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害,另外粉煤灰可作为混凝土的掺合料。
当前我国是粉煤灰排量较大的工业废渣之一。
1。
粉煤灰作用

粉煤灰作用粉煤灰是一种常见的工业固废,是在燃烧煤炭时产生的燃烧残留物。
粉煤灰是一种细颗粒的粉末状物质,其主要成分是二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)和二氧化钛(TiO2)等。
粉煤灰具有多种作用。
首先,粉煤灰可以被用作建筑材料的混凝土掺合料。
掺入适量的粉煤灰可以改善混凝土的力学性能,增强其抗压强度、抗冻性和耐久性。
粉煤灰还可以填充混凝土中的细孔隙,减少混凝土的渗透性,提高其耐化学侵蚀性。
因此,使用粉煤灰掺和的混凝土在工程实践中得到了广泛应用。
其次,粉煤灰可用作矿产添加剂。
将粉煤灰加入水泥中可以降低水泥的热释放,减少温度升高导致的裂缝产生。
此外,粉煤灰还可以提高水泥的流动性,降低水泥砌石的泵送阻力。
因此,粉煤灰在水泥生产中的应用可以提高水泥的性能,增加产品的附加值。
第三,粉煤灰可以用于土壤改良。
粉煤灰富含二氧化硅和其他矿物质,能够提供土壤养分,改善土壤结构,并调节土壤酸碱性。
同时,粉煤灰还通过吸附土壤中的有害物质,起到了净化土壤的作用。
因此,将粉煤灰添加到农田土壤中可以提高土壤肥力,促进植物生长。
此外,粉煤灰还可以用作填充材料和废水处理剂。
粉煤灰的微细颗粒具有较大的比表面积,可以在填充材料中填补细隙隙缝,提高填充材料的稳定性和强度。
粉煤灰还具有较高的吸附性能,可以吸附废水中的重金属离子和有机物,起到净化废水的作用。
总而言之,粉煤灰作为一种常见的工业固废,在工程建设和环境保护中具有广泛的应用潜力。
通过合理利用和开发粉煤灰的作用,不仅可以充分利用资源,减少环境污染,还可以改善建筑材料的性能,提高农田土壤肥力,净化废水等,对于可持续发展和环境保护起到了积极的促进作用。
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粉煤灰在混凝土中的应用一、概述早在2000多年前的古罗马时期,人类就用火山灰与石灰混合作为胶凝材料,建造了许多雄伟的建筑物,例如万神殿,其直径为44m的半球形穹顶就使用了12000吨这种胶凝材料和凝灰岩轻骨料拌合而成的混凝土;还有闻名于世的圆形剧场等,这些建筑现在仍然安然无恙,2000年还有报道意大利人正在翻修圆形剧场,准备在那里面举行盛大的演出。
今天在混凝土中掺用的粉煤灰,也是一种火山灰材料,大量的实践证明:掺用粉煤灰的混凝土,其长期性能得到大幅度的改善,对延长结构物的使用寿命有重要意义。
现在作为混凝土主要胶凝材料的硅酸盐水泥,同样是以石灰石和粘土为主要原料经过煅烧生成的。
它问世于19世纪的30年代,至今尚不到200年历史,因此用硅酸盐水泥配制成混凝土建造的各种建筑物最长只有100多年,而国内近些年修建的一些土木工程结构物运行不多年,就出现各种病害,甚至很快就遭到严重的破坏。
例如北京的西直门立交桥,运行仅20年就不得不拆除重建;更有甚者,据某省交通科研所一位所长坦言,那里的混凝土路面运行三年不坏的很少!80年代初,美国佛罗里达州建造了一座非常宏伟的跨海大桥,在该桥的建设过程中,考虑到周围的侵蚀性环境,在混凝土里掺用了大量粉煤灰,工程质量有很大改善。
因而在1983年修订规范时,对原来随意使用粉煤灰的规定进行了修订[1]。
新规范(S-346)规定:在中度以上侵蚀环境中的桥梁上部结构,包括预应力构件的混凝土中,必须掺用粉煤灰。
其中大体积混凝土中粉煤灰的掺量为18~50%。
什么是大体积混凝土?许多人至今仍认为那就是指大坝,也有些人把高层楼房的大型基础包括在内。
可是美国混凝土学会规定:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度减少开裂影响的,即称为大体积混凝土。
这个问题下面还要谈到。
掺粉煤灰混凝土的另一典型实例,是1982年英国的Garwick机场的停机坪扩建工程,该工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰混凝土进行了对比[2]。
所用粉煤灰混凝土中粉煤灰用量达到46%。
该工程经运行4年后所拍的照片清楚地显示出:与纯硅酸盐水泥混凝土相对照,掺粉煤灰混凝土道面的表面层抗滑构造仍基本完好,而前者则已坑坑点点,受到一定程度的破坏了。
这个实际工程事例一方面说明:在低水胶比条件下,即使掺有大量粉煤灰,也可以获得强度和耐久性都十分优异的混凝土;另一方面,对长期以来沿用的,以28d 龄期的快速实验结果评价不同类型混凝土的耐久性提出了质疑。
粉煤灰在混凝土公路路面中的应用举一个例子。
Mehta教授曾提到[3]:在美国大约70%的低交通量公路与地方公路需要升级,考虑用大掺量粉煤灰代替水泥以降低造价,电力研究院(EPRI)出资搞了几个示范工程:在北达科他州,1988和1989年夏天,用20000m3粉煤灰混凝土铺筑厚为200mm的路面,其水胶比为0.43,水泥用量100Kg/m3、粉煤灰220Kg/m3。
加拿大矿产与能源技术中心(CANMET)自1985年以来,对大掺量粉煤灰混凝土进行了深入而广泛的研究[4],由于该国处寒带地区,因此通常在混凝土里掺有引气剂,并保持含气量在5~6%,在这种前提下,以水泥150kg/m3,粉煤灰200kg/m3,通过高效减水剂将水胶比降到0.3左右,所配制的混凝土抗压强度28天为30~40MPa;90天40~50MPa;1年50~60MPa。
大掺量粉煤灰混凝土的成功试验,使其在哈利法克斯的帕克林购物中心施工中用于浇注巨大的柱子,拌合物含55%低钙粉煤灰、45%硅酸盐水泥,以及就地取材的砂、石和高效减水剂。
这些柱子一共用去700m3大掺量粉煤灰混凝土;在哈利法克斯海边处于海洋环境的建筑物群施工中也得到应用。
该建筑物位于海边,包括两幢商业大厦的公共建筑,其32根直径1.2m和30根直径1.1m的框架柱沉箱,平均长度在21m。
采用大掺量粉煤灰混凝土的首要原因,是其抗渗性能优异。
在渥太华附近的大卫伏劳瑞达实验室,工程师们用CANMET开发的大掺量粉煤灰混凝土设计了一个重360吨的混凝土平台。
为了降低水化热,以粉煤灰、Ⅱ型(低热)水泥、水、粗细骨料、引气剂和高效减水剂混合配制。
平台的尺寸是7×8m,平均厚度2.25m,安放在多个充气圆柱体上,因此其震动与地面分离。
由于粉煤灰混凝土特殊的品质,发射火箭产生的冲击不会引起平台共振。
随着龄期增长,平台混凝土的共振频率以每年0.05Hz的速度增长,质量越来越好。
在该平台上成功地发射了爱那克依火箭的事实雄辩地证明:粉煤灰混凝土可以看作是真正的太空时代的建筑材料。
根据CANMET在第二届“高强混凝土的应用”国际研讨会发表的论文[5],以水泥150kg/m3、粉煤灰200kg/m3,不掺引气剂并掺高效减水剂将水胶比降至0.29,所配制的大掺量粉煤灰高强混凝土7天强度可达34MPa;28天52MPa;90天70MPa;365天98MPa。
我们用内蒙元宝山电厂1级粉煤灰、北京2级粉煤灰为原材料,同样以水泥150kg/m3、粉煤灰200kg/m3,并掺高效减水剂调节水胶比为0.30~0.38,配制的混凝土R3=30MPa;R28=50MPa;R1y=80MPa。
根据分析,早期强度发展更快是因为所用水泥含碱量较大、活性高,并因此影响了后期强度发展幅度偏小。
在建筑工程中,我们与北京城建集团总公司构件厂合作,在自密实混凝土中掺用30~45%粉煤灰作为增粘剂,保证了这种混凝土有足够粘聚性,不致发生离析与泌水现象,而且可在数小时里几乎没有坍落度损失,满足长途运输后仍然能够自密实的效果。
该成果(大掺量粉煤灰混凝土在建筑工程中的应用)于1998年12月获得北京市科技进步三等奖。
在公路工程建设中,由我们提供技术咨询服务,自1994年以来于广东深-汕等四条近100km高速公路路面混凝土中掺用粉煤灰20~40%,取得明显提高滑模摊铺机摊铺路面板的质量(提高路面宏观平整度、明显减少开裂)、减小进口设备损耗并降低水泥用量等技术与经济综合效益。
二、混凝土的结构与性能为了便于认识粉煤灰在混凝土中的作用,先来看看混凝土的结构和性能之间的关系。
混凝土是由大小不同的颗粒所组成的,大颗粒粗骨料的空隙由中小颗粒的粗骨料(石子)填充;粗骨料颗粒的空隙由细骨料(砂子)填充,它的颗粒也是有粗有细,细颗粒填充粗颗粒之间的空隙;水泥浆则填充粗细骨料堆积体的大小空隙,并包裹它们形成一层润滑层,使新拌混凝土(也称拌合物)具有一定的工作性,能在外力或本身的自重作用下成型密实。
硬化混凝土是一种复杂的、多相的复合材料,它的结构主要包括三个相——骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的过渡区,说它复杂是因为它很不匀质,主要体现在以下几方面:第一,过渡区的存在。
过渡区是围绕骨料颗粒周边的一层薄壳,厚度约10~50μm。
由于它的薄弱,对混凝土性能的影响十分显著;第二,三相中的任一相,本身实际上还是多相体。
例如一颗花岗岩的骨料里除了有微裂缝、孔隙外,还不均匀地镶嵌着石英、长石和云母三种矿物。
石英很硬,而云母就很软;第三,与其他工程材料不同,混凝土结构中的两相——硬化水泥浆体和过渡区是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。
先谈骨料相。
通常在为混凝土选择骨料时,首先注意的是它的颗粒强度,也就是说:它越坚硬越好。
事实上,由于骨料的强度通常比其他两相的高很多,因此它对混凝土的强度并没有直接的影响。
但是它们的粒径和形状间接地影响混凝土强度:当骨料最大粒径越大、针片状颗粒越多时,其表面积存的水膜越厚,过渡区相就越薄弱,硬化混凝土的强度和抗渗透性也越差。
所以,质量好的骨料应该是颗粒形状均匀、级配好,堆积密实度高,所需要的浆体用量少。
许多路面板之所以不耐久,骨料质量差,尤其缺乏5~10mm粒径的颗粒,因此传荷能力和抗冲击与疲劳能力受到严重影响是重要的原因。
再谈硬化水泥浆体(也称水泥石)。
在配制混凝土选用水泥时,都认为标号越高的水泥就越好。
事实上,高标号水泥因为通常粉磨得越细,在拌合时往往需要更多的水,硬化后生成更多薄弱的氢氧化钙,多余的水分蒸发后也会形成更多的孔隙,对混凝土的强度和耐久性不利。
但是,这样的水泥水化反应快,因此用它配制的混凝土早期强度高,这是它受欢迎,售价高的原因。
试验表明:即使所用骨料非常致密,混凝土的渗透性也要比相应的水泥浆体低一个数量级。
这说明:混凝土体的渗透性并不直接取决硬化水泥浆体的渗透性,那么更主要的影响来自哪里呢?答案只能是:来自过渡区。
刚浇筑成型的混凝土在其凝固硬化之前,骨料颗粒受重力作用向下沉降,含有大量水分的稀水泥浆则由于密度小的原因向上迁移,它们之间的相对运动使骨料颗粒的周壁形成一层稀浆膜,待混凝土硬化后,这里就形成了过渡区。
过渡区微结构的特点为:1)富集大晶粒的氢氧化钙和钙矾石;2)孔隙率大、大孔径的孔多;3)存在大量原生微裂缝,即混凝土未承载之前出现的裂缝。
因为过渡区的影响,使混凝土在比它两个主要相能够承受的应力低得多的时候就被破坏;由于过渡区大量孔隙和微裂缝存在,所以虽然硬化水泥浆体和骨料两相的刚性很大,但受它们之间传递应力作用的过渡区影响,混凝土的刚性和弹性模量明显地减小。
过渡区的特性对混凝土的耐久性影响也很显著。
因为硬化水泥浆体和骨料两相在弹性模量、线胀系数等参数上的差异,在反复的荷载、冷热循环与干湿循环作用下,过渡区作为薄弱环节,在较低的拉应力作用下其裂缝就会逐渐扩展,使外界水分和侵蚀性离子易于进入,对混凝土及钢筋产生侵蚀作用。
三、粉煤灰在混凝土中的作用了解混凝土的微结构的特性及其对性能的影响后,就可以更好地认识粉煤灰在混凝土中的作用。
粉煤灰的主要作用可以包括以下几方面:1)填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层,由于粉煤灰的容重(表观密度)只有水泥的2/3左右,而且粒形好(质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠),因此能填充得更密实,在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
2)对水泥颗粒起物理分散作用,使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时,水化缓慢的粉煤灰可以提供水分,使水泥水化得更充分。
3)粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应,不仅生成具有胶凝性质的产物(与水泥中硅酸盐的水化产物相同),而且加强了薄弱的过渡区,对改善混凝土的各项性能有显著作用。
4)粉煤灰延缓了水化速度,减小混凝土因水化热引起的温升,对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
下面对粉煤灰在混凝土中的作用及其机理做一些具体地分析。
长期以来,国内外在混凝土中常掺有一定量粉煤灰,但作为水泥的替代材料,绝大多数情况下是以如下三种方式应用的:在早期强度要求很低,长期强度大约在25~35MPa的大体积水工混凝土中,大掺量地替代水泥使用;在结构混凝土里较少量地替代水泥(10~25%);在强度要求很低的回填或道路基层里大量掺用。