粉煤灰掺合料对混凝土的影响
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。
粉煤灰对混凝土性能影响

粉煤灰对混凝土性能影响粉煤灰是在燃煤电厂烟囱中收集的灰尘,在从高温到温度急剧下降的过程中形成了大量表面光滑的球状玻璃体,其颗粒比水泥细,比表面积很大,因此具有很大的活性。
主要化学成分是无定型的Al2O3、SiO2,在碱性环境下极易发生反应,生成凝胶,而水泥水化过程中产生的Ca(OH)2正提供了这样的碱性环境,使粉煤灰在混凝土中的应用成为可能,并且对混凝土的性能有很大的影响!1.粉煤灰对水泥的水化和强度的影响1.1提高混凝土的强度虽然由于粉煤灰的水化速度慢而会导致混凝土的早期强度偏低,但粉煤灰混凝土的最终强度肯定不会低于普通混凝土。
粉煤灰的活性是在碱性环境下才能激发出来的,因此它的水化速度比水泥慢,待水泥水化后,粉煤灰和水泥水化后产生的Ca(OH)2反应形成硅酸钙凝胶,既改善了水泥石和粗骨料间的界面结构,增强了界面薄弱层,又对水泥石孔结构起到填实的作用,而且消耗了强度和稳定性都较差的Ca(OH)2,从而提高了混凝土的强度。
混凝土的工作性能主要表现在混凝土的流动性、粘聚性和保水性等方面。
论文发表。
粉煤灰掺入混凝土后,降低了混凝土的砂率,从而可以减少细骨料对运输管壁的摩擦;粉煤灰对水泥颗粒起到物理分散作用,使它们分布得更均匀,阻止了水泥颗粒的粘聚。
这些都有效提高了混凝土的流动性。
由于粉煤灰的活性是在水泥水化后的碱性环境中被激发的,因此它并不参加初期的水化反应,在相同水胶比和胶凝材料用量的情况下,就相对提高了混凝土水化初期的水灰比,从而提高了混凝土的流动性和粘聚性。
粉煤灰延缓了初期的水化反应,还可以明显减少坍落损失,满足混凝土运输、浇筑的要求。
粉煤灰在混凝土中可以弥补水泥用量和细集料的细粉部分的不足,有利于提高混凝土的保水性,还可以堵截泌水的通道,从而减少泌水现象。
粉煤灰有效地改善了混凝土的工作性能,提高了混凝土的施工质量,也使混凝土的自密实和高可泵性成为可能。
1.2对水泥水化的影响水泥浆体各个龄期的化学结合水含量均随着粉煤灰的增加而降低,但是水泥浆体各个龄期的等效化学结合水量却随着粉煤灰掺入的增加而逐渐的增大。
粉煤灰在混凝土中的掺量标准

粉煤灰在混凝土中的掺量标准一、前言粉煤灰是指煤燃烧过程中产生的煤灰,经过磨细处理后,可用于混凝土中作为掺合料。
与传统的水泥相比,粉煤灰不仅可以减少环境污染,还能提高混凝土的强度和耐久性。
因此,在现代建筑中,粉煤灰已成为一种重要的混凝土掺合料。
本文将对粉煤灰在混凝土中的掺量标准进行详细的介绍。
二、掺合料的种类混凝土中常用的掺合料包括矿渣粉、硅灰、粉煤灰等。
这些掺合料可以分为活性掺合料和惰性掺合料两类。
1. 活性掺合料活性掺合料是指在水泥中具有一定反应活性的掺合料。
这类掺合料能够与水泥中的Ca(OH)2反应,形成新的水化产物,从而提高混凝土的强度和耐久性。
常用的活性掺合料包括矿渣粉和硅灰。
矿渣粉是指从冶炼过程中产生的渣滓经过磨细处理后得到的掺合料。
硅灰是指从石英矿中提取的高纯度氧化硅经过磨细处理后得到的掺合料。
2. 惰性掺合料惰性掺合料是指在水泥中不具有反应活性的掺合料。
这类掺合料主要起到填充、缓和水泥胶浆膨胀等作用。
常用的惰性掺合料包括粉煤灰和石灰石粉。
粉煤灰是指煤燃烧过程中产生的煤灰经过磨细处理后得到的掺合料。
石灰石粉是指从石灰岩中提取的粉末状物质。
三、粉煤灰的掺量标准粉煤灰在混凝土中的掺量标准主要受到以下因素的影响:1. 水泥种类不同种类的水泥对粉煤灰的掺量有不同的限制。
例如,普通硅酸盐水泥和矿物掺合料水泥的粉煤灰掺量限制分别为20%和30%。
2. 混凝土强度等级混凝土的强度等级越高,粉煤灰的掺量限制越小。
例如,C30混凝土中粉煤灰掺量限制为15%,而C80混凝土中粉煤灰掺量限制仅为5%。
3. 混凝土的用途不同用途的混凝土对粉煤灰的掺量有不同的要求。
例如,对于防水混凝土,粉煤灰的掺量应不超过10%。
根据以上因素,粉煤灰在混凝土中的掺量标准如下表所示:水泥种类混凝土强度等级混凝土用途粉煤灰掺量限制普通硅酸盐水泥C10-C50 一般混凝土、预制构件 15%-20%普通硅酸盐水泥C55-C80 一般混凝土、预制构件 10%-15%矿物掺合料水泥C10-C50 一般混凝土、预制构件 25%-30%矿物掺合料水泥C55-C80 一般混凝土、预制构件 15%-20%普通硅酸盐水泥C10-C80 防水混凝土5%-10%普通硅酸盐水泥C30-C80 耐久性混凝土、高强混凝土10%-15% 矿物掺合料水泥C30-C80 耐久性混凝土、高强混凝土20%-25%四、粉煤灰掺量的影响1. 对混凝土强度的影响适量的粉煤灰掺入混凝土中,可以在一定程度上提高混凝土的强度。
浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响.

广东建材2008年第4期1前言粉煤灰又称飞灰,是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出,被收尘器收集的物质,粉煤灰呈灰褐色,通常呈酸性,比表面积在2500~7000cm2/g,尺寸从几百微米到几微米,通常为球状颗粒,我国大多数粉煤灰的主要化学成分为:SiO240%~60%;Al2O315%~40%;Fe2O34%~20%;CaO2%~7%;烧失量3%~10%。
此外,还有少量的Mg、Ti、S、K、Na等氧化物。
我国是产煤和烧煤大国,火电厂每年排放的粉煤灰总量逐年增长,预计2005年排粉煤灰量约2亿吨左右,如果这些粉煤灰得不到利用,将污染环境,影响气候,破坏生态。
从目前有关资料来看,粉煤灰在建筑工程和基础工程的应用,是最主要的利用方式,也是提高其利用率的根本途径。
至今比较成熟的技术和已建成生产线的有:粉煤灰加气混凝土、粉煤灰混凝土、粉煤灰砌筑水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、粉煤灰粘土砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉煤灰筑路和粉煤灰充填等,由此可见,开发研究以粉煤灰为掺合料的混凝土具有重要意义,配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一[1]。
2粉煤灰的主要性质2.1火山灰效应粉煤灰的矿物相主要是铝硅玻璃体,含量一般为50%~80%,是粉煤灰具有火山灰活性的主要组成部分,其含量越多,活性越高,其矿物结构为硅氧四面体、铝氧四面体和铝氧三面体,该结构的聚合度很大,键能很高,因而在通常状态下,粉煤灰所表现出的活性很低。
粉煤灰的化学活性在于铝硅玻璃体在碱性介质中,OH-离子打破了Si-O,Al-O键网络,降低了硅氧、铝氧聚合度,并与水泥水化产生的Ca(OH)2发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,其化学方程式:XCa(OH)2+SiO2+nH2O→XCaO・SiO2・nH2OYCa(OH)2+Al2O3+mH2O→YCaO・Al2O3・mH2O粉煤灰的火山灰活性表现出来的技术性质为:①反应是缓慢的,所以放热速率和强度发展也相应较慢。
混凝土掺合料的作用原理及应用前景

混凝土掺合料的作用原理及应用前景一、混凝土掺合料的作用原理混凝土掺合料是指通过在混凝土中掺入一定比例的适宜掺合料,来改善混凝土的性能和性质的一种材料。
混凝土掺合料的种类很多,常见的有粉煤灰、矿渣粉、硅灰、膨胀剂、减水剂、增稠剂等。
1.粉煤灰粉煤灰是指在燃煤的过程中,煤中的无机物在高温下与空气中的氧反应而形成的一种细粉末状物质。
粉煤灰的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等,具有较高的硅酸盐反应活性,因此能够减缓混凝土的水化反应速度,从而使混凝土具有更好的耐久性和抗裂性。
2.矿渣粉矿渣粉是指在冶金工业生产过程中副产的颗粒状细粉末,主要成分为硅酸盐、铝酸盐、铁酸盐等。
矿渣粉的掺入可以减少混凝土的水灰比,提高混凝土的力学性能,同时还能改善混凝土的耐久性和抗裂性。
3.硅灰硅灰是指在烟气脱硫、脱硝等工艺中副产的一种细粉末状物质,主要成分为SiO2、CaO等。
硅灰的掺入可以提高混凝土的强度和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
4.膨胀剂膨胀剂是指一种能够使混凝土体积膨胀的掺合料,主要成分为煤炭、木材等有机物和碱性金属氧化物。
膨胀剂的掺入可以提高混凝土的抗渗性和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
5.减水剂减水剂是指一种能够降低混凝土水灰比的掺合料,主要成分为高分子聚合物或有机酸盐。
减水剂的掺入可以提高混凝土的流动性和工作性能,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
6.增稠剂增稠剂是指一种能够增加混凝土粘度的掺合料,主要成分为高分子聚合物。
增稠剂的掺入可以提高混凝土的抗裂性和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
二、混凝土掺合料的应用前景随着建筑工程的不断发展,对混凝土的性能和性质要求也越来越高。
混凝土掺合料的应用可以改善混凝土的性能和性质,提高混凝土的耐久性和抗裂性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝,降低混凝土的成本和施工难度。
目前,混凝土掺合料的应用已经广泛,不仅在建筑工程中得到了应用,还在道路、桥梁、地下工程等领域得到了应用。
混凝土中粉煤灰掺量对抗渗性能的影响

混凝土中粉煤灰掺量对抗渗性能的影响一、研究背景与意义混凝土是一种重要的建筑材料,其主要特点是在高压下能够保持强大的抗压强度。
但是,混凝土在使用过程中也会面临一些问题,其中之一就是渗透问题。
渗透指的是水分、气体或其他物质从混凝土内部渗透到混凝土表面的过程。
渗透现象不仅会导致混凝土的物理性能下降,还会导致混凝土结构的耐久性下降,从而影响混凝土的使用寿命和安全性能。
粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料,其主要作用是提高混凝土的强度和耐久性。
在混凝土中加入粉煤灰可以有效地降低混凝土的温度和碱度,从而提高混凝土的抗渗性能。
因此,研究混凝土中粉煤灰掺量对抗渗性能的影响,对于混凝土的生产和应用具有重要的意义。
二、研究方法本研究采用实验方法来研究混凝土中粉煤灰掺量对抗渗性能的影响。
具体方法如下:1. 实验材料(1)水泥:采用普通硅酸盐水泥;(2)粉煤灰:采用一般性质的粉煤灰;(3)骨料:采用直径为5mm的碎石;(4)水:采用自来水。
2. 实验设计本研究采用单因素试验设计,控制水泥和骨料的比例,改变粉煤灰的掺量,分别制备5个不同掺灰量的混凝土试件,分别为0%、10%、20%、30%和40%。
3. 实验步骤(1)将水泥、粉煤灰、骨料和水按照一定比例混合均匀,制备混凝土试件;(2)将制备好的混凝土试件放置在恒温湿度室中养护28天;(3)在试验室中进行渗透试验,测定不同掺灰量的混凝土试件的渗透性能。
4. 实验结果根据实验数据,绘制出不同掺灰量混凝土试件的渗透性能曲线,得到以下实验结果:(1)随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗渗性能逐渐提高;(2)当粉煤灰掺量达到30%时,混凝土的抗渗性能达到最佳;(3)当粉煤灰掺量继续增加,混凝土的抗渗性能开始下降。
5. 实验分析根据实验结果,可以得出以下结论:(1)适当的粉煤灰掺量可以有效地提高混凝土的抗渗性能;(2)过高或过低的粉煤灰掺量都会对混凝土的抗渗性能产生负面影响;(3)在实际生产和应用中,应根据具体情况选择合适的粉煤灰掺量,以达到最佳的抗渗性能。
粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量

粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料,它由煤燃烧产生的细小颗粒物组成,是一种环保、经济的替代性水泥掺合料。
在混凝土中掺入适量的粉煤灰可以提高混凝土的工作性能、抗渗性能和抗压强度,同时减少了浆体热量释放和收缩,成本也相对较低。
但是,粉煤灰的掺入量并不是越多越好。
过多的粉煤灰会影响混凝土强度和耐久性,因此需要确定适当的粉煤灰掺入量。
本文将对粉煤灰在水泥混凝土中的最佳掺量进行探讨。
粉煤灰的种类粉煤灰分为A、B、C三种类型,它们的物理性能和化学性质具有明显的不同。
A类粉煤灰呈玻璃状,颗粒形态圆润,热稳定性好,重量轻。
B类粉煤灰颗粒成簇,颗粒形态不规则且颜色深。
C类粉煤灰呈玄武岩状,比较细腻。
由于三种粉煤灰之间的差异,它们对混凝土的影响也会有所不同。
影响粉煤灰掺入量的因素1. 混凝土强度等级混凝土强度等级不同,对粉煤灰掺入量的要求也不同。
一般而言,混凝土强度等级越高,允许的粉煤灰掺入量也越大。
2. 粉煤灰种类不同种类的粉煤灰对混凝土的影响会有所不同,需要结合具体情况确定掺入量。
3. 混凝土用途混凝土的用途不同,对粉煤灰掺入量的要求也有所不同。
如桥梁、地下隧道等需求耐久性能较高的混凝土,粉煤灰掺入量相对较小。
粉煤灰的最佳掺入量一般来说,粉煤灰的掺入量应该在10%~30%之间。
不同的应用环境和要求,其掺入量也会不同。
对于一般结构不要求高强度的混凝土(如普通住宅、一般建筑结构、路面等),如果粉煤灰的种类为C类的话,其掺入量可以达到30%。
但是如果粉煤灰种类为A类或者B类,则其掺入量不应超过20%。
对于对混凝土强度要求较高的结构(如高层建筑、高速公路、大型桥梁、水利工程等),则应根据混凝土强度等级和混凝土的用途确定粉煤灰的掺入量。
一般来说,宜少不宜多。
同时要注意粉煤灰的质量,选择好的粉煤灰掺合料可以保证掺入量的稳定。
粉煤灰对混凝土性能的影响掺入合适掺量的粉煤灰能大大提高混凝土的性能,具体影响如下:1. 提高工作性能适量掺入粉煤灰可以提高混凝土工作性能,改善混凝土通透性能,减少操作时间和振捣能耗。
矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响

矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响1,矿粉比表面积在430~520m2/kg之间,掺量在30%~40%范围,增强效应表现得最为显著。
2,单掺矿粉会使混凝土的粘聚性提高,凝结时间有所延长,泌水量有增大的迹象,可能对混凝土泵送带来一定的不利影响。
3,矿粉和?级粉煤灰复配配制混凝土,可以充分发挥二者的“优势互补效应”,使混凝土的坍落度增加,和易性和粘聚性变好,泌水也得到了改善,同时混凝土成本可显著降低。
(2)矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土耐久性的影响1)降低混凝土水化热。
对要求严格控温的大体积混凝土,矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合,降低了混凝土的水化热,可以有效地减少混凝土早期温缩裂缝的出现。
2)大幅度提高了混凝土抗渗性能。
3)保证了抗碳化能力。
在达到相同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化能力。
4)保证了抗冻融能力。
矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土在强度和含气量相同的条件下抗冻融能力基本相同;适当掺加引气剂,适当的含气量和间距系数对提高混凝土的抗冻融能力十分必要。
5)混凝土收缩。
考虑前3d的自收缩,无论是配制c30混凝土,还是配制c50混凝土,采用单掺矿粉,与基准混凝土相比,收缩值均无明显变化。
6)混凝土抗裂性能。
矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果优于矿粉单掺。
混凝土早期强度对混凝土早期抗裂性有重要影响,混凝土24h强度越高,混凝土早期越易开裂。
混凝土早期抗裂性与早期强度之间可能存在一个临界值,小于该强度值,混凝土不易开裂,大于该强度值,混凝土容易开裂。
该值与环境条件及约束状态有关。
粉煤灰、矿渣粉及二者复合使用存在的问题尽管粉煤灰与矿渣粉复合使用能够优势互补,但不是随便复合就能够达到应有的目的。
为了更好地发挥二者各自的优势,应选择合适的复合方式和复合比例。
本人根据以往的使用经验认为:最佳方案是?级粉煤灰与比表面积400m2/kg以上的矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量,配制高强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;其次是?级粉煤灰与350~400m2/kg矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;配制高强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量;最后是?级粉煤灰与比表面积350~400m2/kg的矿渣粉复合或?级粉煤灰与400m2/kg以上的矿渣粉复合,前者比较适合配制高强度等级混凝土,后者比较适合配制低强度等级混凝土。
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粉煤灰掺合料对混凝土的影响
发表时间:2012-03-30T17:07:55.123Z 来源:《时代报告》2012年第1月(上)供稿作者:彭明1高虎2
[导读] 在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料,已经成为我公司较为成熟的技术。
彭明1高虎2 无锡建邦混凝土有限公司江苏省无锡 214142
中图分类号:TU528文献标识码:A 文章编号:41-1413(2012)01-0000-01
摘要:在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料,已经成为我公司较为成熟的技术。
在混凝土生产中,掺入矿粉和粉煤灰等矿物掺合料,可以改善混凝土的工作性、内部结构和后期强度等,并能很好地抑制混凝土的碱-集料反应。
本文主要介绍了在混凝土中掺入粉灰对混凝土的工作性及耐久性的影响。
同时,讨论混凝土中粉煤灰的最大与最佳掺量,以期更好地做到节约资源保护环境的目的。
关键词:混凝土;粉煤灰;混凝土性能
1 前言
混凝土是当今世界上用量最大的人造材料,由于其原料丰富、价格低廉、制备简单、相对耐久性好等不可取代的优点,在今后相当长的时间里,仍将是最主要的建筑材料。
我国在2003年,水泥产量已高达8.25亿吨,混凝土用量达15亿方,已是世界首位。
目前,我国每年用在建造房屋和铁路、桥梁等基础建设上的混凝土就要40亿方。
相应地,我国水泥产量逐年增长,在2007年就已占世界水泥总量的50%以上。
世界范围来看,建筑业消耗了世界资源近40%。
这些,给我国和世界的资源和生态都带来了巨大的压力和负担。
另外,我国每年的生产的粉煤灰达2.5亿t。
粉煤灰这样的工业副产品中含有少量的重金属。
大量的粉煤灰如果得不到有效的利用,将会造成土地、空气和地下水污染。
而在混凝土中掺入粉煤灰,可以钳制粉煤灰中绝大多数的有害金属,使之安全地与水泥水化产物结合。
所以,在保证混凝土性能――甚至有可能的话,提高混凝土的一些性能――的前提下,在混凝土的生产中,合理地掺入工业生产中的矿物废弃物作为混凝土中的矿物掺合料,替代原生产中的水泥,无论是对社会还是对生态,都有着积极意义。
1982年,英国Sarwick机场的停机坪扩建工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰的混凝土进行了对比。
所用粉煤灰混凝土中粉煤灰掺量达到了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表面层抗滑构造基本完好,而前者已坑坑点点,受到一定的破坏。
这一实例有力地说明了,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,不仅可以减少混凝土中水泥的使用,节约成本,保护环境;更是能够提高混凝土如耐久性等的一些性能。
2 粉煤灰的性质
2.1 粉煤灰的化学成分
查阅了相关资料后发现,不同国家,不同地区的粉煤灰的化学成分的差别很大。
(表2-1)
表2-1 一些国家粉煤灰的氧化物[]
但是,粉煤灰的化学成分对粉煤灰的品质影响并不大,重要的是矿物成分和颗粒形貌(粒径和形状),它们决定着粉煤灰对混凝土性能的影响。
2.2 粉煤灰的矿物成分
粉煤灰的火山灰活性主要取决于玻璃相的数量和组成。
经过超高温处理后的粉煤灰通常含有60%~90%的下玻璃体,而玻璃体的化学成分和活性又主要取决于钙的含量。
由烟煤产生的低钙粉煤灰中主要的晶体矿物是石英、莫来石、硅线石等,这些矿物不具备任何的火山灰活性。
高钙粉煤灰中的晶体矿物主要是石英、铝酸三钙、硫铝酸钙、硬石膏、游离氧化钙等。
所以高钙粉煤灰会具有较高的活性。
2.3粉煤灰的颗粒特性
一般来说,在机理上,粉煤灰掺合料对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响主要取决于颗粒的形貌,而不是化学成份。
相对于高炉矿渣等其他掺合料,粉煤灰为球形颗粒,这对于减少混凝土拌合物的需水量和提高混凝土拌合物的工作性具有积极作用。
另外,粉煤灰的火山灰活性通常与小于10µm的颗粒含量呈正比,而大于45µmr的粉煤灰颗粒很小或不具备火山灰活性。
3 粉煤灰掺合料对混凝土性能的影响
在混凝土中掺入粉煤灰作为掺合料时,通常会通过物理作用或者物理化学作用,对混凝土的诸多性能产生影响。
更多为众人关注的,便是粉煤灰对新拌混凝土的工作性和硬化混凝土的耐久性了。
3.1 粉煤灰可以减用混凝土的拌合用水
在混凝土的拌合物中含有很多的水,这是引起混凝土诸多问题的最重要的原因。
混凝土中胶材的水化用水约需胶材重的20%~30%,其余的拌合用水都将在混凝土中成为自由水,在混凝土的硬化过程中蒸发流失,在混凝土体内形成独立或是联通的孔隙。
这些孔隙在混凝土体内形成了应力奇点,也同时给混凝土的收缩提供了空间,大大地恶化了混凝土的耐久性和可靠性。
混凝土的拌合用水主要决定于固体系统的颗粒粒径分布、堆积效应和空隙。
另外也受水泥表面的电极作用,水泥浆体表面容易形成絮凝结构,需要更多的水以满足混凝土和易性的要求。
在混凝土中掺入粉煤灰,可以降低混凝土的拌合用水量。
也即可以改善混凝土的和易性。
这是因为:第一,粉煤灰可以替代水泥,更有效地填充骨料的间隙。
另外,由于粉煤灰的球形形状和光滑表面,可以减小混凝土拌合物中颗粒之间的内摩擦力,提高流动性。
第二,粉煤灰可以吸附在带负电的水泥颗粒表面,阻止水泥浆絮凝结构的形成,有效分散水泥颗粒,释放出大量的水。
这就可以用更少的水达到相同的和易性。
3.2 粉煤灰可以减小混凝土的干缩
混凝土的干缩受到混凝土中水泥浆比例和性质的影响,干缩随着混凝土拌合物中水泥浆含量和水泥浆含水量的增加而提高。
那么显然,粉煤灰的减水效应可以有效地减小混凝土的干缩。
3.3 粉煤灰可以提高水密性和耐久性
钢筋混凝土结构对锈蚀、碱-骨料膨胀等侵蚀的抵抗能力主要取决于混凝土的水密性和耐久性。
混凝土的耐久性主要影响因素为拌合用水量、掺合料的品种和用量、养护状况等。
在混凝土中掺入粉煤灰,可以有效提高混凝土的水密性。
这是因为,粉煤灰一方面减少了拌合用水量,如上文所言。
减少了混凝土硬化后体系中的孔隙。
另一方面,由于粉煤灰的颗粒较细,填充了体系中较大颗粒之间的空隙,有效提高了混凝土的密实性。
另外,粉煤灰与水泥水化产物氢氧化钙发生波索兰反应,产生的凝胶,使孔隙进一步的细化分散,使混凝土更加致密,有力地提高了混凝土的水密性。
3.4 粉煤灰对混凝土其他性能的影响
随粉煤灰的掺量的提高,混凝土的强度会减小。
但随着养护龄期的增加,粉煤灰对强度的影响将逐渐减小。
另外,一定掺量的粉煤灰,对混凝土的抗渗抗裂等性能上都有一定的改善。
5 结语
在混凝土中掺入适量的粉煤灰,可以在保证混凝土强度的前提下,很好地提高混凝土拌合物的和易性,降低拌合用水。
另外,粉煤灰的掺入,也可以为提高混凝土的水密性和耐久性,改善混凝土的抗渗性,降低混凝土的干缩,做出一定的贡献。
更为重要的,在混凝土的生产中掺入粉煤灰,降低了混凝土的生产成本,更是对工业废渣的一种利用,更减少了水泥的使用;对节约能源,降低水泥生产和能耗,保护了生态都有一定的贡献。