浅谈粉煤灰对混凝土的影响

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粉煤灰品质对混凝土的质量影响

粉煤灰品质对混凝土的质量影响

粉煤灰品质对混凝土的质量影响1粉煤灰在预拌混凝土中的应用据估计,全球只有约20%的粉煤灰正在用于水泥和商品混凝土工业,总体利用率还在一个比较低位的水平。

究其主要原因,一是粉煤灰的品质与煤矿的品种和成分关系密切;二是煤的燃烧技术决定了粉煤灰的含炭量大小;三是粉煤灰在混凝土中的掺量受到较多限制。

我国建设部标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146-2014)中规定,用于混凝土中的粉煤灰质量指标划分为三个等级。

2粉煤灰的主要特性2.1物理特性一般来说较小粒径级别的粉煤灰颗粒在显微镜下光滑的玻璃球状较多,较大粒径级别的颗粒表面不规则但也大致呈球状。

真的粉煤灰有严格的国家标准和应用规范,有严格的化学成分、放射性标准。

有完整的合格证和检验报告,明确的等级标准。

颜色为青灰色,有的为灰色带浅黄,粉状,颗粒很细,手感细滑、干爽,含水率很低。

2.2主要化学成份一般来讲,在机理上,矿物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粒径、形状和结构,而非化学成分。

然而粉煤灰的火山灰特性或胶凝特性决定着水泥的强度发展和渗透性,这主要受控于粉煤灰的颗粒粒径和矿物特性。

3优质粉煤灰在预拌混凝土中的积极效应优质粉煤灰一般指符合《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146-2014)标准的Ⅰ级灰和Ⅱ级灰,下面将列举优质粉煤灰在预拌混凝土中发挥的积极作用:(1)优质粉煤灰能起到减水作用,降低预拌混凝土的用水量,变相减小水胶比,从而改善混凝土的性能。

(2)钢筋混凝土结构对锈蚀和化学侵蚀的抵抗能力主要取决于混凝土的水密性。

只要按照标准掺量使用优质粉煤灰,就能够获得优异的水密性和耐久性。

(3)优质粉煤灰可以延缓水泥的水化反应,降低水化热,在高温天气下施工与浇筑大体积混凝土时都能得到良好的效果。

(4)优质粉煤灰对混凝土的工作性有良好的改善。

混凝土的工作性能主要包括坍落度、坍落度损失、流动性、泌水等。

粉煤灰对混凝土工作性能的改善主要是通过其中的玻璃微珠及细小颗粒的形态效应及微集料效应进行的。

混凝土中粉煤灰的影响因素

混凝土中粉煤灰的影响因素

混凝土中粉煤灰的影响因素一、前言混凝土作为建筑结构中最基本的材料之一,其性能和质量直接影响着建筑物的安全和使用寿命。

而粉煤灰作为混凝土中常用的掺合材料,对混凝土的性能和特性也有着重要的影响。

本文将从粉煤灰的来源、性质、掺量、粒径等方面详细探讨粉煤灰对混凝土的影响因素。

二、粉煤灰的来源和性质1. 粉煤灰的来源粉煤灰是火力发电厂燃煤时产生的一种固体废弃物,主要由煤炭中的无机矿物质和煤炭灰分组成。

粉煤灰的产生量与燃煤量成正比,因此火力发电厂是粉煤灰的主要来源。

2. 粉煤灰的性质粉煤灰的性质取决于燃煤的种类、燃煤温度、燃烧时间等因素。

一般来说,粉煤灰可分为A、B、C三类,其中A类粉煤灰为碳含量较低的粉煤灰,B类粉煤灰为碳含量较高的粉煤灰,C类粉煤灰是在燃烧过程中产生的熔融物质。

粉煤灰的成分主要包括SiO2、Al2O3、Fe2O3等主要氧化物,以及CaO、MgO、K2O等次要氧化物。

粉煤灰的颜色也因煤种、燃煤条件不同而有所差异,一般为浅灰色或深灰色。

三、粉煤灰掺量对混凝土的影响1. 掺量的影响粉煤灰的掺量是影响混凝土性能的重要因素。

在掺入适量的粉煤灰后,混凝土的强度、耐久性、抗裂性等性能都有所提高。

但是,过高的掺量会导致混凝土的抗压强度下降,从而影响混凝土的使用寿命。

2. 掺量的选择粉煤灰的掺量选择应根据混凝土的性能需求和粉煤灰的特性而定。

一般来说,掺量在20%以下时对混凝土的影响比较有利,但过高的掺量则会出现反效果。

因此,在实际应用中,应根据具体情况选择合适的掺量,以达到最优的混凝土性能。

四、粉煤灰粒径对混凝土的影响1. 粒径的影响粉煤灰的粒径是影响混凝土性能的重要因素。

粒径较小的粉煤灰能够填充混凝土中微小空隙,提高混凝土的密实性和强度,但过小的粒径也会导致混凝土的流动性下降。

而粒径较大的粉煤灰则会影响混凝土的流动性和抗裂性能,同时还会影响混凝土表面的光洁度和美观度。

2. 粒径的选择粉煤灰的粒径选择应根据具体的混凝土材料和结构要求而定。

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。

浅述粉煤灰对混凝土性能的影响

浅述粉煤灰对混凝土性能的影响

浅述粉煤灰对混凝土性能的影响随着我国建筑科学技术的发展及近年来混凝土的高强化和高性能化,矿物细掺料已成为制备高性能混凝土必不可少的组分之一,其中,粉煤灰是一种具一定物理性质和经济效益的材料。

而我国目前煤灰的年排放量为3亿吨,因此积极推动粉煤灰的综合利用,可获得巨大的社会效益和经济效益.1.粉煤灰的三大效应及其对混凝土性能的影响根据文献资料,粉煤灰在混凝土中发挥作用主要依靠三大效应:即形态效应,活性效应,微集料效应。

此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,此三项效应主导着粉煤灰对混凝土性能的影响,其他作用大多源于这三项效应。

形态效应是指粉煤灰的颗粒形状、细度、级配等物理特性的综合作用,在新鲜混凝土的和易性、需水量、含气量等性能方面有显著的影响。

一般情况下,级配合理,颗粒形态良好的粉煤灰,会降低混凝土集料的空隙率,同时由于其细微颗粒在混凝土中起一定的润滑作用。

相反,颗粒形态不良的粉煤灰,通常含有杂质煤并且结构疏松,其颗粒形态不良,表面粗糙,致使混凝土单方用水量的增大。

形态效应较差的粉煤灰在早期混凝土的硬化过程中使水化反应迟缓,故而骨料周围的间隙不能够充分填实。

活性效应是指粉煤灰的火山灰效应。

据资料表明,粉煤灰中有些成份具有胶凝作用。

粉煤灰的活性效应,主要影响到混凝土的强度,尤其是长龄期的强度。

因此,混凝土的设计龄期应采用较长龄期。

粉煤灰混凝土的强度主要是要求28天龄期与基准混凝土等强度。

试验表明,与基准混凝土等强度的28天龄期的粉煤灰混凝土的其他性能,基本上与同龄期的基准混凝土接近。

基于上述的活性效应的试验表明,这种28天龄期等强度的粉煤灰混凝土处于非成熟期,其后期强度潜力巨大。

粉煤灰混凝土90~180天龄期的后期强度可提高25%~30%;180天~360天龄期的强度可能增长55%~70%。

若按后期强度设计,采用添加粉煤灰的混凝土可节约20~50kg/m3水泥用量。

微集料效应是指粉煤灰玻璃微珠分散于混凝土中,起微细骨料的作用,对新鲜混凝土与硬化混凝土均产生影响。

粉煤灰对混凝土性能有何影响

粉煤灰对混凝土性能有何影响

粉煤灰具有三大效应:(1)表面效应:粉煤灰表面可吸附浆体中的某些离子,有利于粉煤灰固化混凝土中的某些有害离子以及作为晶核形成水化产物。

(2)填充效应:粉煤灰与水泥颗粒粒径的差异可以填充水泥和骨料孔隙中,减小混凝土的孔隙率,增加混凝土密实性;(3)火山灰活性效应:粉煤灰中的活性SiO2与水泥水化产物CH发生二次反应,生成C-S-H凝胶填充骨料—水泥浆体界面层孔隙,改善混凝土界面结构,提高强度和耐久性。

劣质粉煤灰的主要特点是:玻璃珠体少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滞后泌水,降低混凝土的工作性能,易导致混凝土28d强度不足,后期强度增长低,造成混凝土工程质量不合格。

优质粉煤灰对混凝土的性能影响(1)工作性能粉煤灰可以改善胶凝材料体系的颗粒级配,降低空隙率,释放水泥颗粒间的“填充水”,改善混凝土工作性。

粉煤灰中含有大量球形玻璃体,起到“滚珠、轴承”润滑效应,减少颗粒间的摩擦力,改善混凝土的工作性。

粉煤灰活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度损失。

优质粉煤灰对外加剂的吸附低于水泥,使用优质粉煤灰相当于增加外加剂用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。

粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的浆体量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗离析能力,减水泌水,改善混凝土工作性能,使混凝土具有更好的流动性、密实性、匀质性,便于混凝土的施工。

(2)力学性能粉煤灰自身不能进行水化反应,只能与水泥水化产物进行二次水化,因此,用粉煤灰等量替代水泥后,早期强度将会降低,随着二次水化的进行,中后期会达到甚至超过不掺粉煤灰的混凝土。

随着粉煤灰替代水泥量的增加,早期强度逐渐降低,但掺加粉煤灰的混凝土后期强度增长较快,而且在一定范围内(<50%)随粉煤灰掺量增加而增大。

(3)耐久性能以粉煤灰代替部分水泥,降低水灰比或在保持水灰比不变前提下提高粉煤灰用量,可以提高混凝土的抗渗性能。

粉煤灰混凝土的早期碳化深度值增大较快,碳化深度的后期增长相对较慢。

粉煤灰对高性能混凝土的影响

粉煤灰对高性能混凝土的影响

粉煤灰对高性能混凝土的影响摘要:粉煤灰虽然作为一种废渣物质,但由于其自身的特性使人们对它给以关注,尤其是它所具有的特性对高性能混凝土具有重大的影响,更是增加了高性能混凝土的应用性。

文章通过对粉煤灰的特性的研究,指出了粉煤灰对高性能混凝土的影响,使得人们对粉煤灰有更深层次的认识。

关键词:粉煤灰;高性能混凝土;影响粉煤灰是一种绿色环保型材料,在混凝土的生产当中不可缺少,其自身具有三种效应,能增强混凝土抗渗性、后期的强度、保持混凝土体积的稳定性、减小大体积混凝土的水化热等。

在实际的工程中,用回弹方法对混凝土主体进行检测的时候,掺粉煤灰的混凝土的强度通常较低,但当钻心时,其强度却可达到设计的要求。

一、粉煤灰的性能粉煤灰是锅炉中的煤被燃烧充分后所余下的废渣,虽然它表面上看是煤粉的废料,但是粉煤灰却具有其独特的性能以致能够提升混凝土强度的特性。

第一,形态和颜色。

粉煤灰的外观像水泥一样的流状固体,但是它的颜色却因为粉煤灰的组成成分和细度的不同而产生变化。

粉煤灰有很多种类,所以其颜色也具有很多种,即使是相同成分的粉煤灰,因为成分所含量的多少颜色也会有所变化,如低钙粉煤灰,它的颜色就会根据碳的含量变化从乳白色变化为灰黑色。

第二,粉煤灰的需水量比。

粉煤灰的优越性表现在将他掺入到混凝土中,不会像其他类火山灰那样增加混凝土中的用水量,而且相反,粉煤灰还可以降低混凝土中的用水量。

目前,需水量比指标已经被做为粉煤灰的质量指标,许多建筑工程在购买粉煤灰时也要根据其需水量比指标进行质量的验证,以保证混凝土的质量。

第三,粉煤灰的活性指数。

粉煤灰与火山灰不同,它的组成颗粒中并不是全部具备火山灰的特性。

但是,在经过一系列的化学变化后也会呈现出火山灰的特性,如,将组成成分中具备含有硅酸离子的盐类物质放入碱性溶液中就会让粉煤灰显现火山灰的性质。

第四,粉煤灰的固定性和干缩性。

粉煤灰的固定性主要是指粉煤灰对混凝土的耐久性的影响程度,这种性质虽然与粉煤灰的化学性质有关,但确是一个物理指标。

简述循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响

简述循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响循环流化床粉煤灰(CFBC灰)是一种常见的工业废弃物,由于其在环保及资源综合利用方面的优势,已经得到了广泛的应用。

粉煤灰是一种优良的水泥掺合材料,可以对水泥的性能产生显著影响。

本文将围绕着循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响进行简要的介绍。

循环流化床粉煤灰对水泥的性能影响主要体现在以下几个方面:1. 减少热水反应的发生热水反应是指粉煤灰与水泥胶浆中的氧化镁等水化物发生反应,产生膨胀物质,导致混凝土膨胀和开裂。

循环流化床粉煤灰中的氧化镁和氧化钙含量较低,可以有效地减少热水反应的发生,提高混凝土的抗裂性能。

2. 提高混凝土的耐久性循环流化床粉煤灰中含有大量的硅酸盐和氧化铝等活性成分,可以与水泥中的氢氧化钙反应生成新的水化物,并填充水泥胶凝体系中的孔隙,提高混凝土的致密性和耐久性。

粉煤灰中的微细颗粒可以填充水泥基体中的细微空隙,减少混凝土的渗透性,延缓混凝土的老化过程。

3. 改善混凝土的工作性能添加适量的循环流化床粉煤灰可以改善混凝土的工作性能,提高混凝土的流动性和抗渗性。

粉煤灰中的微细颗粒可以填充水泥基体中的细微空隙,降低混凝土的黏稠性,使混凝土更易于施工和浇筑。

4. 降低水泥生产成本循环流化床粉煤灰是一种廉价的原料,添加适量的粉煤灰可以降低水泥生产成本,提高水泥的经济性和可持续性。

粉煤灰还可以减少水泥的用量,降低混凝土的碳排放量,符合可持续发展的要求。

通过以上分析可以看出,循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响主要体现在改善混凝土的工作性能、提高混凝土的抗裂性能、提高混凝土的耐久性以及降低水泥生产成本等方面。

在水泥生产和混凝土工程中广泛应用循环流化床粉煤灰,不仅可以有效地提高水泥和混凝土的性能,还可以实现资源综合利用和环保减排的目的。

需要指出的是,在应用循环流化床粉煤灰时,需注意以下几点:1. 确定合理的掺量循环流化床粉煤灰的掺量应根据水泥类型、混凝土性能要求和粉煤灰的活性进行合理确定。

混凝土中添加粉煤灰和石灰的效果与规格

混凝土中添加粉煤灰和石灰的效果与规格一、引言混凝土是建筑领域中常用的一种材料,具有高强度、耐久性等特点。

为了提高混凝土的性能,人们尝试添加一些掺合料。

其中,粉煤灰和石灰是常用的掺合料之一。

本文将详细介绍粉煤灰和石灰对混凝土性能的影响及其规格。

二、粉煤灰对混凝土性能的影响1.强度添加适量的粉煤灰可以增加混凝土的强度。

粉煤灰中的硅酸铝酸盐等物质可以与水中的钙离子反应生成较强的水化硬化产物,从而提高混凝土的强度。

但是,如果添加过量的粉煤灰,会导致混凝土强度下降。

2.耐久性粉煤灰中的硅酸铝酸盐等物质可以填充混凝土中的微孔和裂缝,从而提高混凝土的密实度和耐久性。

此外,粉煤灰还可以减缓混凝土中的碱-骨料反应,防止混凝土龟裂、脱落等现象。

3.流动性添加适量的粉煤灰可以提高混凝土的流动性。

粉煤灰可以减少混凝土的内摩擦,从而使混凝土更易于流动和振实。

4.颜色粉煤灰中的灰色颜料可以改变混凝土的颜色,使其呈现出深灰色。

这种颜色可以使混凝土与周围环境更加协调,美化建筑。

三、石灰对混凝土性能的影响1.强度添加适量的石灰可以增加混凝土的强度。

石灰中的氧化钙可以与水反应生成氢氧化钙,从而促进混凝土的水化反应,提高混凝土的强度。

2.耐久性石灰可以填充混凝土中的微孔和裂缝,从而提高混凝土的密实度和耐久性。

此外,石灰还可以减缓混凝土中的碱-骨料反应,防止混凝土龟裂、脱落等现象。

3.流动性石灰可以改善混凝土的流动性。

石灰可以与水形成胶凝体,从而改善混凝土的黏度和流动性。

4.减水性石灰可以作为减水剂使用,从而减少混凝土中的水泥用量和水用量,提高混凝土的强度和耐久性。

四、粉煤灰与石灰同时添加对混凝土性能的影响1.强度粉煤灰和石灰同时添加可以增加混凝土的强度。

粉煤灰和石灰中的硅酸铝酸盐等物质可以与水中的钙离子反应生成较强的水化硬化产物,从而提高混凝土的强度。

2.耐久性粉煤灰和石灰同时添加可以填充混凝土中的微孔和裂缝,从而提高混凝土的密实度和耐久性。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响粉煤灰是从燃煤粉电厂的锅炉烟气中收集到的细粉末,是一种具有潜在活性的火山灰掺和料,含有大量玻璃体,这种玻璃体主要由具有化学活性的SiO2和Al2O3组成。

从外观看,其颗粒呈球型,表面光滑。

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一,现阶段我国年排渣量已达3000万t。

随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。

大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;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。

因此,粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。

一、粉煤灰的性质1.1 物理性质粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、需水量等,这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。

由于粉煤灰的组成波动范围很大,这就决定了其物理性质的差异也很大。

粉煤灰的基本物理性质见表。

粉煤灰的基本物理特性项目范围均值密度/(g/cm3)1.9~2.9 2.1堆积密度/(g/cm3)0.531~1.261 0.780比表面积(cm2/g)氧吸附法800~19500 3400透气法1180~6530 3300原灰标准稠度/% 27.3~66.7 48.0需水量/% 89~130 10628d抗压强度比/% 37~85 66粉煤灰的物理性质中,细度和粒度是比较重要的项目。

它直接影响着粉煤灰的其他性质,粉煤灰越细,细粉占的比重越大,其活性也越大。

粉煤灰的细度影响早期水化反应,而化学成分影响后期的反应。

1.2 化学性质粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料,它本身略有或没有水硬胶凝性能,但当以粉状及水存在时,能在常温,特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下,与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物,成为一种增加强度和耐久性的材料二、粉煤灰使用的优点在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料;减少了用水量;改善了混凝土拌和物的和易性;增强混凝土的可泵性;减少了混凝土的徐变;减少水化热、热能膨胀性;提高混凝土抗渗能力;增加混凝土地修饰性。

几种劣质粉煤灰对混凝土性能的影响

几种劣质粉煤灰对混凝土性能的影响粉煤灰是煤炭燃烧时产生的一种工业废弃物,通常具有高活性和潜在的胶凝性能。

粉煤灰在混凝土中的应用被广泛研究,因其对混凝土性能具有积极的影响。

然而,一些低质量粉煤灰会对混凝土性能产生负面影响。

以下是几种劣质粉煤灰对混凝土性能可能产生的影响:
1.活性降低:劣质粉煤灰中可能存在着较高的无机杂质含量,如铁、铝等金属氧化物。

这些杂质的存在会降低粉煤灰的活性,使其不能发挥良好的水泥胶凝功能。

因此,在使用劣质粉煤灰时,混凝土的强度和硬化速度可能会降低。

2.体积稳定性降低:劣质粉煤灰中可能含有较高的有机杂质,如挥发分和煤渣。

这些有机杂质在混凝土中会发生热解和燃烧,产生气体和水蒸气。

这些气体和水蒸气会导致混凝土体积变化,从而降低混凝土的体积稳定性。

此外,有机杂质的存在还可能导致混凝土的强度和耐久性降低。

3.损伤性物质溶出:劣质粉煤灰中可能含有一些有害物质,如重金属和硫酸盐。

这些有害物质可能会从粉煤灰中溶出到混凝土中,并对混凝土的性能产生负面影响。

例如,重金属的溶出可能会导致混凝土的腐蚀和劣化,硫酸盐的溶出可能会引起混凝土的硫酸盐侵蚀和脱钙现象。

4.粒径分布不均匀:劣质粉煤灰的颗粒可能具有较大的粒径分布不均匀性,这可能导致混凝土的工作性能受到影响。

例如,颗粒分布不均匀可能导致混凝土的黏性增加,从而使混凝土的流动性降低。

因此,在使用粉煤灰时,选择优质的粉煤灰非常重要。

优质粉煤灰具有较低的杂质含量和较高的活性,能够对混凝土产生积极的影响。

此外,
通过合理的掺量和搅拌工艺参数的优化,可以进一步提高劣质粉煤灰在混凝土中的应用效果。

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浅谈粉煤灰对混凝土的影响
摘要:粉煤灰作为一种重要而已被普遍利用的混凝土辅料,一般具备改善基准混凝土的新拌、硬化和使用诸性能的能力。

随着对粉煤灰认识的逐渐深入,人们充分认识到利用粉煤灰已不仅仅是取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题,粉煤灰已经成为对混凝土改性的一种重要组分。

本文就粉煤灰对混凝土的影响谈一些体会。

关键词:粉煤灰;混凝土
粉煤灰作为一种重要而已被普遍利用的混凝土辅料,一般具备改善基准混凝土的新拌、硬化和使用诸性能的能力。

随着对粉煤灰认识的逐渐深入,人们充分认识到利用粉煤灰已不仅仅是取代水泥、节约能源以及减少环境污染的问题,粉煤灰已经成为对混凝土改性的一种重要组分。

本文就粉煤灰对混凝土的影响谈一些体会。

一、粉煤灰的成分及主要性能
粉煤灰是煤粉燃烧后,由烟气带出的粉状残留物,是具有潜在活性的火山灰质粉末材料,其化学成分主要是SiO2、AlO3、和Fe2O3,高钙灰则含有较多的CaO。

煤渣(炉渣)及粉煤灰等工业废料,由于其中Si、Al、Ca的总含量一般与水泥相近,且具有较高的化学活性,其粒型、颗粒级配、堆积密度、筒压强度及强度标号、吸水率等性能符合GB146-90标准规定,即可用以取代部分水泥,或制成粉煤灰-生石灰或粉煤灰——石膏复合粉体取代部分水泥制备粉煤灰混凝土。

二、粉煤灰效应及在混凝土中的作用
(一)和易性效应
混凝土和易性主要受浆体的体积、水灰比、配合比设计、骨料的级配、形状、孔隙率等因素影响,其中粉煤灰是影响混凝土和易性的重要因素。

由于粉煤灰在混凝土中特性之一是增大浆体的体积(相同质量粉煤灰的体积要比水泥约大30%)。

(二)泌水效应
粉煤灰的掺入可以补偿细骨料中的细屑不足,中断砂浆基体中泌水渠道的连续性。

同时,粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下,会使混凝土的用水量有不同程度的降低。

因而,掺用粉煤灰对防止混凝土的泌水是有利的。

(三)拌和物引气作用效应
混凝土的空气含量一般在3%以内,与水泥的细度、骨料形状、级配以及震捣密实的程度等有关。

当混凝土中掺入粉煤灰时,由于细屑组分的影响会使混凝土的空气含量减少1%左右。

对烧失量超过6%的粉煤灰,由于碳颗粒在冷却过程中变成了封闭的玻璃态,因而防止了对引气剂的吸附,保持了混凝土拌和物的原有含气量。

(四)凝结时间效应
掺粉煤灰的混凝土虽然初凝、终凝一般都能满足规范要求,但由于受其掺量、细度、化学成分等因素影响,混凝土会出现凝结时间延长,导致出现缓凝现象。

然而,与水泥性能、用水量、环境温度、湿度等因素相比,粉煤灰对混凝土凝结时间的影响是极小的。

(五)抗压强度效应
混凝土的抗压强度主要取决于水灰比,对掺与不掺粉煤灰的混凝土,如果二者的早期强度相同,则粉煤灰混凝土的后期强度将高于不掺的,粉煤灰对混凝土有三重影响:减少用水量、增大胶结料含量和通过长期火山灰反应提高强度。

(六)水化热效应
混凝土中水泥的水化反应是放热反应。

在混凝土中掺入粉煤灰可以降低水化热,原因是减少了水泥的用量。

水化放热的多少和速度取决于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量。

由于近年来大型、超大型混凝土结构的建造,构件断面尺寸相应增大;混凝土设计强度等级提高,使所用水泥等级提高,单位用量增大;又由于实行水泥新标准后,使早强矿物硅酸三钙含量提高,粉磨细度加大,这些因素的叠加,导致混凝土硬化过程温升明显加剧,温峰升高。

在达到温峰后的降温期间,混凝土产生温度收缩(也称热收缩)引起弹性拉应力;另一方面混凝土的水灰比(水胶比)降低,早期水化加快,混凝土的弹性模量随强度提高而增大,进一步加剧弹性拉应力增长。

这是导致近些年来许多结构物在施工期间,模板刚拆除时就发现大量裂缝的原因。

这种硬化混凝土早期出现的裂缝往往深而长,为了防止可见裂缝的出现,通常采取外包保温的方法,以减少内外温差,因而被认为是有效措施得到迅速推广。

与纯水泥混凝土一样,掺粉煤灰的混凝土由于水泥的水化随本体温度升高而加快,强度发展也因此加快。

这使得粉煤灰混凝土,包括大掺量粉煤灰混凝土的强度发展在低水胶比的条件下,很快通过最初的缓慢凝结与硬化期,强度的发展迅速加快。

有研究资料表明掺适当比例的粉煤灰后,不仅温升可以降低,使混凝土因温度收缩和开裂的危险减少,同时由于温升相同,其抗压强度在3d之前就超过了不掺粉煤灰类混凝土。

(七)冻融耐久性效应
当粉煤灰质量较差、粗颗粒多、含碳量高时,都会对混凝土抗冻融性有不利影响。

质量差的粉煤灰随掺量的增加,其抗冻融耐久性剧烈降低。

但当掺用质量较好的粉煤灰同时适当降低水灰比,则可以收到改善抗冻融耐久性的效果。

试验资料表明,掺粉煤灰的混凝土水灰比在0.50以下,粉煤灰掺量在30%以内,混凝土抗冻融耐久性降低较少。

此外,掺粉煤灰的混凝土只要抗压强度与含气量与不掺粉煤灰的混凝土相同,即在等强度、等含气量条件下,掺粉煤灰混凝土与不掺粉煤灰混凝土具有相等的抗冻融耐久性。

关键在于混凝土引气后硬化混凝土中存在均匀分布的微气孔,这些微气孔在混凝土受冻时可容纳水结冰时所增大的部分体积。

使混凝土免于因冰胀作用而破坏。

(八)炭化和钢筋阻锈效应
通过长期研究和工程实践,尤其是近年来的工程调研资料表明,防止掺粉煤灰混凝土炭化,首要因素是确保粉煤灰混凝土的密实度。

密实度差的不掺粉煤灰的混凝土同样有碳化问题。

研究和调查结果表明,当用矿渣水泥掺15%粉煤灰,普通水泥掺20%粉煤灰,硅酸盐水泥掺25%粉煤灰时,采用超量取代法设计混凝土配合比,满足等稠度和等强度的要求时,掺粉煤灰的混凝土抗碳化性能、钢筋锈蚀性能与不掺粉煤灰混凝土相比均明显增大。

过去曾有人提出,粉煤灰含硫是否会使粉煤灰混凝土中的钢筋锈蚀加重问题,国内外一些学者认为:
1.只要混凝土里面的石灰不被溶出,保持碱性环境,钢筋周围就能保持一层氢氧化铁保护膜,阻止与氧气渗入到钢筋表面,保护钢筋不致锈蚀。

混凝土中掺用的粉煤灰实质上没有改变这种碱性环境。

2.混凝土中掺用的粉煤灰,因产生火山灰-石灰反应而提高了混凝土的抗渗性。

火山灰凝胶还可以减少混凝土中的石灰溶出量。

(九)粉煤灰与碱-骨料反应产生的效应
碱-骨料反应是骨料中的活性氧化硅和水泥中的碱发生反应生水化硅酸钙凝胶体,体积增大,导致混凝土的膨胀和开裂。

当向混凝土中掺入粉煤灰后,粉煤灰和水泥中的碱反应,能够防止这种过度的膨胀。

可见,粉煤灰对抑制混凝土中的碱-骨料反应是有利的。

三、结语
粉煤灰原来作为发电厂的工业废料,对环境造成比较大的影响。

但是随着科技的发展,人们在粉煤灰中发现了其特性,并将其掺和到混凝土中,这使得混凝土不但在施工过程中得到了令人满意的效果,同时扩大混凝土的使用领域。

另外,
粉煤灰对于提高混凝土的耐久性,包括抗渗性、抗冻性、抗碳化、抑制碱—骨料反应等等,都产生了很大的作用。

由于粉煤灰混凝土的性能较好,因而也被用在各种大大小小的工程中,其使用变得日益广泛。

我相信以后很多工程也将离不开粉煤灰。

也因为粉煤灰在混凝土上的应用,这对于解决煤发电厂的工业废料问题提供了途径,同时它对于环境的可持续发展起到一定的促进作用。

参考文献
[1]张为国.大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究.中国新技术新产品,2009,,(14).
[2]杨道云.掺粉煤灰的混凝土及配合比设计.江苏建材,2009,(1).。

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