粉煤灰的形态效应与氯离子吸附固化特性_马保国
粉煤灰效应的作用原理及其对混凝土的性能影响
粉煤灰效应的作用原理及其对混凝土的性能影响摘要：通过对粉煤灰形态效应、填充效应、微集料效应以及活性效应作用原理的分析，研究粉煤灰效应对混凝土性能的影响以及其掺入量的控制。
关键词：粉煤灰粉煤灰效应混凝土性能1.粉煤灰形态效应与填充效应1.1粉煤灰的形态效应、填充效应具体表现首先，粉煤灰中的球形玻璃体，包括海绵状玻璃体和铝硅酸盐玻璃微珠，表面光滑，粒度细且质地致密，对水的吸附力较小，减小混凝土内部的摩擦阻力，在混凝土泵送和振捣过程中有润滑作用，且有减水作用。
减水作用主要体现在，水泥在水化初期易产生凝聚或絮凝作用，形成一种极不均匀的水化物结构，粉煤灰借助其颗粒细小的形态特点能够物理分散这些水泥絮凝体，使较多的絮凝吸附水游离出来，降低了砂浆的需水量。
[8]粉煤灰的填充作用表现在，较细的颗粒填充在水泥浆体中，可以细化孔隙和毛细孔。
1.2形态效应、填充效应对混凝土性能的影响粉煤灰的形态效应主要表现在减水和润滑作用上，能有效的提高混凝土的流动性和和易性，对混凝土泵送、振捣都有益无害。
但是，质量较差的粉煤灰含有大量较粗的，多孔的，非球状多渣状的颗粒，反而会降低混凝土的工作性，增大用水量。
另外，掺入的粉煤灰越细，则需水量就越低，水化反应的界面也随之增长，有利于混凝土强度的提高。
但是，掺入量必须得到控制，因为，掺入的细灰过多时，其总表面积将大于浆体所能湿润的面积，细灰反而会聚成一团，不能分散到水泥浆体中，导致强度的降低。
粉煤灰的填充效应为单一的物理作用，不随龄期的增长而增长。
粉煤灰在发挥其填充效应时的掺入量也应该控制，因为，粉煤灰填充过多时，混合料处于悬浮状态，而太少时，混合料处于骨架孔隙结构，只有在掺量合适时，混合料能达到骨架密实的状态[7]，结构的强度最优。
2.微集料效应2.1粉煤灰微集料效应的作用机理粉煤灰的微集料效应是指，在水泥中，粉煤灰的微细颗粒均匀分布，填充细化孔隙，同时能阻止水泥颗粒相互粘聚，有利于混合物的水化反应。
粉煤灰影响混凝土氯离子渗透性的研究
粉煤灰影响混凝土氯离子渗透性的研究混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，而氯离子的渗透是导致混凝土结构腐蚀和损坏的主要原因之一。
近年来，研究人员对混凝土氯离子渗透性的影响因素进行了广泛研究。
其中一个重要的因素是粉煤灰掺量。
粉煤灰是燃煤中产生的固体废弃物，经过适当的研磨和处理可以作为混凝土掺和材料使用。
粉煤灰在混凝土中的添加量不仅可以减少对环境的污染，还可以提高混凝土的强度和耐久性。
然而，粉煤灰的掺量对混凝土的氯离子渗透性有何影响仍然存在争议。
一些研究表明，适量的粉煤灰掺量可以降低混凝土的氯离子渗透性。
这是因为粉煤灰中的硅酸盐反应产生的非晶质硅酸钙凝胶可以充填混凝土内部的孔隙和微裂缝，从而有效地阻止氯离子的进入。
此外，粉煤灰掺量的增加还可能降低混凝土的水胶比，从而减少混凝土的孔隙率，进一步提高了混凝土的密实性和耐久性。
然而，其他研究却认为粉煤灰的掺量对混凝土的氯离子渗透性影响不大。
这是因为粉煤灰中的一些细粒颗粒可能会填充混凝土孔隙结构，导致混凝土的孔隙率增加，进而增加了氯离子的渗透性。
此外，粉煤灰中可能存在的未完全反应的矿物质也可能对混凝土的氯离子渗透性产生负面影响。
因此，在研究混凝土氯离子渗透性时，需综合考虑粉煤灰掺量、粉煤灰的性质以及混凝土的配比等因素。
不同粉煤灰的性质和掺量可能会对混凝土的氯离子渗透性产生不同的影响。
此外，不同配比的混凝土对粉煤灰的影响也存在差异。
除了粉煤灰的掺量外，混凝土的质量控制和养护也是影响氯离子渗透性的关键因素。
混凝土的配比、成分和养护条件的合理选择对于混凝土的性能和耐久性具有重要影响。
因此，在研究粉煤灰对混凝土氯离子渗透性影响时，必须严格控制其他参数的影响。
除了实验室研究，许多研究还通过实际建筑工程进行了验证。
这些实际工程的结果表明，适量的粉煤灰掺量可以有效地改善混凝土的氯离子渗透性。
通过控制混凝土的水胶比和加入粉煤灰等措施，可以延缓混凝土结构的腐蚀和损坏，从而提高混凝土的使用寿命。
粉煤灰混凝土的氯离子结合性能
粉煤灰混凝土的氯离子结合性能孙丛涛;宋华;牛荻涛;张鹏;侯保荣【摘要】采用干湿交替方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能,得到了混凝土中自由氯离子含量和总氯离子含量的分布,探讨了粉煤灰对氯离子结合性能的影响,分析了氯离子结合性能随深度的变化规律.结果表明:粉煤灰的掺入提高了混凝土中的结合氯离子含量,但粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土,且两者均随着粉煤灰掺量的增加呈降低趋势;混凝土中结合氯离子含量随深度的增加呈先降低再升高的趋势;氯离子结合能力随深度的增加呈上升趋势并逐渐趋于平稳.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2016(019)001【总页数】5页(P35-39)【关键词】氯离子结合性能;自由氯离子;总氯离子;粉煤灰混凝土;扩散深度【作者】孙丛涛;宋华;牛荻涛;张鹏;侯保荣【作者单位】中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;青岛理工大学土木工程学院,山东青岛266033;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;青岛理工大学土木工程学院,山东青岛266033;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TU528.1氯离子入侵引起的钢筋锈蚀是海洋环境和除冰盐环境中混凝土结构耐久性破坏的主要原因，致使多数结构未达到设计使用年限即发生耐久性失效或者破坏，造成了巨大经济损失.环境中的氯离子会渗透到混凝土内部，一部分以自由离子的形式存在于孔溶液中，另一部分与孔壁中水泥的水化产物等发生化学结合或物理吸附[1].混凝土对氯离子的化学结合和物理吸附作用统称为混凝土的氯离子结合性能.氯离子结合性能一方面影响氯离子在混凝土中的传输，另一方面影响钢筋锈蚀的临界氯离子含量[2].因此，氯离子结合性能对混凝土结构的使用寿命预测至关重要，开展混凝土的氯离子结合性能研究对于结构耐久性寿命预测模型的建立及耐久性设计意义深远.随着粉煤灰在混凝土中的广泛应用，粉煤灰混凝土的氯离子结合性能已成为学者研究的重点.陈书苹等[3-6]采用平衡法研究了浆体的氯离子结合性能，结果表明粉煤灰的掺入可有效改善水泥基材料的氯离子结合性能.Cheewaket等[7]通过3，4，5，7a的混凝土暴露试验表明，氯离子结合能力随着粉煤灰掺量的增加而增加.Hu 等[8-10]通过实验室全浸泡或干湿循环方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能，结果显示随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的氯离子结合能力呈先上升后下降的变化趋势，Dhir等[11]采用平衡法也证明了这一点.然而，刘军等[12]采用内掺氯离子的方式研究表明，粉煤灰的掺入降低了氯离子结合能力，且粉煤灰掺量越大，氯离子结合能力下降越多.Nagataki等[13]的研究也表明30%粉煤灰掺量1)降低了水泥基材料的氯离子结合能力.由此可见，有关粉煤灰对氯离子结合性能影响的研究结论并不一致，因此对粉煤灰混凝土的氯离子结合性能还需进一步的研究.本文采用干湿交替方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能，深入探讨了粉煤灰的掺入对混凝土氯离子结合性能的影响，并分析了氯离子结合性能随深度的变化规律.1.1 原材料及混凝土配合比混凝土原材料为：P·O 42.5普通硅酸盐水泥，Ⅱ级粉煤灰，细度模数为2.62的河砂，粒径为5～20mm的碎石，自来水.胶凝材料化学组成见表1，混凝土配合比见表2.1.2 试验方法试件成型24h后拆模，标准养护28d，然后在(19±3) ℃，相对湿度(75±3)%条件下自然养护至90d.取100mm×100mm×300mm的试件，只留一个长方形侧面作渗透面，其余面用石蜡密封.试件在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡7d，再在(22±6) ℃，相对湿度(78±6)%的自然条件下晾干 7d，此为1个干湿循环，每个试件共进行10个干湿循环.切取待测试件中部100mm区段并沿其渗透面逐层磨取粉样，深度不大于10mm时每1mm取一次样，深度大于10mm时每2mm取一次样，最后参照JTJ 270—1998《水运工程混凝土试验规程》中的试验方法测定粉样中的自由氯离子含量和总氯离子含量.2.1 氯离子含量随深度分布情况环境中的氯离子通过混凝土保护层到达钢筋表面，聚集到一定含量时将引起钢筋脱钝锈蚀，因此氯离子在混凝土中的含量分布是评价混凝土抗氯离子侵蚀性能的重要参考.图1，2分别为混凝土中自由氯离子含量(Cf)和总氯离子含量(Ct)随深度的分布曲线.由图1，2可见，自由氯离子含量和总氯离子含量随深度的变化趋势一致，均呈先增加后降低最后趋于平稳的变化趋势.其原因是周期性暴露于海水或者氯盐溶液的混凝土内部按氯离子迁移方式的不同可分为3个区域：(1)对流区(氯离子含量分布曲线上升段)，氯离子主要以毛细吸附和水分蒸发形成的对流方式迁移；(2)扩散区(曲线下降段)，氯离子主要以扩散方式向混凝土内部传输；(3)外界氯离子未渗入区(曲线近乎水平段)，氯离子主要随原材料混入混凝土内部.2.2 粉煤灰对氯离子结合性能的影响目前，相关研究中表征混凝土氯离子结合性能的参数并不统一，这可能是造成粉煤灰对混凝土氯离子结合性能影响的研究结论不一致的原因所在.1)文中所涉及的掺量、含量等均为质量分数.常用的表征参数主要有单位质量混凝土或灰浆的结合氯离子含量Cb(Cb=Ct-Cf)[14]、氯离子结合率f(f=(Cb/Ct)×100%)[12]和相对氯离子结合系数S(S=Cb/Cf)[15].表3给出了各配合比混凝土在4，8mm深度处的结合氯离子含量、氯离子结合率和相对氯离子结合系数.由表3可见，在4，8mm深度处，除个别数据外，粉煤灰混凝土的结合氯离子含量均高于未掺粉煤灰混凝土，这说明粉煤灰的掺入提高了混凝土的氯离子结合性能.一方面，这是因为粉煤灰中的活性组分与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成的C-S-H凝胶提高了混凝土对氯离子的物理吸附作用，反应生成的水化铝酸钙改善了混凝土对氯离子的化学结合作用，且粉煤灰消耗了水泥水化产物Ca(OH)2，使混凝土内部pH值降低，有利于氯离子的结合[16]；同时，粉煤灰所具有的空心结构和复杂的内比表面积，有助于粉煤灰和C-S-H凝胶的物理吸附以及水化铝酸钙的化学结合作用[17].另一方面，粉煤灰的掺入降低了混凝土中各组分的含量，减少了C-S-H凝胶和水化铝酸钙的生成，从而对混凝土的氯离子结合性能产生了不利影响.排除其他因素的影响，在上述两方面因素的比较中，显然前者占据了主导地位，即粉煤灰的掺入有助于提高混凝土的氯离子结合性能.由表3还可见，粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土，且随着粉煤灰掺量的增加呈降低趋势.由此可以认为，粉煤灰的掺入降低了混凝土的氯离子结合性能.从上述分析可见，以氯离子结合率和相对氯离子结合系数作为氯离子结合性能衡量指标得出的结论与以结合氯离子含量为指标得出的结论截然相反.这是因为除混凝土特性外，氯离子含量也是影响其结合性能的重要因素.根据吸附的相关理论[3]，吸附量与吸附质含量关系密切.吸附量随着溶液中吸附质含量的增大而增加，即混凝土孔溶液中自由氯离子含量越高，孔隙壁接触氯离子的几率就越大，氯离子的结合量就越大，而此时每个氯离子被结合的几率较低，因此结合氯离子含量与孔溶液中自由氯离子含量的比值较小.反之，混凝土孔溶液中自由氯离子含量越低，每个氯离子被结合的几率越高，此时结合氯离子含量与自由氯离子含量的比值较大.基于上述理论，粉煤灰混凝土中结合氯离子含量应高于未掺粉煤灰混凝土，且由图1，2可见，在4，8mm深度处，粉煤灰混凝土中自由氯离子含量和总氯离子含量也均高于未掺粉煤灰混凝土，宏观上即表现为粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土.综上所述，衡量混凝土氯离子结合性能的指标既要考虑材料的氯离子结合能力又不能忽略孔溶液中自由氯离子含量的影响，因此，由结合氯离子与自由氯离子含量的比值S(相对氯离子结合系数)来表征混凝土的氯离子结合性能更为合理(以下分析中的氯离子结合能力均指比值S).由此可以得出结论，混凝土氯离子结合能力由于粉煤灰的掺入而降低，且随粉煤灰掺量的增大而逐渐降低.2.3 氯离子结合性能随深度变化规律图3为混凝土中结合氯离子含量随深度分布曲线.由图3可见，混凝土中结合氯离子含量随深度的增加呈先降低再升高的趋势.结合图1，2可见，结合氯离子含量最低处基本对应氯离子含量分布曲线的拐点部位(即外渗氯离子所达深度处).在氯离子含量分布曲线上升段和下降段，结合氯离子源于内掺和外渗氯离子；在曲线的水平段，结合氯离子主要来自内掺氯离子.对于内掺氯离子，氯离子的结合在 28d 内基本完成[18]，由此说明试件在接触外界氯离子前已基本完成对内掺氯离子的结合.Nagataki等[13]研究表明混凝土对外渗氯离子的结合能力为其对内掺氯离子的2～3倍.由图1～3可见，混凝土中结合氯离子含量随外渗氯离子含量的降低而先降低再升高，当外渗氯离子含量较高时(深度约4～10mm 处)，其渗入提高了混凝土中的结合氯离子含量，而当外渗氯离子含量较低时(深度约10～14mm 处)，其渗入却降低了结合氯离子含量，由此形成了结合氯离子含量的谷底.据此可以推断，当混凝土中存在内掺氯离子时或许存在一个外渗氯离子临界值，低于此临界值时，外渗氯离子会降低混凝土中结合氯离子含量，高于此临界值时，外渗氯离子会提高混凝土中结合氯离子含量，其机理有待进一步研究.图4为氯离子结合能力随深度变化曲线.由图4可见，随着深度增加，氯离子结合能力呈上升趋势并逐渐趋于平稳，这与金祖权等[19]研究结论基本一致.而吴庆令等[20]发现氯离子结合能力随深度上升并趋于平稳后，在深层又呈现再次增长趋势，其原因未作分析.然而，Hu等[8-10]和Mohammed等[21]利用自由氯离子含量与总氯离子含量之间的线性关系，认为氯离子结合能力不随深度变化而变化.本文计算分析发现，各试件中自由氯离子含量与总氯离子含量之间存在良好线性关系，即：式中：K为系数.由氯离子结合能力S的表达式和式(1)可得：通过式(2)计算可得试件FA1～FA4的氯离子结合能力分别为0.1537(相关系数R=0.9991)，0.1258(R=0.9997)，0.0679(R=0.9997)和0.1034(R=0.9995).将此结果与表3和图4对比可见，通过线性关系得到的氯离子结合能力可在一定程度上反映混凝土的氯离子结合性能，但所反映的性能仅限混凝土表层区域，即混凝土中氯离子含量较高区域，而对于深层区域，通过线性关系得到的结果会低估其氯离子结合能力.(1)粉煤灰的掺入提高了混凝土中的结合氯离子含量，但粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土，且两者均随着粉煤灰掺量的增加呈降低趋势.以结合氯离子含量与自由氯离子含量的比值来表征混凝土的氯离子结合性能更为合理.(2)混凝土中结合氯离子含量随深度增加呈先降低再升高的趋势，氯离子结合能力随深度增加呈上升趋势并逐渐趋于平稳.(3)通过混凝土中自由氯离子含量与总氯离子含量的线性关系计算得到的氯离子结合能力可在一定程度上反映混凝土的氯离子结合性能，但会低估混凝土除表层外其他深度处的氯离子结合能力.【相关文献】[1] RAMACHANDRAN V S.Possible states of chloride in the hydration of tricalcium silicate in the presence of calcium chloride[J].Matériaux et Constructions,1971,4(19):3-12. 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粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能的作用机理和影响
粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能的作用机理和影响大多数海水中都含有约3.5%的可溶盐，混凝土暴露于海水中，必然受到海水的侵蚀破坏，如海水对水泥石的腐蚀、碱-集料反应、盐在混凝土中的结晶膨胀以及钢筋的腐蚀等。
如何能够配制出抵制海水侵蚀和破坏的耐久性优良的混凝土是当今的一大课题。
20世纪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。
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%。
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。
粉煤灰在混凝土中的作用机理
粉煤灰在混凝土中的作用机理发布时间: 2011-08-05 来源：北京混凝土门户作者：sjz_da 粉煤灰在混凝土中的良好作用，主要表现在以下三种效应:形态效应、火山灰效应、微集料效应。
1.形态效应粉煤灰的主要矿物组成是铝硅酸盐玻璃珠和海绵体(包括球状颗粒、不规则碎屑颗粒的粘连体)，球状玻璃体如同玻璃球一般，质地致密，表面光滑，粒度细，内比表面积小，对水的吸附力小，流动性好，在混凝十拌和物中起“滚珠轴承”作用。
这一系列的物理特性，不仅使水泥浆需水量减小，显著地改善了新拌混凝土的工作性;而且，它们往往填充于水泥浆的孔隙中，使硬化混凝土的密实性得到很好大改善。
2，火山灰效应粉煤灰的活性也称火山灰效应，是粉煤灰中的活性成分Si02和A1203等与石灰或水泥水化产物在有水存在的情况下发生化学反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等物质的能力。
粉煤灰的火山灰反应滞后于水泥熟料的水化，上述这些反应的产物填充于水泥水化产物的孔隙中，大大降低了混凝土内部的孔隙率，导致孔径细化。
孔径细化和粒径细化均能改变孔结构，提高了混凝土各组分的粘结作用。
3.微集料效应粉煤灰中的微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，阻止了水泥颗粒的相互粘聚，起到了分散和润滑作用，打破了水泥浆的絮凝结构。
这有助于新拌和硬化混凝土均匀性的改善，有利于混合物的水化反应。
同时，粉煤灰还可以弥补混凝土中细粉料的不足，阻塞泌水通道，有利于泌水率的降低。
水泥浆中粉料的增加，也使浆体体积增加，改善了混凝土的粘聚，抑制了混凝土的离析泌水现象。
由于粉煤灰颗粒的形态和亲水特性，球状玻璃体可吸附一层水膜，即粉煤灰具有良好的保水性。
这均有利于混凝土需水量的减小，还有助于混凝土中空隙和毛细孔的填充和“细化“。
3.1.3粉煤灰对混凝土工作性能的影响1.流动性新拌混凝土中的拌和水包括湿润固体颗粒表面的表面层水和填充固体颗粒空隙的填充水，决定新拌混凝土流动性的条件有两个:(1)固体颗粒之间的摩擦作用;(2)填充水的数量与固体颗粒孔隙率的比值，即为有效拌和水比。
粉煤灰的三大效应
粉煤灰的三大效应
我国著名学者沈旦申、张荫济先生早在上世纪80年代总结国内外大量研究成果，提出粉煤灰《三大效应》理论，科学全面的阐述了粉煤灰在混凝土及粉煤灰制品中的作用和机理。
对指导我国粉煤灰综合利用起到了积极的作用。
一、粉煤灰的“形态效应”
在显微镜下显示，粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。
这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。
二、粉煤灰的“活性效应”
粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料，所以又称之为“火山灰效应”。
因粉煤灰中的化学成份含有大量活性SiO2及Al2O3，在潮湿的环境中与Ca（OH）2等碱性物质发生化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，对粉煤灰制品及混凝土能起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织，提高混凝土的抗腐蚀能力。
三、粉煤灰的微集料效应
粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥石中可以相当于未水化的水泥颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米材料，能明显的改善和增强混凝土及制品的结构强度，提高匀质性和致密性。
在上述粉煤灰的三大效应中，形态效应是物理效应，活性效应是化学效应，而微集料效应既有物理效应又有化学效应。
这三种效应相互关联，互为补充。
粉煤灰的品质越高，效应越大。
所以我们在应用粉煤灰时应根据水泥、混凝土、粉煤灰制品的不同要求选用适宜和定量的粉煤灰。
如不恰当，则会起到反作用。
粉煤灰在混凝土中的基本效应
粉煤灰在⽔泥混凝⼟中主要有三个基本效应,即形态效应、⽕⼭灰效应和微集料效应。
控制这三个效应向有利⽅向发展，即可利废为宝、改善混凝⼟的性能。
(1) 形态效应 粉煤灰的形态效应，主要是指粉煤灰的颗粒形貌、粗细、表⾯粗糙程度等特征在混凝⼟中的效应。
粉煤灰微珠颗粒可以起到滚珠的作⽤，降低混凝⼟拌和的内摩擦⼒⽽提⾼流动性。
粉煤灰的密度⼩于⽔泥，因⽽等量替代后可增加浆体的体积，从⽽改善对粗细集料的润滑程度，也有利于提⾼混凝⼟拌合物的流动性。
此外，还可以提⾼混凝⼟的匀质性、粘聚性和保⽔性。
劣质粉煤灰由于含有较多不规则的多孔颗粒和未燃尽的碳，⽽导致需⽔量增加和保⽔性变差，对混凝⼟带来负⾯效应。
(2)⽕⼭灰效应(活性效应) 粉煤灰属于活性矿物掺合料。
粉煤灰中含有的玻璃态的氧化硅和氧化铝属于活性氧化硅和活性氧化铝，它们可以与⽔泥⽔化⽣成的氢氧化钙和⽔发⽣⽔化反应(该⽔化反应亦称⼆次反应)，⽣成具有⽔硬性特点的⽔化硅酸钙、⽔化铝酸钙等，并填充于⽑细孔隙内。
这些⽔化产物同样具有强度，特别是⽔化硅酸钙，该⽔化反应在28d时较弱，特别是在7d以内，⽽在28d以后逐步明显。
粉煤灰的细度越⼤，即颗粒越⼩，活性越⾼，⽔化反应能⼒越⾼;温度越⾼⽔化反应能⼒越强，强度增长越快。
当温度低于5时该⽔化反应基本停⽌，强度发展缓慢. ⽕⼭灰效应可以提⾼混凝⼟以后的强度，以后的强度要⾼于不掺粉煤灰的混凝⼟，且龄期越长该差异越⼤。
因⽽对早期承载能⼒要求不⼤的⼯程可利⽤其60d、90d、180d时的强度。
(3) 微集料效应 粉煤灰微珠具有极⾼的强度，其填充在⽔泥颗粒间的空隙，既减少了⽑细孔隙，⼜起到了微⾻架作⽤。
随⽔化的不断进⾏，粉煤灰的⽔化产物与未⽔化的粉煤灰内核的粘结⼒不断提⾼，这也有利于提⾼粉煤灰的微集料效应。
除上述三个基本效应外，粉煤灰还有许多其它效应，如免疫效应(抑制碱集料反应效应、提⾼耐腐蚀性效应等)、减热效应(降温升效应)、泵送效应等，不过这些效应都离不开上述三个基本效应。
粉煤灰和矿粉对海水海砂混凝土氯离子固化和抗冻性能的影响
粉煤灰和矿粉对海水海砂混凝土氯离子固化和抗冻性能的影响*沈 均1，罗驹华2，王建华1(1常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213000; 2盐城工学院材料科学与工程学院,江苏盐城224051)摘要：针对海水海砂混凝土（SSC）耐久性的问题，以粉煤灰和矿粉掺量为变量，水玻璃作为碱激发剂制备了SSC样品。
采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析了SSC在模拟海水环境下水化产物和微观形貌的变化。
结果表明，粉煤灰、矿粉、水玻璃掺量分别为12%、18%、1%时，SSC的抗压强度和氯离子固化能力分别为32.6MPa和1.02，SSC冻融循环200次后的质量损失率为4.5%，抗压强度下降了21.2%。
关键词：海水海砂混凝土；抗压强度；氯离子固化能力；抗冻融性能中图分类号：TU 528.041Investigation on the Eff ects of Fly Ash and Slag on the Chloride Curing and FrostResistance of Seawater Sea Sand ConcreteSHEN Jun1, LUO Ju-hua2, WANG Jian-hua1(1 School of Materials Science & Engineering, Changzhou University, Changzhou 213000, Jiangsu, China; 2 School of MaterialsScience and Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051, Jiangsu, China)Abstract: To address the durability of seawater sea sand concrete (SSC), SSC test blocks were prepared with seawater and sea sand as the main raw materials, the contents of fl y ash and slag as variables, and water glass as alkali exciter. The changes of hydration products and microscopic morphology of SSC under the simulated seawater environment were analyzed by XRD and SEM. The results showed that the compressive strength and chloride curing ability performance reached the value of 32.6MPa and 1.02 at 12%, 18%, 1% of fl y ash, slag, water glass admixture, respectively. The mass loss rate of SSC after 200 frost resistance cycles was 4.5% and the compressive strength decreased by 21.2%.Key words: seawater sea sand concrete; compressive strength; chloride curing ability; frost resistance随着我国经济的高速发展，沿海地区工程建设对于建筑材料的需求量与日俱增。
粉煤灰活性快速检测方法探讨
粉煤灰活性快速检测方法探讨一、试验目的参照水泥抗压强度预测试验方法，建成一种适用的粉煤灰活性的快速预测二、试验背景粉煤灰是指煤粉炉燃烧煤粉时，从烟道气体中收集到的细颗粒粉末，是当代混凝土的重要掺和料之一。
粉煤灰粉煤灰的主要性能：1、火山灰活性效应：粉煤灰具有不定性玻璃体形态的活性SiO2、Al2O3，切比表面积较大，这些成分能与水泥水化过程中析出的Ca （OH)2缓慢进行二次反应，生成具有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙，填充在混凝土结构中；2、微集料效益：粉煤灰颗粒可以分散到凝胶体系中起到骨料的骨架作用，改善混凝土微观结构；3、形态效应：粉煤灰中含有大量的球状玻璃微珠，填充在水泥颗粒之间起到一定得润滑作用，同时粉煤灰能有效降低混凝土的内摩擦力，提高混凝土流动性；4、降低水化热：粉煤灰的加入能有效降低混凝土水化热，减小混凝土温度应力，降低开裂风险由于国家城市化的发展和混凝土技术提升，粉煤灰的需求量越来越大，粉煤灰供应出现短缺情况，部分厂家以次充好，把质量较差的粉煤灰供应给混凝土生产企业，由于粉煤灰的检测周期较长，特别是保证混凝土强度指标的粉煤灰活性指数要28天才能出结果，给混凝土企业造成很大的困扰，本文通过检测不同批次粉煤灰的物理性质和主要化学组成，通过数据分析统计物理性质特别是活性指数与各化学组成的关系，得出粉煤灰活性指数预测方式三、试验方法和步骤1、准备不同品牌、不同批次的粉煤灰样品60个按照技术要求检测所有样品的细度、需水量、烧失量等性质2、每个样品按照GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》制作粉煤灰活性指数标准试件4组标号01、02、03、04，放入标准养护箱养护3、养护3.5h后取出编号01试件，放入55℃温水中带模养护23h，测试件的抗压强度4、养护24h后取出所有试件，一组以80℃热水法养护5h，一组以100℃沸水发煮沸3h，带试件冷却后检测抗压强度5、最后一组试件在水泥胶砂养护池中养护到28d凝期，检测试件抗压强度6、统计01、02、03、04组实验数据，以所有样品做统计分析，求得28d凝期与各种温度养护试件抗压强度的关系7、随机抽取样品5个，检验预测方法的准确性实验预期结果：根据统计数据建立适当的粉煤灰快速预测方法。
粉煤灰对高性能混凝土抗压及抗氯离子侵蚀性能试验研究
粉煤灰对高性能混凝土抗压及抗氯离子侵蚀性能试验研究本文通过对于在高性能混凝土中加入粉煤灰用来对于其力学性能以及抗氯离子的侵蚀能力变化进行试验研究，主要对于粉煤灰的加入量如何影响高性能混凝土的抗压强度以及抗氯离子的侵蚀性能进行探究。
经过实验表明，在压力相同的情况下，随着加入的粉煤灰数量增大，高性能混凝土的抗压强度在逐渐减小，拉应力对于高性能混凝土的抗氯离子侵蚀的性能产生的降低作用，但是压应力却提高了高性能混凝土的抗氯离子侵蚀性能，由此我们可以得到这样的结论：荷载的作用对于高性能混凝土抗氯离子侵蚀性能具有比较大的影响。
标签：粉煤灰；高性能混凝土；抗压；抗氯离子侵蚀性能1、前言在我国的海港以及跨海大桥的混凝土结构中，由于长时间暴露在海洋环境之中，因此在使用的过程中受到荷载压力以及氯离子的侵蚀作用。
在工程实际中，高性能混凝土应用越来越广泛，在海工结构中也得到了广泛的使用，对于海工结构中的高性能混凝土的耐久性也成为了研究的热点。
在海洋环境中，混凝土中的钢筋容易被氯离子进行锈蚀，这也是在海洋环境中高性能混凝土耐久性降低的重要因素。
氯离子如果入侵到混凝土之中，就会被钢筋表面率先吸附，因此浓度较高的氯离子就会使得钢筋表面的ph值下降，钢筋表面的钝化膜遭到破坏，因此使得混凝土的结构产生破坏。
氯离子的作用也与混凝土承受的荷载具有一定的关联，因此我们研究在荷载作用下的高性能混凝土的抗氯离子侵蚀性能具有比较现实的意义。
本文主要研究了相較于不同的粉煤灰的掺和量，高性能混凝土抗氯离子侵蚀能力如何受到影响，主要测量了高性能混凝土的抗压强度以及氯离子的渗透深度。
2、实验设计我们可以采用100mm×100mm×400mm规格的高性能混凝土试块进行研究，对于每一个配合比选用三个试块用来测量渗透的深度。
对于氯离子的侵蚀，我们主要采用盐雾侵蚀。
荷载为均匀的连续荷载，同时在实验中我们可以选取30%、50%的抗折强度作为应力值。
粉煤灰的主要特性
粉煤灰的主要特性简介粉煤灰是一种在燃煤发电厂中产生的废弃物，由煤炭燃烧过程中生成的煤灰经过捕集和处理后产生。
粉煤灰具有许多独特的特性，使其在建筑材料、土壤改良、环保和其他领域得到广泛应用。
本文将介绍粉煤灰的主要特性。
（字数：77）特性一：化学成分粉煤灰主要由二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化钙（CaO）和氧化铁（Fe2O3）等化学组分组成。
其中，二氧化硅是粉煤灰的主要成分，占总重量的大约50%以上。
同时，粉煤灰中还含有一定量的无机盐、重金属元素和放射性元素。
这些化学成分决定了粉煤灰的性质和用途。
（字数：97）粉煤灰的物理性质包括颗粒形态、比表面积、粒径分布和密度等。
通常，粉煤灰颗粒的形状呈球形或碎块状，具有较大的比表面积和细小的粒径分布。
此外，粉煤灰的密度较低，通常在0.8~1.2 g/cm³之间。
这些物理性质使得粉煤灰在混凝土和水泥制品中具有较高的活性和填充性能。
（字数：98）特性三：活性粉煤灰具有较高的活性，可以与水中的氢氧根离子（OH-）发生反应，并形成胶凝产物。
这种活性主要是由其中的二氧化硅和铝酸盐成分引起的。
粉煤灰的活性可以通过测定其胶凝时间和强度发展来评估。
粉煤灰与水混合形成的胶凝产物可以填充混凝土中的细孔隙，提高混凝土的致密性和强度。
（字数：87）粉煤灰中的矿物组成主要包括玻璃体、晶体和非晶体三种类型。
玻璃体是最主要的组成部分，占总重量的70%以上。
晶体主要包括硅酸盐矿物和铝酸盐矿物，其中硅酸盐矿物的含量较高。
非晶体是粉煤灰中的次要组成部分，含有一些铁酸盐和其他化合物。
这些矿物组成决定了粉煤灰的硬化过程和性能。
（字数：96）特性五：环境影响粉煤灰作为一种废弃物，其处理和利用对环境具有重要的影响。
首先，粉煤灰可以用于控制大气中的污染物排放，减少气溶胶和颗粒物对人体健康的危害。
其次，粉煤灰的利用可以减少对自然资源的开采，降低对环境的破坏。
此外，将粉煤灰用于建筑材料和土壤改良可以提高资源利用效率和土壤肥力。
粉煤灰再生混凝土中氯离子渗透性能试验研究
２０１０ＮＯ．５粉煤灰综合利用ＦＬＹＡＳＨＣｏＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥＵＴⅡ。
ＩＺＡＴＩｏＮ表１混凝土配合比１．２试样制备混凝土试件采用１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｒａｍ立方体，标准养护２８ｄ。
氯盐溶液由工业盐和饮用水配置而成。
浓度为５％。
氯盐溶液侵蚀时间为３０ｄ，６０ｄ、９０ｄ、１２０ｄ。
侵蚀条件有２种：（１）直接将混凝土试件浸泡在氯盐溶液中；（２）先将混凝土试件浸泡在氯盐溶液中１６ｈ，然后取出自然风干８ｈ，进行人工干湿循环。
每周更换一次腐蚀箱中的氯盐溶液。
当混凝土试件腐蚀至规定时间后取出，自然风干１ｄ，用直径为６ｍｍ的钻头从侧面分层钻孔取样，每层的钻取深度分别为：０—５ｍｍ、６ｍｌｎ一１０ｍｌｎ、ｌｌｍｍ一１５ｍｍ、１６ｍｍ～２０ｒａｉｎ，收集钻取的混凝土试件粉末，并用孑Ｌ径为０．６３ｍｍ的标准筛过筛，然后将过筛后的混凝土试件粉末置于（１０５±５）℃烘箱中烘２ｈ，取出放入干燥容器中冷却至室温保存，作为氯离子滴定试验的样品。
１．３试验方法将试样分成２份，根据《水运工程混凝土试验规程》（ＪＴＪ２７０—９８）规定的水溶性氯离子滴定方法测定每份试样中自由氯离子含量，取两个试验值的平均数为最终试验结果（自由氯离子含量以占混凝土质量的百分比计）。
２试验结果及分析２．１粉煤灰掺量对氯离子渗透性能的影响图ｌ为氯盐溶液浸泡６０ｄ和１２０ｄ后再生混凝土中氯离子渗透试验结果。
从图１可以看出，掺粉煤灰的再生混凝土抗氯离子渗透能力优于未掺粉煤灰的再生混凝土；随着粉煤灰掺量的增加，再生混凝土抗氯离子渗透能力先增强随后逐渐减弱，如图ｌ，粉煤灰掺量为２０％的再生混凝土抗氯离子渗透能力优于粉煤灰掺量为１０％和３０％的再生混凝土。
（ａ）６０ｄ全浸泡状态下（ｂ）１２０ｄ全浸泡状态下图１粉煤灰掺量对再生混凝土中氯离子渗透性的影响粉煤灰能够提高再生混凝土抗氯离子渗透能力的主要原因在于：粉煤灰能够提高再生混凝土结合氯离子的能力、降低再生混凝土总孔隙率、改善再生混凝土的孔结构。
粉煤灰结合混凝土中氯离子机理的研究
粉煤灰结合混凝土中氯离子机理的研究通过试验的方法对FA结合Cl-的机理进行的研究。
试验结果说明：粉煤灰作为掺合料等量取代部分水泥，能够增强对氯离子的化学结合能力与物理吸附能力。
参加水化的粉煤灰生成了更多可以与Cl-产生化学反应水化铝酸盐相及其衍生物，并通过改善商品混凝土孔结构与孔隙率来提高物理吸附能力，另外未水的粉煤灰颗粒由于其自身的特点，也能吸附部分Cl-，从而降低了商品混凝土中游离Cl-的浓度，延缓了钢筋被锈蚀的时间。
在海洋环境、使用除冰盐的道桥工程及盐湖和盐碱地区域，渗入商品混凝土中的Cl-是造成商品混凝土中钢筋锈蚀的主要原因，而钢筋腐蚀又是造成钢筋商品混凝土结构破坏最重要的原因之一，这往往决定了商品混凝土结构的使用寿命，是商品混凝土结构耐久性的重要问题。
渗入商品混凝土中的Cl-在商品混凝土中有三种存在形式：一种是与水泥中C3A的水化产物水化铝酸盐相及其衍生物反应生成低溶性的单氯铝酸钙3CaO.Al2O3.CaCl2.10H2O，即所谓Friede盐[1]，称为Cl-的化学结合；另一种是被吸附到水泥水化产物中或未水化的矿物组分中，称作Cl-的物理吸附；第三种是Cl-以游离的形式存在于商品混凝土的孔溶液中，被商品混凝土组分材料结合的Cl-基本上不会对钢筋构成危害，只有残留在商品混凝土孔隙液中的游离Cl-才会对钢筋造成破坏。
因此,商品混凝土对Cl-的结合能力显得尤其重要。
目前虽然有关商品混凝土组分材料对Cl-结合能力的研究论文较多，但就矿物功能材料本身对Cl-的结合能力机理方面的研究很少，故本文对此进行了专门研究。
本文在参考了大量资料的情况下，对粉煤灰掺入商品混凝土后对Cl-结合的机理进行了研究。
1试验设计1.1原材料水泥（简称C）：湖南湘乡水泥股份有限公司生产，强度等级为42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰（简称FA）：湖南湘潭电厂生产的风选I级粉煤灰，其物理性质见表2；硅灰（简称SF）：西北铁合金厂生产；砂：湖南湘江河砂，中砂，细度模数为2.7，II区级配合格；外加剂：湘潭市潭建减水剂厂，TJ系列高效减水剂；水：蒸馏水。
粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性的影响研究
粉煤灰掺入 到混凝土中 ， 在其活性效 应、微集料 填充效应、形态 效应以及 吸附效应等 的作用下， 混 凝 土的密实度和对氯离子的固化能力得到较大的改善， 从而提高抗渗性， 降低氯离子的渗透系数， 减轻了氯 盐环境对混凝土结构的裂化作用。粉煤灰的掺量以及 细度影响着混凝土的抗氯离子渗透能力， 应该根据具 体情况选择掺量和类型。诸多专家和技术人员采用粉 煤灰与硅灰、高效减水剂 等双掺技术 ， 更大程度上 提 高混凝土结构的抗氯离子侵蚀能力。目前对粉煤灰改 善混凝土抗氯离子渗透能力的作用机理已经有了很 大的研究， 然而仍需完善和深入， 这需要广大混凝土 专家和科研单位进一步努力。
Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｘｕｚｈｏｕ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１０００， Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｗｈｅｎ ｆｌｙ ａｓｈ ｉｓ ｍｉｘｅｄ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ， ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ａｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ， ｆｏｒｍ ｅｆｆｅｃｔ， ｃｏｌｌｅｃｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ， ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｃｏｎｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｒｅ ａｄｖａｎｃｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｃｏｎｓ ｐｅｎｅｔｒａ－ ｔｉｏｎ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｄｏｗｎ， ｗｈｉｌｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｃｏｎｓ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｕｐ． Ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｃａｎ ａｆｆｅｃｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ＇ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｆｌｙ ａｓｈ； ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｃｏｎ； ｅｆｆｅｃｔ； ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ｐｅｎｅ－ ｔｒａｔｉｏｎ
固体废弃物处理与噪声控制工程习题解答
固体废弃物处理与噪声控制工程习题解答习题解答第一篇《固体废弃物处理与处置》部分第一~ 三章习题1. 我国对固体废物的分类方法及其污染的特点是什么？分类方法:固体废物来源于人类的生产和生活，它的分类是依据其产生的途径与性质而定。
在经济发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物与都市垃圾四大类。
我国制定的《固体废物治理法》中，将固体废物分为工业固体废物（废渣）与都市垃圾两类。
其中含有毒有害物的成分，单独分列出一个有毒有害固体废物小类。
通常，固体废物要紧包括都市生活固体废物、工业固体废物和农业废弃物。
固体废物的特性：A. 最难得到处置：固体废物为“三废”中最难处置的一种，因为它含有的成份相当复杂，其物理性状(体积、流淌性、平均性、粉碎程度、水份、热值等等)也千变万化。
B. 最具综合性的环境问题：固体废物的污染，从来就不是单一的，它同时也相伴着水污染及大气污染问题。
因此，对处理固体废物的卫生填埋场，需进行符合环境要求的处理，以防止垃圾渗沥液对地下水的污染问题，同量必须具备污水处理及对排放的填埋气体适当处理的能力。
我们无法回避固体废物给我们生存空间、给人类可连续进展带来的阻碍。
C. 最晚得到重视：在固、液、气三种形状的污染（固体污染、水污染、大气污染）中，固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人们的注意，也是最少得到人们重视的污染问题。
D. 最贴近的环境问题：固体废物问题，专门是都市生活垃圾，最贴近人们的日常生活，因而是与人类生活最息息相关的环境问题。
人们每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识中污染我们自己的生存环境。
2. 防止固废污染的总体原则和措施有哪些？工业固废实行谁污染谁治理的原则；‘源头操纵’和‘终态物’污染操纵；固废‘减量化’，‘无害化’，‘资源化’。
3. 对固体废物进行破裂的目的是什么？列举出常用的破裂机械。
破裂的目的：减小容积、增加比表面积、便于废物回收和处置（填埋、焚烧）；常用的破裂机械：颚式破裂机/ jaw crusher、锤式破裂机/ hammer crusher, hammer mill、冲击式破裂机/ impact crusher、剪切式破裂机/cutting crusher、辊式破裂机/ rolling crusher、球磨机/ball grinding mill.4. 简述鄂式破裂机的工作原理和适用范畴。
粉煤灰回收利用的三大效应
粉煤灰回收利用的三大效应目录1.序言 (1)2.环境效应： (2)3.经济效应： (2)4.工程效应： (3)1.序百粉煤灰作为一种重要的工业副产品，在各个领域都有广泛的应用。
它具有三大主要效应，包括环境效应、经济效应和工程效应。
1)粉煤灰混凝土在常温下，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及时补偿，所以粉煤灰混凝土的早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移，粉煤灰中的活性成分Siθ2和AI2O3与水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应，生成具有胶凝性的水化产物，降低了混凝土中的液相碱度，进一步促进了水泥的水化，因此混凝土的后期强度增长较快。
另外粉煤灰中以酸性氧化物为主要成分的玻璃相在潮湿环境中可与水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应，生成水化硅酸钙凝胶体C ・S・H,对硬化的水泥浆体起增强作用，也能促进混凝土后期强度的增长。
2)第二，粉煤灰颗粒形态效应。
优质的粉煤灰中的玻璃球形颗粒粒形完整，表面光滑，粒度较细，质地致密，多孔颗粒极少，因此在搅拌成型过程中不会大量吸水，使得水泥浆体的需水量降低，初始结构得到改善。
在以后的养护过程中，水会慢慢地进入粉煤灰颗粒表面的孔隙中，因而就使得颗粒的界面强度大大提高。
这就近一步促进了粉煤灰混凝土后期强度增长较快。
3)第三，粉煤灰的微集料效应。
粉煤灰的颗粒越细，微小的玻璃球形颗粒越多，比表面积也越大，粉煤灰中的活性成分也就越容易和水泥中的Ca(OH)2化合，其活性就越高。
另外随着颗粒细度的增加，粉煤灰的密度增大，标准稠度需水量减少，浆体的密实度及强度增大。
所以，粉煤灰磨的愈细，活性越高，越能促进混凝土后期强度的增长。
大量试验已证实，粉煤灰能促进混凝土后期强度的增长。
但后期强度的增长并非随着粉煤灰掺量的无限增加而增大，而是有个最佳掺量的问题。
最佳掺量随粉煤灰的成分、细度、颗粒结构形态及其所用水泥品种的不同而有差异。
此外，养护条件和早期温升对强度也有很大的影响。
粉煤灰效应
粉煤灰效应粉煤灰效应是指在水泥混凝土中加入粉煤灰后，对混凝土的性能和性质产生的一系列影响。
粉煤灰是一种煤矿中产生的固体废弃物，通过煤矿烟气中的过滤和除尘设备收集而来。
由于其化学成分和物理性质的独特性，粉煤灰被广泛应用于建筑材料工业，特别是在水泥混凝土中的应用效果优异。
粉煤灰在水泥混凝土中起到了掺合料的作用。
掺入适量的粉煤灰可以部分代替水泥，降低混凝土的水泥用量，减少对天然资源的消耗。
同时，粉煤灰中的无机成分和水泥矿物反应生成新的水化产物，增加了混凝土的强度和耐久性。
研究表明，适量掺入粉煤灰的水泥混凝土在强度、抗渗性和耐久性方面可以达到或超过纯水泥混凝土的性能。
粉煤灰对混凝土的水化反应有着重要影响。
粉煤灰中的硅酸盐和氢氧化钙等物质可以与水泥中的水化产物反应生成新的水化产物，填充混凝土中的毛细孔和细隙，提高混凝土的致密性和抗渗性。
此外，粉煤灰中的细微颗粒可以填充水泥胶凝体中的空隙，促进水泥胶凝体的致密化，增加混凝土的强度和耐久性。
粉煤灰还可以改善混凝土的工作性能。
由于粉煤灰的细度较高，可以填充水泥颗粒之间的空隙，减少混凝土的内聚力，提高混凝土的可流动性。
这样，可以降低混凝土的水灰比，提高混凝土的强度。
同时，粉煤灰的颗粒形状和表面特性也可以改善混凝土的流动性和减水剂的分散性，提高混凝土的流动性和抗裂性。
粉煤灰对混凝土的硬化过程也有一定的影响。
粉煤灰中的活性物质可以促进水泥中矿物的活化，加速水泥的水化反应，提高混凝土的早期强度发展。
同时，粉煤灰中的细微颗粒也可以作为晶核，促进水泥水化产物的形成，改善混凝土的致密性和力学性能。
总的来说，粉煤灰效应是指粉煤灰在水泥混凝土中的一系列改善作用。
通过适量掺入粉煤灰，可以降低混凝土的水泥用量，提高混凝土的强度、抗渗性和耐久性，改善混凝土的工作性能，加速混凝土的硬化过程。
粉煤灰的应用不仅可以有效利用煤矿废弃物资源，还可以改善混凝土的性能和性质，提高建筑材料的质量和可持续发展能力。
有关粉煤灰的几点认识
有关粉煤灰的几点认识粉煤灰在混凝土中的作用主要有“形态效应”、“火山灰效应”和“微集料效应”这三个方面。
在混凝土中使用粉煤灰既有有利的方面，如降低水化热，提高混凝土后期强度，改善混凝土和易性等等；也有不利的方面，如降低混凝土早期强度，养护时间要延长，抗碳化性能下降，综合两方面才能更好的认识和在混凝土中使用好粉煤灰。
（一）形态效应粉煤灰的形态效应由粉煤灰颗粒的外观形貌、内外结构、密度以及颗粒级配等物理特征的综合效应，一般来说，粉煤灰的形态效应也可以认为是物理效应。
粉煤的形态效应可以改变混凝土拌合物的工作性，粉煤灰中的球形玻璃微珠颗粒，可以使浆体中颗粒均匀分散，降低了颗粒之间的摩擦力，增大混凝土拌合物的流动性。
这是粉煤灰正的方面，积极方面的作用，具有减水作用和使拌合物匀质致密作用。
但如果内部含有较粗的、疏松多孔、不规则的微珠颗粒和未燃尽的碳含量较多，会导致粉煤灰需水量增加，混凝土拌合物工作性能降低，称为负效应。
应充分发挥粉煤灰形态效应的正效应，通过一定的手段加以抑制和克服负效应。
（二）活性效应粉煤灰的活性效应是粉煤灰最重要的基本效应，在混凝土中可以起到胶凝材料的作用。
粉煤灰的活性是指粉煤灰中的活性成分所产生的化学效应，其活性的高低取决于化学作用的速度、能力及其反应产物的结构、化学成分性质和玻璃体数量等因素有关。
通过改善混凝土环境温度、化学激发等方法可以增强粉煤灰的活性效应。
粉煤灰中的氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)在水泥水化产物Ca(OH)2的激发下，可以产生二次水化反应生成水化硅酸钙（C-S-H）、水化铝酸钙（C-A-H）填充于毛细孔隙内，增强了混凝土的强度。
粉煤灰的水化非常缓慢，前期基本是粉煤灰的物理填充作用起主导，随着龄期的增长二次水化才能缓慢进行，使用粉煤灰的混凝土具有良好的后期强度发展潜力。
粉煤灰混凝土后期强度增长的提高必须依赖于混凝土养护温度、湿度的持续保持。
（三）微集料效应粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在混凝土浆体之中，增强硬化浆体的结构硬度。
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粉煤灰的形态效应与氯离子吸附固化特性马保国, 李相国, 王信刚, 朱洪波，王凯(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，武汉，430070)摘要：用激光粒度分析仪、N2吸附比表面积测定仪、SEM和化学分析等手段，研究不同种类粉煤灰的组分、粒度分布和表面结构等形态效应。
在此基础上，研究与分析了粉煤灰对水泥浆体中Cl-的吸附固化作用与机理。
研究表明粉煤灰主要以球形颗粒为主，颗粒粒径分布波动0-60µm，平均粒径为10-15µm，粉煤灰颗粒具有空心结构和较大的内比表面积。
与水泥浆体相比，纯粉煤灰浆体对氯离子的固化力稍低一些，其相对固化率为26.7%。
粉煤灰对氯离子吸附固化机理在于粉煤灰和水化产物(如C-S-H凝胶体)具有较大比表面积和特殊结构，对自由Cl-离子产生物理吸附作用；水化铝酸钙与Cl-反应生成“Friedel盐”而产生Cl-化学固化作用。
关键词: 粉煤灰; 形态效应; 氯离子; 吸附; 固化CONFIGURATION EFFECT, ABSORPTION AND BINDING PROPERTIESOF CHLORIDE IRON OF FLY ASHMA Bao-guo, LI Xiang-guo, WANG Xin-gang, ZHU Hong-bo, WANG Kai(Key Laboratory for Silicate Material and Engineering Ministry of Education, Wuhan University of Technology, 430070, China) Abstract: The configuration effect on composition, particle size distribution and surface structure of different kinds of fly ash were investigated by means of laser particle size distribution, chemical analysis, N2 absorption specific surface area and SEM. Based on the results, the properties and mechanism of absorption and binding chloride iron in cement pastes with fly ash. The results demonstrated that fly ash is mostly crowned particle, the particle size distribution ranges from 0 to 60µm, and the mean particle size is 10-15µm. Moreover, fly ash particles have hollow structure and higher specific surface area. Compared with cement pastes, initial binding capacity of pure fly ash is lower, the relative binding rate is 26.7%. The absorption and binding mechanism is that fly ash and C-S-H gel have good physical binding capacity to chloride iron due to their special structure and larger specific surface. Moreover, that hydrated calcium aluminate reacts with Cl- forms “Friedel” salt, which is chemical binding capacity to free chloride iron. Keywords:fly ash; configuration effect; chloride iron; absorption; binding钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构破坏的最重要的原因之一，往往决定了结构的使用寿命，是混凝土耐久性的重要问题。
特别是海洋环境特有的高Cl-含量，易使Cl-通过混凝土保护层迁移达到钢筋表面、破坏钢筋钝化膜，使钢筋锈蚀成为海洋混凝土工程的主要破坏特征[1]。
并且与混凝土的中性化过程相叠加而大大加速了钢筋损坏，特别是在气温高的海工结构中氯离子侵蚀引起的锈蚀发生的非常迅速.因此，目前对氯离子影响钢筋锈蚀的研究极为广泛，成为耐久性研究的重要领域。
项目基金：国家“863”计划项目(2005AA332010)湖北省重点科技攻关项目(200410G0121)作者简介：马保国(1957~)，男，博士，教授，博士导师Cl-离子的迁移过程通常取决于：一是混凝土对Cl-迁移的阻碍能力；二是混凝土组份材料及其水化产物对Cl-的结合而产生的化学或物理吸附固化能力，这种固化能力既影响氯离子的渗透速度，又影响自由氯离子的固化速率[2]。
因为钢筋的腐蚀主要由孔隙液中的自由氯离子决定，结合氯离子基本不影响钢筋的锈蚀。
因而混凝土对氯离子的固化速率，在评定钢筋锈蚀危险中是较为重要的参数。
大量实验[3-6]已证实高性能混凝土的组份材料和组合方式对混凝土的氯离子的渗透具有不同的效果，Biography: MA Baoguo (1957~), male, doctor supervisor.E-mail: mbgjob @表1 粉煤灰和水泥的化学成分Table1 Chemical composition of fly ash and cementSiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO SO 3 LDIFly ash in Hongkong 49.99 37.12 3.06 3.38 0.52 0.67 3.12 Fly ash in Wuhan 56.25 27.875.263.201.05－6.00Cement in Hongkong20.385.78 4.18 58.72 3.02 1.98 2.32但以往的研究主要局限于对水泥水化产物与氯离子的相互作用以及对不同矿物掺合料的最终结果的评价，而对组成高性能混凝土的组份材料本身对氯离子的初始固化能力缺乏应有的足够研究。
本文研究了不同种类粉煤灰的组分、粒度分布、表面结构和形貌特征等形态效应，并在此基础上，探讨了粉煤灰对Cl-的吸附固化能力与机理。
1 原材料与实验方法1.1 原材料本研究采用了香港产ASTM TYPE I 水泥。
相对密度为3.15，比表面积为385 m 2/kg 。
粉煤灰为香港中华电力公司粉煤灰和湖北青山电厂粉煤灰。
上述原材料的化学成分表1所示。
1.2 氯离子固化实验方法本研究采用氯离子初始固化力C b 和相对初始固化率Pi 来评价粉煤灰水泥浆体对Cl -离子吸附固化，其具体实验步骤见文献[7]。
Cl -离子初始固化力(IBC)C b 定义为粉煤灰在给定时间（水化初期5hrs ）内，单位重量粉煤灰对氯离子的吸附总量。
WiMV C C C C i i b ⋅⋅−+=)(00 (1) 相对初始固化率P 反映了粉煤灰固化Cl -离子部份与体系总的Cl -离子的百分比。
%100000×−+=C C C C P ii i (2)式中：C 0－标准溶液的氯离子浓度(mol/L ） C i －吸附固化后溶液的Cl -浓度(mol/l) C i0－粉煤灰原始Cl -浓度(mol/l)V －测定时标准溶液体积(l)M －NaCl 的摩尔重量(g) W －测定时粉煤灰的重量(g)2 结果与讨论2.1 粉煤灰的形态效应采用偏光显微分析对武汉、香港两地粉煤灰的矿物相进行了分析，结果如表2所示。
表2粉煤灰偏光显微镜结果Table 2 Microscopic result of fly ash (%) vitreous body mullite quartz hematite Hongkong70-85 15-20 0-5 -Wuhan 65-75 5-15 5-10 5-1.5由表1-2可知，粉煤灰主要以硅、铝为主要组份，共约占65%-85%，还含3-5%的未燃碳和Fe 2O 3等，其矿相主要为硅铝玻璃体，含量为65%-85%，尚有少量莫来石相或石英相等晶体结构。
利用激光粒度分布仪（LS320）、BET 、比表面积测定仪（SA3100）和扫描电镜分析粉煤灰的粒度分布、比表面积和形貌特性，同时与水泥进行了对比分析，其结果如表3-4和图1-2。
表3 粉煤灰和水泥比表面积Table3 result of Specific surface areaBET / m 2/g Blaine / m 2/gFly ash in Hongkong 2.617 0.32 Fly ash in Wuhan 5.662 0.39 Cement in Hongkong1.1620.385从粒度分布、表面形貌特征和比表面积分析结果来看，粉煤灰主要以球形颗粒为主，颗粒粒径分布波动0-60µm ，平均粒径为10-15µm ，较大的粉煤灰颗粒具有空心结构和复杂的内比表面积，粉煤灰表面通过气孔与内部空胶相连，从而表现出较大的N 2吸附比表面积。
BET 比表面积测定表明：粉煤灰的比表面积为水泥的2-5倍，传统的勃氏比表面积利用气流法测定不能准确地反映出这种与内孔结构相连的特征。
表4 不同粉煤灰和水泥粒度分布的体积统计Table 4 Particle sizes distribution volume statistic of different fly ash and cementParticle sizes distribution / µm<10% <25% <50% <75% <90% Mean particle size / µmFly ash in Hongkong 1.962 4.2989.76116.8422.2211.06Fly ash in Wuhan 2.323 5.098 10.50 19.30 32.10 19.12 Cement in Hongkong4.4859.131 17.70 28.90 37.6519.58Fig.1 Air pores and absorption on the surface of fly ashparticle (18000×)图 1 粉煤灰表面多孔形态与吸附(18000×)Fig.2 The inner structure of fly ash particle(7000×)图 2 粉煤灰的内部结构(7000×)2.2 粉煤灰-水泥体系的初始Cl -离子固化的作用图3-4给出了不同粉煤灰掺量水泥浆体对Cl -的固化力和相对固化率结果。