粉煤灰对混凝土性能的影响

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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。

粉煤灰对混凝土的作用

粉煤灰对混凝土的作用

粉煤灰对混凝土的作用粉煤灰(Fly Ash)是一种工业废弃物,产生于燃烧煤炭时的煤灰。

它是一种灰白色的粉状物质,具有细密的颗粒和球形颗粒的特点。

粉煤灰在混凝土中的应用已经被广泛研究和使用,主要是因为它可以改善混凝土的性能,并对环境造成的影响较小。

在下面的文章中,我将详细介绍粉煤灰对混凝土的作用。

首先,粉煤灰可以提高混凝土的强度和耐久性。

由于粉煤灰的颗粒尺寸较小,其颗粒表面区域较大,可以有效填充水泥颗粒之间的空隙,减少水泥用量,从而提高混凝土的密实性。

此外,粉煤灰中的硅酸盐和铝酸盐可以与水泥中的钙氢铝酸盐反应生成增强矿物物质,如水化硅酸钙和水化铝酸钙,进一步提高混凝土的强度和耐久性。

同时,粉煤灰中的无定形硅酸和氧化钙可以与水中的自由氢氧根离子发生反应,生成较稳定的硅酸盐胶凝体,提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

其次,粉煤灰可以改善混凝土的工作性能。

通过添加适量的粉煤灰,可以有效改变混凝土的流动性、可泵性和可塑性。

粉煤灰中的细微颗粒可以填充水泥颗粒之间的空隙,使混凝土更易流动,减少内部摩擦,提高可塑性和可泵性。

此外,粉煤灰还可以减少混凝土的热收缩和干缩,减少裂缝的形成。

因此,粉煤灰在制备低水灰比混凝土时,对提高混凝土的工作性能尤为重要。

此外,粉煤灰还可以提高混凝土的抗渗性能。

由于粉煤灰具有较小的颗粒尺寸和良好的流动性,可以填充混凝土中的微孔和毛细孔,减少水分渗透。

粉煤灰中的球形颗粒和无定形含硅酸盐可以形成一层致密的凝胶层,阻止水分的进一步渗透。

因此,混凝土中添加适量的粉煤灰可以有效提高混凝土的抗渗性能。

此外,粉煤灰还可以降低混凝土的热导率。

由于粉煤灰中的含有高比表面积的细微颗粒,可以减少混凝土中热量的传导。

这有助于降低建筑物的能耗,提高其保温性能。

然而,需要注意的是,粉煤灰对混凝土的作用也受到一些因素的影响,如粉煤灰的化学成分、颗粒尺寸和掺入量,以及混凝土的水灰比、胶凝材料种类等。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的粉煤灰类型和掺入量,以实现最佳的效果。

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。

粉煤灰对混凝土性能的影响

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。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响

水泥的生产过程中会消耗大量的能源并产生大量的污染物,而现今社会对水泥的需求量极大,使得当今世界所面临的资源和环境保护问题日益严峻。

粉煤灰是火力发电厂煤粉在锅炉中燃烧后排出的灰色粉状废弃物,是一种具有活性的人工火山灰质材料,是我国燃煤电厂排放量最大的固体工业废弃物之一,所以用粉煤灰大量替代水泥掺加到混凝土中可以减少污染、节约能源、降低混凝土的经济成本,同时由于粉煤灰的掺入使得混凝土的各方面性能得到改善。

因此粉煤灰混凝土具有良好“绿色环保”的应用前景,产生良好的经济效益和社会效益。

粉煤灰作为混凝土的矿物活性掺合料,具有表面效应、填充效应和火山灰活性效应。

表面效应是指粉煤灰表面可以对浆体中的某些离子进行选择性吸附,因而有利于粉煤灰作为晶核形成水化产物以及对混凝土中某些有害离子产生固化作用;填充效应即按照最紧密堆积原理,粉煤灰填充于水泥和集料孔隙中,能减小混凝土的孔隙率,使混凝土内部更加密实;火山灰活性效应是指粉煤灰中的活性SiO2与水泥水化产物CH发生二次反应,生成CSH凝胶填充集料——水泥浆体界面层孔隙。

所以粉煤灰的掺加可以使混凝土内部结构更为密实,提高了混凝土强度和弹性模量和抗渗性。

1粉煤灰的掺加对混凝土工作性能的影响混凝土的工作性是指混凝土拌合物在施工过程中易于运输、泵送、浇注、振捣,不产生组分离析,易抹平,且获得体积稳定、结构密实的混凝土的性质。

粉煤灰混凝土的工作性是影响混凝土施工的重要因素,良好的混凝土工作性,有利于混凝土强度和混凝土耐久性提高、抗冻性和抗渗性的增强。

有研究表明,与不掺加粉煤灰的普通混凝土相比,在混凝土中掺入适量合格的粉煤灰,可以改善混凝土和易性,粉煤灰混凝土单位用水量有可能降低。

混凝土中掺入大量的粉煤灰在温度较高的天气下可以明显的减少新拌混凝土的坍落度损失。

大掺量的粉煤灰在混凝土中可以弥补混凝土中水泥用量和细集料中细粉部分的不足,有利于保水性和堵截泌水的通道。

粉煤灰的掺量对混凝土的工作性能有较大影响:混凝土需水量随着粉煤灰的掺量增加而减小,当掺量<50%时,需水量减小幅度较大,而当掺量>50%时,需水量减小幅度很小,即掺量过大并不能有效降低胶凝材料的需水量;混凝土的坍落度随掺灰量增加而增大,当掺量<50%时,坍落度随掺量增加较快,而当粉煤灰掺量>50%时,坍落度随掺量的增加则趋于平缓,说明掺量过大对增加混凝土的坍落度无益。

粉煤灰特性及其对砼性能的影响

粉煤灰特性及其对砼性能的影响

粉煤灰特性及其对砼性能的影响0 引言粉煤灰是燃煤发电站锅炉中煤粉充分燃烧后所产生的细粒灰尘,即通常所说的飞灰,在中国燃煤发电站于本世纪30年代,当时粉煤灰作为一种废料不经任何处理就排入大气。

50年代初,有关部门开始着手于粉煤灰的综合利用研究,至1989年已达26%,但利用率远跟不上排放量的增长,预计本世纪末将达到1.2~1.5亿吨/年,不仅占用了大量宝贵的可耕地资源,而且严重污染环境,基于以上原因,笔者认为粉煤灰砼将会使人们认识到粉煤灰的另一方面。

1 粉煤灰的性能及其品质1.1 粉煤灰的外观和颜色粉煤灰类似水泥,颜色因组成、细度变化很大,低钙粉煤灰随组分中碳的含量变化,颜色可由乳白色变到灰黑色,高钙粉煤灰因大量氧化钙的存在,一般呈浅黄色。

在商品粉煤灰的生产控制中,粉煤灰的颜色是质量评定指标比较关键,含碳量多少和细度可以通过颜色体现出来。

1.2 需水量比相较于其它品种火山灰来说,粉煤灰在很多方面都占有绝对的优势。

将粉煤灰掺入灰混凝土中,往往能节省混凝土所需水量。

近几年来,很多单位和部门开始关注粉煤灰的用水量,对于砼基本组分而言,除胶凝材料是活性组分外,水其实也是活性组分的一种。

水在水泥和粉煤灰的水化反应中发挥着相当重要的作用,而且混凝土中的多余水份形成毛细孔、凝胶孔等孔隙,这会大大妨碍混凝土的结构及使用性能。

1.3 火山灰活性指数粉煤灰是由各种性状的颗粒混合堆聚的粒群,只有硅酸盐、铝硅酸盐玻璃体的微细颗粒才能在碱性溶液中显示出火山灰反应的性质,以及具有生成胶凝性能的水化产物的性能。

1.4 安定性和干缩性粉煤灰品质指标中安定性指标也是一个与化学性质有关的物理指标,测定粉煤灰安定性的目的主要是避免粉煤灰中有害的化学成分影响混凝土的耐久性。

其试验方法往往与水泥安定性的试验方法相同。

astmc618规定:蒸压后试件的膨胀和收缩值不超过0.8%,astm标准中对粉煤灰的碱反应作为非常强制性指标,还规定,14d 龄期砂浆试件的膨胀不大于0.02%。

粉煤灰对混凝土的影响

粉煤灰对混凝土的影响

一、粉煤灰对混凝土的正面作用(1)混凝土拌和料和易性得到改善掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性,使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型,并可减少坍落度的经时损失。

(2)混凝土的温升降低掺加粉煤灰后可减少水泥用量,且粉煤灰水化放热量很少,从而减少了水化放热量,因此施工时混凝土的温升降低,可明显减少温度裂缝,这对大体积混凝土工程特别有利。

(3)混凝土的耐久性提高由于二次水化作用,混凝土的密实度提高,界面结构得到改善,同时由于二次反应使得易受腐蚀的氢氧化钙数量降低,因此掺加粉煤灰后可提高混凝土的抗渗性和抗硫酸盐腐蚀性和抗镁盐腐蚀性等.同时由于粉煤灰比表面积巨大,吸附能力强,因而粉煤灰颗粒可以吸咐水泥中的碱,并与碱发生反应而消耗其数量。

游离碱数量的减少可以抑制或减少碱集料反应。

通常3既的粉煤灰掺量即可避免碱集料反应。

(4)变形减小粉煤灰混凝土的徐变低于普通混凝土。

粉煤灰的减水效应使得粉煤灰混凝土的干缩及早期塑性千裂与普通混凝土基本一致或略低,但劣质粉煤灰会增加混凝土的干缩。

(5)耐磨性提高粉煤灰的强度和硬度较高,因而粉煤灰混凝土的耐磨性优于普通混凝土。

但混凝土养护不良会导致耐磨性降低。

(6)成本降低掺加粉煤灰在等强度等级的条件下,可以减少水泥用量约10%~15%,因而可降低混凝土的成本。

二、粉煤灰对混凝土的负面作用(1)强度发展较慢、早期强度较低由于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料,故掺加粉煤灰后混凝土的早期强度低于普通混凝土,且粉煤灰掺量越高早期强度越低。

但对于高强混凝土,掺加粉煤灰后混凝土的早期强度降低相对较小。

粉煤灰混凝土的强度发展相对较慢,故为保证强度的正常发展,需将养护时间延长至14d以上。

(2)抗碳化性、抗冻性有所降低粉煤灰的二次水化使得混凝土中氢氧化钙的数量降低,因而不利于混凝土的抗碳化性和钢筋的防锈。

而粉煤灰的二次水化使混凝土的结构更加致密,又有利于保护钢筋。

因此,粉煤灰混凝土的钢筋锈蚀性能并没有比普通混凝土差很多。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响

样 , 着 水 化 反应 的 进 展 , 煤 灰 和水 泥 随 粉
在 能可 以通 过 向 普通 混 凝 凝 土 中加 入掺 和 料 压强 度 略 微 低 于小 剂 量 试 样 。 究 表 明 , 研 随 浆体 的 界 面 接 触越 趋 紧 密 , 界 面 上 形 成
和 外 加 剂 等 方 法 来 实 现 。 文 主 要 介 绍 加 着龄 期 的 增 加 , 剂 量 混 凝 土 试 样 的 抗 压 的 粉 煤 灰 水 化 凝 胶 , 而 有 助 于 新 拌 混 凝 本 大 从 入粉 煤 灰 掺 和 料 对提 高 混 凝 凝 土 性 能 的部 强 度逐 渐 接 近 和 超 过 小 剂 量试 样 4 龄期 为 土 的 硬 化 和 均 匀性 的 改 善 , 有 助 于 混 凝 ( 也
建 筑 科 学
粉 煤 灰 对混 凝 土性 能 的影 响
郭 迎 军 ( 郑州市第 一建 筑工程 集团公司 郑州
400 ) 5 0 4
摘 要: 通过粉 煤灰对 混凝土性 能实验研 究表明 , 将粉 蝶灰 应加入混凝 土中 , 使 用剂量 较大 的减水 荆, l 荆条件下 , 在 i气 可以降低混凝 土 的用水量 , 降低混 凝土 的水灰 比 , 强混凝 土的流 动性 , 增 同时还 可改善 混凝 土的性 能( 知抗 压 强度 、 折 强度 等) 抗 。 关键词 : 粉煤灰 混凝土 和 易性 侵蚀 中图分 类 号 : U 2 T 58 文 献 标 识 码 : A 文 章编 号 : 6 2 3 9 ( 0 00 () 0 8 O 1 7 — 7 ]2 1 ) 4c一0 8 一 1
表 2。
抗 折 强 度 )分 析 其 原 理 主 要是 粉煤 灰 具 有 低 混 凝 土 水 量 , 高 混 凝土 流 动 性 的 目的 。 。 提

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摘要:本文介绍了粉煤灰的组成及其在混凝土中的作用效应,并对粉煤灰的掺杂对混凝土性能的影响进行了详细分析。

认为在保证混凝土强度和耐久性的条件下,粉煤灰适量的加入可以改善混凝土的各项性能。

关键词:粉煤灰;混凝土;作用效应;性能中图分类号:tg335.58 文献标识码:a 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0210-01众所周知,混凝土在凝结硬化时由塑性状态转变为刚性状态过程中会放出大量的热,由于混凝土的导热性差,热量散发缓慢的特点,导致混凝土内部温度升高,产生体积膨胀;在降温过程中由于混凝土体积收缩,当混凝土受到基础约束时,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝[1]。

混凝土开裂不仅影响混凝土的强度,更重要的是降低了混凝土的耐久性。

粉煤灰具有来源广泛、价格便宜的特点,使用它还可以减少污染,同时还可以提高混凝土的强度,具有很好的使用价值,因此对于粉煤灰在混凝土中的应用研究就越来越多。

文献表明[2]:使用粉煤灰取代部分水泥,在不影响混凝土强度的前提下,它可以降低混凝土水化热引起的温度升高、防止混凝土开裂、改善混凝土耐久性的作用。

本文主要介绍了粉煤灰在混凝土中的作用效应及其对混凝土性能的影响。

一、粉煤灰的组成及其特性粉煤灰是一种铝硅质材料,其化学成分主要为sio2和al2o3,密度为0.65-0.78g/cm3。

一般含35%-55%的si02和15%-40%的al2o3。

早在1933年,davis就提出粉煤灰具有火山灰性。

这种性能主要来自于低钙玻璃体,而与石英、莫来石、赤铁矿等晶态物质无关。

石英、莫来石等的存在会导致粉煤灰的活性下降,而低钙玻璃体的含量越高,粉煤灰活性越大。

粉煤灰的颗粒形状及大小对粉煤灰的活性有较大影响。

粉煤灰中5-45μm的细颗粒愈多,活性愈高;80μm以上颗粒愈多,则活性愈低。

另外,细小的密实球形玻璃体含量愈高,粉煤灰的活性也愈高,制成水泥标准稠度需水量也低;不规则的多孔玻璃体含量多,粉煤灰的活性下降,其制成水泥标准稠度需水量增高。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响
抗 碳 化 性 能
( )这是 因为细灰 中含有大 量具有 火 山灰 活性 的玻璃微 1 珠, 当掺入混凝 土中时 ,能与水泥水 化析出的c (H 反应 ,生 aO) 成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝物质。 ( )它们在混凝土 中,能起到滚珠 作用 、解絮作用和致密 2 作用 ,从 而减少混凝土的用水量改善和易性 ,提 高密实性 。 ( )这些微珠,均匀分布于水泥浆体中,能增强硬化浆体的 3 结构强度,改交 了混凝土的均匀性,填充和细化了混凝土的孔隙和 毛细孔。所以,掺用这样的粉煤灰,不仅能取代部分水泥和细集料, 降低成本,还能改善混凝土的性能,提高工程质量。而颗粒较粗的粉 煤灰,多为海绵状多孔体、珠连体和没烧透的碳粒,其强度低、活性 小,用于拌制混凝土,不但增加水泥浆体中的疏松颗粒,还会增加用 水量,对砼质量有不良影响。为此,国内外有关用于混凝土的粉煤灰 技术标准,多把 “ 细度”列为首要考核指标。 3 提 高砼 的 耐久 性 . 粉煤灰的加入可以改善砼中砂子级配,填充砼的部分空隙,提 高砼的密实度 ,另外粉煤灰的二次水化后生成的c一 —H _ S 填充了砼中 的粗大毛细孔,进一步提高了砼的密实度,从而提高了砼的抗渗性和 抗化学腐蚀性,使砼的耐久性得到提高。粉煤灰的掺人减少了水泥用 量,从而减少水泥水化过程中的硬化收缩。事实上粉煤灰砼的硬化收 缩是负的,也就是说它的硬化过程是微膨胀的,这对砼的抗裂性非常 有利。粉煤灰的二次水化的产物填充了砼的毛细孔,减少了砼中的游 离水的数量,阻断了泌水路线。这就大大减小了因泌水和水分蒸发引 起的失水收缩。粉煤灰的应用,提高了砼的密实性,也减少了骨料与 胶合材料问的沉缩变形,从而减少了砼塑性收缩裂缝。这都对提高混 凝土耐久性有很大作用。 三 、结语 粉煤灰对混凝土性能的影响是一个综合性的问题 ,其中耐久 性 ,强度,抗碳化性能是其 中的一个重要方面。混凝土中掺入适 量的粉煤灰 可提高工程质量、节省水泥 、降低 混凝土成本、节约 资源 ,进而促进了粉煤灰广泛、可靠的应用及应用技术的发展。

粉煤灰对混凝土的影响

粉煤灰对混凝土的影响

粉煤灰对混凝土的影响1混凝土的和易性和易性是中一项十分重要的技术性质;良好的,能使混凝土拌合物易于施工操作,其质量均匀,成型密实;在混凝土施工中,如果用粉煤灰替代部分水泥或者细骨料,可以在保持原有和易性的情况下,减少用水量及混凝土的泌水率,防止离析;或者保持用水量不变时,增大通常和易性以塌落度的方式来测量;这是因为粉煤灰是由大小不等的球状玻璃体组成,表面光滑致密,在混凝土拌和中起到润滑的作用;同时,粉煤灰颗粒比水泥颗粒小,均匀分布在水泥颗粒中,阻止了水泥颗粒粘聚,使存在于水泥颗粒之间的部分自由水释放出来,从而改善其和易性;2 混凝土的强度值混凝土的抗压强度值通常作为评定混凝土质量的重要指标;以部分粉煤灰取代水泥时,由于粉煤灰在水泥浆体中并不参与化学反应,真正作为胶凝材料的是水泥,而胶凝材料的水化产物是混凝土中各材料组合在一起的纽带,也是最容易受到破坏的部分;在混凝土成型的后期,粉煤灰中的火山灰质活性料生成物,与水化产物结合在一起,导致混凝土早期强度可能稍有降低,而后期强度则比普通混凝土稍高或与之相等;如果大掺量粉煤灰,混凝土强度值要比普通混凝土强度值偏低;3 混凝土的热学性能在混凝土拌和过程中,时集中放出大量的热,特别是大体积混凝土,施工时,白天与晚上以及混凝土表面和内部温差大,易产生裂缝;由于粉煤灰活性比水泥低,水化时不参与水化反应,若适量掺入粉煤灰,可以相对减少胶凝材料中熟料C3S和C3A 相对含量,水化时相应降低,可以防止施工中混凝土开裂;同时,使混凝土干缩减少5%,提高5%~10%;4 混凝土抗碳化性能混凝土碳化指水泥石中水化产物与环境中的CO2作用,生成碳酸盐或者其他物质的反应;由于粉煤灰在常温下发生的化学反应慢,混凝土中的碱含量与吸收的CO2的能力降低,在一定程度上,改善了混凝土的孔结构,提高了混凝土的密实度,改善其抗碳化性能;5 混凝土抗渗性由于粉煤灰取代部分水泥或细骨料,在保持原来和易性基础上,能减少用水量,相应降低;另外,粉煤灰的活性物质发生二次水化反应,使得粉煤灰具有一定的胶凝性,填充了水泥水化后微小空隙,使混凝土密实度得以提高;因此,适量掺入粉煤灰,其抗渗性比普通混凝土好,且在使用时采用超量取代要比等量效果更好; 6 钢筋抗锈蚀性粉煤灰与混凝土中CaOH2发生反应,降低了混凝土中的碱性,对钢筋锈蚀不利; 基于以上几点,适量掺入粉煤灰对于混凝土性能改善起到良好的作用; 随着建筑业的发展,粉煤灰在建筑施工中应用会越来越广泛,其重要性更加受到重视;。

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本文介绍了粉煤灰的组成及其在商品混凝土中的作用效应,并对粉煤灰的掺杂对商品混凝土性能的影响进行了详细分析。

认为在保证商品混凝土强度和耐久性的条件下,粉煤灰适量的加入可以改善商品混凝土的各项性能。

众所周知,商品混凝土在凝结硬化时由塑性状态转变为刚性状态过程中会放出大量的热,由于商品混凝土的导热性差,热量散发缓慢的特点,导致商品混凝土内部温度升高,产生体积膨胀;在降温过程中由于商品混凝土体积收缩,当商品混凝土受到基础约束时,使商品混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过商品混凝土的抗拉强度极限时,商品混凝土表面就会产生裂缝。

商品混凝土开裂不仅影响商品混凝土的强度,更重要的是降低了商品混凝土的耐久性。

粉煤灰具有来源广泛、价格便宜的特点,使用它还可以减少污染,同时还可以提高商品混凝土的强度,具有很好的使用价值,因此对于粉煤灰在商品混凝土中的应用研究就越来越多。

使用粉煤灰取代部分水泥,在不影响商品混凝土强度的前提下,它可以降低商品混凝土水化热引起的温度升高、防止商品混凝土开裂、改善商品混凝土耐久性的作用。

本文主要介绍了粉煤灰在商品混凝土中的作用效应及其对商品混凝土性能的影响。

一、粉煤灰的组成及其特性粉煤灰是一种铝硅质材料,其化学成分主要为SiO2和Al2O3,密度为0.65-0.78g/cm3。

一般含35%-55%的Si02和15%-40%的Al2O3。

早在1933年,Davis就提出粉煤灰具有火山灰性。

这种性能主要来自于低钙玻璃体,而与石英、莫来石、赤铁矿等晶态物质无关。

石英、莫来石等的存在会导致粉煤灰的活性下降,而低钙玻璃体的含量越高,粉煤灰活性越大。

粉煤灰的颗粒形状及大小对粉煤灰的活性有较大影响。

粉煤灰中5-45μm的细颗粒愈多,活性愈高;80μm以上颗粒愈多,则活性愈低。

另外,细小的密实球形玻璃体含量愈高,粉煤灰的活性也愈高,制成水泥标准稠度需水量也低;不规则的多孔玻璃体含量多,粉煤灰的活性下降,其制成水泥标准稠度需水量增高。

粉煤灰对混凝土性能的影响浅析

粉煤灰对混凝土性能的影响浅析

粉煤灰对混凝土性能的影响浅析粉煤灰是燃煤烟道中收集的烟尘,不能单独作为自硬性胶结材料,掺入水泥混凝土中,在新拌和硬化阶段可改善水泥混凝土的工作性能,降低水化热,调节硬化过程,是水泥混凝土中最常用的活性混合材料,在水泥混凝土硬化阶段,粉煤灰中的活性组分与水泥水化生成的游离石灰结合生成新的胶结物质,不间断填充水泥混凝土的内部孔隙使水泥混凝土更加密实,比普通混凝土的强度更高,耐久性更好。

1 粉煤灰作用及机理分析由参考文献【1】可知: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. 1 粉煤灰的形态效应所谓形态效应,泛指各种应用于混凝土中的矿物质粉料,由其颗粒的外观形貌、表面性质、内在结构、颗粒级配等物理性状所产生的效应。

铝硅酸盐玻璃微珠、海绵状玻璃体是粉煤灰的主要矿物组成,这些球状玻璃体表面光滑、粒度细,质地致密,内比表面积小,由于粉煤灰微粒的作用,使水泥浆体中颗粒均匀分散,扩大了水泥水化空间和水化产物的生成场所,从而促进了初期水泥水化反应;不仅使水泥浆需水量小,而且它们往往填充水泥浆体孔隙中,使混凝土密实性大大提高,或者在相同用水量的情况下,可增大流动性,改善工作性和可泵性。

因此,形态效应既直接影响新拌混凝土的流变性质,也直接影响硬化中混凝土的初始结构。

1. 2 粉煤灰的微集料效应粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中,就像微细的集料一样,阻止了水泥颗粒的相互粘聚,而处于分散状态,有利于水化反应的进行,同时减少了用水量,硬化后混凝土孔隙率降低,使密实度得以提高。

微集料效应可以明显增强硬化浆体的结构硬度。

1. 3 粉煤灰的活性效应粉煤灰的活性效应也称火山灰效应,是指混凝土中粉煤灰的活性成分所产生的化学效应。

粉煤灰活性的来源:从物相结构上看,主要来自玻璃体,玻璃体含量越高,活性也越高;从化学成分上看,主要来自活性SiO2 和A12O3,含量越多,粉煤灰活性也越高,粉煤灰中的活性成份SiO2 和A12O3 与水泥的水化产物在水溶液中发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,继而与石膏反应生成水化硫铝酸钙,上述这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的,大大降低了混凝土内部的孔隙率,改变了孔结构,提高了混凝土的密实度;另外还有细度因素,粉煤灰越细,表面能越大,提供化学反应的作用面越多,活性也越高。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响摘要:粉煤灰对混凝土性能的改变分为三个阶段,在这三个阶段以后,会逐渐对混凝土的下列性能产生影响,如强度,和易性,收缩,徐变,碳化性能,钢筋锈蚀,水化热等。

粉煤灰混凝土的性能粉煤灰对混凝土性能的改变可分为三个阶段: 1 .新拌混凝土阶段: 影响混凝土的凝结时间,改善和易性,改变流变性质,提高可泵性等; 2 .硬化中的混凝土阶段: 调节硬化过程,降低水化热; 3 .硬化后的混凝土阶段: 提高后期强度,提高各项耐久性,如抗渗性、抗硫酸盐侵蚀性,抑制碱—集料反应等。

1强度粉煤灰对混凝土强度有三种影响:减少用水量、增大胶结材含量和通过长期火山灰反应提高其强度。

低钙粉煤灰中的微粒为硅氧四面体结构,自身的活性很低。

在水泥的最终产物中,高碱性水化硅酸钙和Ca(OH)2胶体的结晶强度很低,特别是Ca(OH)2仅是托勃莫来石强度的1-2%,而Ca(OH)2 的体积占整个水泥石体积的25%。

粉煤灰中含有的大量的硅、铝氧化物,能逐步与Ca(OH)2及高碱性水化硅酸钙发生二次反应,生成强度较高的低碱性水化硅酸钙,这样,不但使水泥石中水化胶凝物质的数量增加,而且也使其质量得到大幅度提高,有利于混凝土强度的提高。

同时,粉煤灰的掺入可分散水泥颗粒,使水泥水化更充分,提高水泥浆的密实度,使混凝土中骨料与水泥浆的界面强度提高。

粉煤灰对抗拉强度和抗弯强度的贡献比抗压强度还要大,这对混凝土的抗裂性能有利。

粉煤灰混凝土的弹性模量与抗压强度相类似,早期偏低,后期逐步提高,到28d时可比基准混凝土提高5-10%。

与钢筋的握裹力,粉煤灰混凝土的28d粘结强度基本与等标号的基准混凝土相同,但粉煤灰混凝土的均匀性好,粘结强度试验值的离散性比基准混凝土好粉煤灰的二次水化反应一般在混凝土浇筑14d以后才开始进行,在温度低时,该反应所需的时间更长。

如果对混凝土的早期强度有严格要求,粉煤灰的掺量不宜超过30%,冬季施工非大体积混凝土时,粉煤灰的掺量不宜超过20%。

粉煤灰对混凝土的性能及影响分析

粉煤灰对混凝土的性能及影响分析

粉煤灰对混凝土的性能及影响分析摘要:科学技术的进步,带动了生产力的不断创新与发展,生产材料的种类也愈加丰富多样。

在建筑与工程领域中,相比较于塑料、钢铁、木材等原材料,水泥混凝土凭借其资源丰富、制作简单、生产成本等优势,受到了愈加广泛的应用。

随着关于混凝土的研究越加深入,粉煤灰对于混凝土性能的影响被发现,经过实践表明,粉煤灰对于改善混凝土的性能具有非常显著的作用,本文就围绕粉煤灰对混凝土的性能及影响进行分析。

关键词:粉煤灰:混凝土;易和性前言在传统的混凝土制作中,主要应用的材料包括水泥、砂石和水等,再经过各种外加剂及掺合料的融合,使混凝土具备比较良好的性能。

将粉煤灰添加到混凝土中,相比较于水泥混凝土,其性能得到更加显著的改善,而且大幅减少了能源消耗和污染物排放。

粉煤灰在混凝土中的应用,对于缓解环境污染和资源问题,也具有积极促进作用。

一、粉煤灰对混凝土的作用机理粉煤灰主要来源于燃煤电厂的磨细煤粉,通常是利用收尘器从锅炉中的烟道中搜集而来。

其中主要包含硅、铝、铁、炭粒以及各种稀有元素。

粉煤灰的活性,通常取决于其中的硅铝酸盐含量。

(一)粉煤灰的活性对于粉煤灰活性的研究,应该从物理和化学两个层面展开。

从物理角度来看,粉煤灰具有较强的活性,能够有助于改善制品的耐磨性、防渗透性等,并增强制品的强度。

常温状态下,与水泥相比,粉煤灰的水化反应速度较慢,但是随着反应时间的延长,粉煤灰中的二氧化硅会与混凝土中的氢氧化钙产生反应,降低了混凝土的碱性,从而对水泥的水化反应形成促进作用,在混凝土制作后期发挥作用,不断增强混凝土的强度。

另外,粉煤灰根据细度的不同可划分为不同的分级,而每个不同分析的粉煤灰对于水分的需求量也不尽相同。

利用粉煤灰制作混凝土所需的水量,应根据粉煤灰的分级而确定[1]。

从粉煤灰化学活性的角度来看,粉煤灰中所含有的二氧化硅、三氧化二铝等物质,在常温情况下,能够与水和石灰发生反应,并形成硅铝酸钙盐,这种盐具有不熔且稳定的特点,也就是火山灰活性。

粉煤灰对混凝土性能的影响

粉煤灰对混凝土性能的影响

在优质(如I级)粉煤灰中大量的微型颗粒对混凝土中较大颗粒骨料之间的啮合产生润滑作用,减少用水量,一般优质灰可减少用水量5%~8%:另一方面由于粉煤灰的密度较低(只相当水泥密度的2/3)在用等量取代水泥时,掺加粉煤灰后混凝土体积中胶凝材料增加,从而增大了混凝土的塑性。

由于优质粉煤灰具有减水作用,使用水量降低,同时,粉煤灰中微型颗粒填充混凝土的内部孔隙,从而改善混凝土内部结构,进而使混凝土内部的原先相互连通的孔隙被其阻隔,内部自由水不易流动,泌水性能得到改善,而富有粘聚性,提高混凝土搅拌过程中的各项性能,这种性能的提高尤其适用于混凝土用于泵送运输方式。

混凝土泵送运输情况下,掺入一定比例的粉煤灰,可以有效提高混凝土的可输送性,节省混凝土中的水泥用量,并一定程度上对泵送机械起到保护作用。

2、粉煤灰对混凝土含气量的影响混凝土工程中掺入粉煤灰会导致混凝土中含碳量增加,进而引起混凝土搅拌过程中含气量的降低,比如在碾压混凝土中由于粉煤灰掺量较多,往往使要达到一定要求含气量,必须掺加比普通混凝土多数倍的引气剂用量。

由于粉煤灰有一定的缓凝作用,混凝土掺加粉煤灰后,会增长混凝土的凝结时间,粉煤灰掺量越大,混凝土凝结时间越3、粉煤灰对混凝土强度的影响粉煤灰火山灰效应和减水效果是粉煤灰影响混凝土强度的两个决定性因素。

粉煤灰品质越好,其减水效果越明显,在某些一定的和易性和胶材用量条件下,减水意味着减小水胶比,有利于提高强度。

由于水泥的胶凝性比粉煤灰的胶凝性高,所以粉煤灰需要在催化剂的作用下产生二次水化反应。

因此,混凝土在掺入粉煤灰后会出现早期混凝土强度提升缓慢,后期提升快的特点。

掺加粉煤灰混凝土的3,7d强度低于不掺的混凝土,但是到了90d,粉煤灰的水化反应加快,可能接近或达到不掺粉煤灰的混凝土。

随着龄期延长,粉煤灰的活性发挥更快些,到18Od就有可能超过不掺粉煤灰的混凝土。

水工混凝土工程中,利用掺入粉煤灰后混凝土后期强度提升快的特点,可以有效提高和改善混凝土的各项性能。

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粉煤灰对混凝土性能的影响
摘要:利用粉煤灰配制混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一。

粉煤灰混凝土由于性能优于普通混凝土而被广泛应用。

本文主要介绍了粉煤灰对混凝土性能的影响。

关键词:粉煤灰;混凝土;强度;耐久性
Abstract: The use of fly ash concrete is one of the main ways to utilize the fly ash. Fly ash concrete is widely used for better performance than ordinary concrete. This paper introduces the fly ash on properties of concrete.Key words: fly ash; concrete; strength; durability
中图分类号:TU522.3+5 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
1前言
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、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉煤灰筑路、粉煤灰充填等[1,2]。

混凝土中掺入粉煤灰不仅改善混凝土性能,提高工程质量,节省水泥,降低混凝土成本,而且保护环境,节约能源和资源。

由此可见,配置粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一。

2粉煤灰的作用
粉煤灰是燃烧煤粉的锅炉排放出的一种粘土类火山灰质材料。

目前我国电厂排放的粉煤灰以低钙灰为主,其主要成分为氧化硅、氧化铝及氧化铁,其含量约占粉煤灰的85%左右,氧化钙含量普遍较低,氧化镁及氧化硫的含量也较低。

粉煤灰作为一种活性掺合料,具有一定的火山灰活性,能与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化反应。

粉煤灰替代部分水泥用于混凝土中,能改善混凝土的和易性和耐久性,表现出粉煤灰的活性效应、形态效应、微集料效应和界面效应[3-6]。

2.1和易性
对于有泌水或离析倾向的新拌混凝土拌合物,掺入细分散的颗粒,可以减小空隙的尺寸和体积,所以通常会使工作性得到改善。

粉煤灰越细,为了增进新拌混凝土拌合物的粘聚性,也就是改善工作性所需要的掺加量就越少。

粉煤灰
的粒径细小,又呈玻璃态,故可能在给定稠度下降低需水量。

2.2火山灰反应
粉煤灰与氢氧化钙之间的反应称为火山灰反应。

这个反应主要有三个特征:(1)反应是缓慢的,所以放热速率和强度发展也相应较慢;(2)反应消耗了氢氧化钙而并不是产生氢氧化钙,这对于水泥浆体在酸性环境中的耐久性有很重要的意义;(3)反应产物极为有效地填充了大的毛细空间,从而会使系统的强度和抗渗性能得到提高。

火山灰反应具有两种物理效应:(1)孔径细化;(2)粒径细化。

在粉煤灰颗粒周围形成的次生水化产物(主要为水化硅酸钙),趋向于以微观上多孔也就是低密度的物质填充进大的毛细空隙。

将一个含有大的毛细空隙的体系转化为包含无数微孔的微观上多孔的产物的过程,就称为“孔径细化”。

同样,氢氧化钙在均匀分布的粉煤灰微粒周围成核结晶,也就是用无数取向性较弱的细小晶体以及结晶程度差的反应物置换了取向的氢氧化钙巨大晶体,将一个含有粗颗粒组分的体系转化成较小颗粒的产物的过程,即称为“粒径细化”。

这两种孔径和粒径的细化过程都可使水泥浆体得到增强。

从抗渗性和耐久性的角度看,火山灰反应对于混凝土的效果或许要比水化水泥浆体更为重要。

因为过渡区存在微裂缝的缘故,混凝土的渗透性一般要比水泥浆体大得多。

可以认为,孔径细化和粒径细化过程会强化过渡区,从而能减少微裂缝,提高混凝土的抗渗性。

2.3强度
掺入粉煤灰时,混凝土的早期强度随掺量的增加而降低,但后期强度会有较大幅度的增长。

粉煤灰对混凝土强度的贡献随着龄期的增加而增加,随水胶比(水与水泥和粉煤灰总量之比)的降低而增加。

粉煤灰对强度的贡献与水胶比的关系比水泥对强度的贡献与水灰比的关系还要敏感。

28天以后,粉煤灰与水泥对混凝土强度的贡献的差距缩小,并随着水胶比的降低而显著;90天以后,二者相近;360天以后,则粉煤灰的贡献超过水泥的贡献;水胶比越低,粉煤灰的贡献越大。

故加入粉煤灰后,应当相应降低水胶比,以保持早期强度不降低,并且后期强度有显著的增长,发挥粉煤灰的作用。

其后期强度增长的主要原因是因为火山灰反应,导致孔隙细化并且用较强的产物(水化硅酸钙)置换了较弱的组分(氢氧化钙)的缘故。

2.4抗裂性
设大体积结构由于水化热在混凝土浇捣后一星期之内就达到了最高的温度,则掺用粉煤灰,就有可能使温升减小,可与替代水泥的数量成正比。

这是因为在通常条件下,这些粉煤灰在几天之内不会发生明显反应的缘故。

根据经验,可以认为有火山灰反应所产生的总的水化热,只是水泥平均值的一半左右。

当混凝土经受的温度比平常高得多时,不论是由于水化热还是其他原因,使用粉煤灰都会是有好处的。

掺加粉煤灰的混凝土在经受高温时可能受热活化
(即加速火山灰反应)得到好处,其强度经常总是有所增长。

2.5抗化学侵蚀
混凝土的抗渗性,是决定碱骨料的膨胀,以及酸和硫酸盐侵蚀等破坏性化学作用中质量传输速率的基本因素。

因为粉煤灰所带来的火山灰反应可以使空隙细化,所以就能使混凝土的渗透性降低。

混凝土中掺加粉煤灰大体上都能改善对酸性水、硫酸盐水和海水的抵抗能力,这主要是由于与火山灰反应同时发生的渗透性减小以及水化产物中氢氧化钙含量降低的缘故。

就粉煤灰水泥来说,在水化水泥浆体中,由于稀释效应和火山灰效应两方面所导致的氢氧化钙量的减少,是使这些水泥所配置的混凝土对硫酸盐和酸性环境具有优异抵抗能力的一个原因。

开始,随着养护时候的增长,水泥中的氢氧化钙含量由于其中的水泥水化而提高,以后则随着火山灰反应的进展即开始下降。

硫酸盐侵蚀的速率依赖于透水性以及所存在的氢氧化钙和活性氧化铝相的数量。

粉煤灰的加入降低了混凝土的渗透性,同时减少了氢氧化钙的量,因此增强了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。

同时粉煤灰通常能使碱骨料反应产生的膨胀有效地减小。

3粉煤灰混凝土的应用
从20世纪50年代初期开始,粉煤灰混凝土目前已被广泛应用在土木工程(包括水利工程)、建筑工程、预制混凝土制品及预拌混凝土等方面[2]。

(1)土木工程和水利工程:粉煤灰混凝土用于大坝、道路、隧道与港湾、下水道等,效果是和易性好,水密性好,水化热低,膨胀收缩小,后期强度高,耐海水侵蚀性强,耐化学腐蚀性强,可配置特殊用途土木工程混凝土。

(2)建筑工程:粉煤灰混凝土用于现场浇制工业和民用建筑的柱、梁、板、基础、地面等,其效果是和易性好,改善混凝土浇捣性和装饰性,可按指定强度指标设计混凝土,长期强度高,可配制特殊用途的建筑工程用混凝土。

(3)预制混凝土制品:粉煤灰混凝土用于钢筋混凝土预制构件,水泥制品(管、砌块),可改善加工性能,节约振捣能量,改善制品外观质量,降低水泥单耗,节约材料成本。

(4)预拌混凝土(商品混凝土):粉煤灰混凝土用于各种用途和强度的普通及特种预拌混凝土,能更好地与掺加化学外加剂配置成泵送及其它高性能混凝土。

4结束语
通过对粉煤灰特性、新拌粉煤灰混凝土的性能、硬化混凝土的性能、粉煤灰混凝土的结构性能的充分研究,人们已比较清楚认识粉煤灰在混凝土中的作用,虽然还有不少方面仍有待深入,但很多方面的研究结果都比较一致。

粉煤灰用于混凝土的优点主要为:(1)节省费用;(2)改善新拌混凝土的工作性;(3)改善混凝土的长期性能或极限强度;(4)改善混凝土抗硫酸盐侵蚀、碱集料反应等耐久性能;(5)与外加剂的叠加效应,使减水剂效果更为明显;(6)降低混凝土的放热高峰。

当然,粉煤灰用于混凝土也可能引起一些不足:(1)由于混凝土碱度降低可能引起钢筋锈蚀的保护性能降低;(2)粉煤灰含碳量的较高时将影响混凝土外加剂的适应性,如降低引气剂引气效果;(3)由于用水量的降低,要求更为严格的养护制度。

就粉煤灰混凝土应用技术和实践而言,我国东、西部发展极不平衡,在上海、江苏等东部经济发达地区,不仅粉煤灰混凝土的应用技术成熟,而且工程应用粉煤灰混凝土的量大面广,社会经济综合效益显著。

而西部偏远地区,经济不发达,技术落后,加上对粉煤灰混凝土应用的认识不够,粉煤灰混凝土在工程中的应用还寥寥无几。

随着我国西部大开发的深入,东、西部技术的交流,人们认识的提高,技术的进步,粉煤灰混凝土的应用定会走向一个前所未有的辉煌时代。

参考文献
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[2]钱觉时.粉煤灰特性与粉煤灰混凝土[M].科学出版社.2002.
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