粉煤灰对混凝土性能影响
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一
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…。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 ：使用 粉 煤灰取代 部分水泥 ， 在不影 响混凝士强度的前提下 ， 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 。 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 Ｓ ｉ Ｏ ｚ 和 Ａ ｌ ０ ３ ，密度 为 ０ ． ６ ５ — ０ ． ７ ８ ｇ ／ ｃ ｍ ３ 。一般 含 ３ ５ ％ 一 ５ ５ ％ 的 Ｓ ｉ Ｏ ２ 和 １ ５ ％ 一 ４ ０ ％ 的Ａ ｌ Ｏ ３ 。 早在 １ ９ ３ ３年 ，Ｄ ａ ｖ ｉ ｓ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 — ４ ５ ｕ ｍ的细 颗粒愈多 ，活性愈高；８ ０ ｕ ｍ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 。 而未燃 碳粒越多 ，需水量越大，其制 成粉 煤灰水泥 强度越低 。 二、粉煤灰在混凝土中的作用 效应 粉煤灰在混凝土 中主 要有 三个 效应 ，即形态效应 、 活性效 应和微集料 效应 。在早期主 要是形态效应和 微集料效应起 作 用 ，直 到水泥水化后 ，其 活性 效应才逐渐 占优势地位 。 （ 一） 形态 效应 。 粉煤灰使用在混凝土中它会 起到润滑 的 作 用，由于粉煤灰具有颗粒状，它可 以减少水泥 的使用量 ， 在 同等条件是 用下 它可 以增 强混凝土 的流动性 。 （ 二） 微集料效应 。 粉煤灰 可以填充到混凝土 的缝隙之 中， 提 高混凝土 的密度 ， 在水泥凝固的工程中粉煤 灰就会渗入到混 凝土 的毛细 管之 中，增强混凝土的密度 。 （ － ）活性效应 。 在水泥水化过程 中，除了产 生水化硅酸 钙 （ Ｃ － Ｓ － Ｈ ）以外 ，还产 生大量 的游离氢氧化钙 Ｃ ａ（ ｏ Ｈ ） 。而 掺入粉煤灰 以后 ， 通过二次反应 ， 不但可 以减少或 消除游离氢 氧化钙 ，而且可 以使胶凝物质 （ Ｃ — Ｓ ＿ Ｈ ）的数量大幅度增加 ， 水泥石与集料的界面结构也得 以改善。 三 、粉煤灰对混凝土性能的影响 （ 一 ）强度 。粉煤灰对混凝 土强度的影响，根据粉煤灰品 质 的不 同， 其 影响规律也 略有不 同。 对优质的 Ｉ 级 粉煤 灰来 说， 在掺入量小于 １ ０ ％ 时，不仅 强度有所提高 ，而且早期强度也不 下降 。 但 当掺 量超过一定值后 ，混凝 土早期强度略有下 降，但 后期强度仍 可高于不掺粉煤 灰的基准 混凝 土 。当水 灰比较小 时， 低掺量粉煤灰对强度影响较 显著 ， 对高掺量粉煤灰影响率 下降。
关 键 词 ：粉 煤 灰 ；混 凝 土 ；作 甩效 应 ；性 能
中图分类号：Ｔ Ｇ ３ ３ ５ ． ５ ８
文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２￣ ｏ １ ３ ）０ ４ — ０ ２ １ ０ 一 叭
Ｉ Ｉ 级粉煤灰 是 目前工程上用量最大 的粉煤灰 品种 ， 对混凝 土 强度 的影响规律基本 与 Ｉ 级灰相似 。 只是早期强度 比 Ｉ 级灰 更低 ，即使掺量较小时 ， 早期 强度通常也低于基准混凝土 。另 方面 ，由于 Ｉ Ｉ 级粉煤灰相对强度活性较小， 对 混凝 土强度 的 贡献率低 于 Ｉ 级粉煤灰 ， 因此，再配合 比设计时通 常采用超量 取代法 ，以保证混凝土 的后期强度 。 Ｉ Ｉ Ｉ 级灰也可 以在混凝土工程 中使用， 但 一般 只用 于低 强度 等级 的混凝土结构 ， 很少用于高强度等级的混凝 土结构， 特别 是预应力混凝土结构 ， 而烧失量和需水量 比较小时， 对混凝土 性能改善作用还是较大的 。 粉煤灰对 混凝土 强度 的贡献可用掺 合料 的火 山灰 效应强 度贡献率或掺料的活性指数来定量表征 。根据文献 ［ ３ ］ ，单位 活性矿物 （ １ ％ 的活性矿物掺料） 所提供 的火 山灰效应强度贡献 率定义为该掺料的活性指数，即：Ａ ＝ Ｐ， ｘ ｍ ／ Ｐ ￣ 式中 ：Ｐ＃ ：活性矿物掺料掺量 ，％ ；Ｊ ｐ 灿 ：掺料 的火 山灰 效应强度贡献 率，％ 。
消 费 电子
技 术 交流 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ２ ０ １ ３年 ２月 下
粉煤灰对混凝土性能影 响
高峰 （ 中铁十二局集 团三公 司，太原
百度文库
０ ３ ０ ０ ２ ４）
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。
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…。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 ：使用 粉 煤灰取代 部分水泥 ， 在不影 响混凝士强度的前提下 ， 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 。 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 Ｓ ｉ Ｏ ｚ 和 Ａ ｌ ０ ３ ，密度 为 ０ ． ６ ５ — ０ ． ７ ８ ｇ ／ ｃ ｍ ３ 。一般 含 ３ ５ ％ 一 ５ ５ ％ 的 Ｓ ｉ Ｏ ２ 和 １ ５ ％ 一 ４ ０ ％ 的Ａ ｌ Ｏ ３ 。 早在 １ ９ ３ ３年 ，Ｄ ａ ｖ ｉ ｓ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 — ４ ５ ｕ ｍ的细 颗粒愈多 ，活性愈高；８ ０ ｕ ｍ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 。 而未燃 碳粒越多 ，需水量越大，其制 成粉 煤灰水泥 强度越低 。 二、粉煤灰在混凝土中的作用 效应 粉煤灰在混凝土 中主 要有 三个 效应 ，即形态效应 、 活性效 应和微集料 效应 。在早期主 要是形态效应和 微集料效应起 作 用 ，直 到水泥水化后 ，其 活性 效应才逐渐 占优势地位 。 （ 一） 形态 效应 。 粉煤灰使用在混凝土中它会 起到润滑 的 作 用，由于粉煤灰具有颗粒状，它可 以减少水泥 的使用量 ， 在 同等条件是 用下 它可 以增 强混凝土 的流动性 。 （ 二） 微集料效应 。 粉煤灰 可以填充到混凝土 的缝隙之 中， 提 高混凝土 的密度 ， 在水泥凝固的工程中粉煤 灰就会渗入到混 凝土 的毛细 管之 中，增强混凝土的密度 。 （ － ）活性效应 。 在水泥水化过程 中，除了产 生水化硅酸 钙 （ Ｃ － Ｓ － Ｈ ）以外 ，还产 生大量 的游离氢氧化钙 Ｃ ａ（ ｏ Ｈ ） 。而 掺入粉煤灰 以后 ， 通过二次反应 ， 不但可 以减少或 消除游离氢 氧化钙 ，而且可 以使胶凝物质 （ Ｃ — Ｓ ＿ Ｈ ）的数量大幅度增加 ， 水泥石与集料的界面结构也得 以改善。 三 、粉煤灰对混凝土性能的影响 （ 一 ）强度 。粉煤灰对混凝 土强度的影响，根据粉煤灰品 质 的不 同， 其 影响规律也 略有不 同。 对优质的 Ｉ 级 粉煤 灰来 说， 在掺入量小于 １ ０ ％ 时，不仅 强度有所提高 ，而且早期强度也不 下降 。 但 当掺 量超过一定值后 ，混凝 土早期强度略有下 降，但 后期强度仍 可高于不掺粉煤 灰的基准 混凝 土 。当水 灰比较小 时， 低掺量粉煤灰对强度影响较 显著 ， 对高掺量粉煤灰影响率 下降。
关 键 词 ：粉 煤 灰 ；混 凝 土 ；作 甩效 应 ；性 能
中图分类号：Ｔ Ｇ ３ ３ ５ ． ５ ８
文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２￣ ｏ １ ３ ）０ ４ — ０ ２ １ ０ 一 叭
Ｉ Ｉ 级粉煤灰 是 目前工程上用量最大 的粉煤灰 品种 ， 对混凝 土 强度 的影响规律基本 与 Ｉ 级灰相似 。 只是早期强度 比 Ｉ 级灰 更低 ，即使掺量较小时 ， 早期 强度通常也低于基准混凝土 。另 方面 ，由于 Ｉ Ｉ 级粉煤灰相对强度活性较小， 对 混凝 土强度 的 贡献率低 于 Ｉ 级粉煤灰 ， 因此，再配合 比设计时通 常采用超量 取代法 ，以保证混凝土 的后期强度 。 Ｉ Ｉ Ｉ 级灰也可 以在混凝土工程 中使用， 但 一般 只用 于低 强度 等级 的混凝土结构 ， 很少用于高强度等级的混凝 土结构， 特别 是预应力混凝土结构 ， 而烧失量和需水量 比较小时， 对混凝土 性能改善作用还是较大的 。 粉煤灰对 混凝土 强度 的贡献可用掺 合料 的火 山灰 效应强 度贡献率或掺料的活性指数来定量表征 。根据文献 ［ ３ ］ ，单位 活性矿物 （ １ ％ 的活性矿物掺料） 所提供 的火 山灰效应强度贡献 率定义为该掺料的活性指数，即：Ａ ＝ Ｐ， ｘ ｍ ／ Ｐ ￣ 式中 ：Ｐ＃ ：活性矿物掺料掺量 ，％ ；Ｊ ｐ 灿 ：掺料 的火 山灰 效应强度贡献 率，％ 。
消 费 电子
技 术 交流 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ２ ０ １ ３年 ２月 下
粉煤灰对混凝土性能影 响
高峰 （ 中铁十二局集 团三公 司，太原
百度文库
０ ３ ０ ０ ２ ４）
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。