粉煤灰的三大效应
粉煤灰的效应
粉煤灰的效应(1)温峰削减和形貌效应粉煤灰能显著地降低水泥水化产生的温升。
因为它的掺入，在保持混凝土的胶结材总量不变的条件下，相应地降低了混凝土中水泥的用量。
因而，水泥的水化热量降低，掺量增大时，降低更多。
尽管其本身在混凝土中将产生火山灰反应，要放出水化热，但是，这种反应滞后于混凝土中的水泥水化反应，而且时间也拉得很长，其反应热可以忽略。
所以，粉煤灰有良好的温峰削减效应，能减少因温升过大造成的混凝土开裂，提高混凝土的体积稳定性。
粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃球体，掺入混凝土中可减小内摩擦力，从而减少混凝土中用水量，并使混凝土孔结构得到改善，孔径不断细化，孔道曲折程度增大，因此，掺粉煤灰混凝土具有良好的抗渗透能力。
(2)火山灰活性效应和吸附作用粉煤灰颗粒含有活性SiO2和Al2O3,它们不断吸收水泥水化生成的Ca(OH)2,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，并和游离石灰以及高碱度水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优、数量更多的低碱度水化硅酸钙，改善水化胶凝物质的组成，并减少或消除了游离石灰，且粉煤灰混凝土水化时产生的大量C一S一H凝胶会吸收和固定大量Na+,K+和氯化物，使混凝土孔溶液中的有效碱和氯离子含量大大减少，因而有效抑制碱一集料反应，减少氯离子的侵蚀。
(3)微集料填充效应水泥粒子之间填充性并不好，通常其平均粒径为20~30μm,而粉煤灰(I,Ⅱ级)的平均粒径比水泥小，超细粉煤灰更小，平均粒径3~6μm。
因此，如果在水泥中掺入粉煤灰，则可大幅度改善胶凝材料颗粒的填充性，提高水泥石的致密度。
纯粉煤灰的相对密度比水泥的相对密度要小，在取代细度相近、重量相当的水泥时，可使细颗粒含量增多，这些颗粒填充在水泥粒子之间和界面的空隙中，使水泥石结构和界面结构更为致密。
同时，粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙C一S一H凝胶，能填塞了水泥石中毛细孔隙，堵塞渗透通道，从而使混凝土的抗渗性大幅提高。
这样，水和侵蚀介质难以进入混凝土的内部，因而极大地提高了混凝土的耐久性。
膨润土及粉煤灰的作用
作为中国第一条真正意义上的高速客运铁路，武广高速铁路是“十一五”国家重点建设项目。
自2005年6月开工以来，至2006年，铁路全线已进入全面开工阶段——在湖北、湖南和广东三省采取分段施工的方式。
用于建设铁路的建筑材料，除了普通公众较为熟悉的如钢材、水泥等物之外，还有一种以前较为少见的材料——粉煤灰。
粉煤灰曾经是一种大宗工业废料，目前已累计堆存10亿吨以上。
以前，粉煤灰被收集后露天堆放，不仅占用了大量的土地，而且污染空气和堆积处的地下水源，对环境的危害很大。
为了解决这些问题，中国的科技工作者经过多年研究论证，提出了一系列将粉煤灰“变废为宝”的综合利用方法。
目前，粉煤灰广泛应用于建筑工业领域，水泥、砖块、混凝土等建筑材料，都需要大量使用粉煤灰——正在建设中的武广高速铁路，对粉煤灰的需求与日俱增。
“铁路建设需要海量的混凝土，而混凝土中除了砂石、水泥等材料外，必不可少的还有粉煤灰。
”武广铁路一位建设者对记者说，粉煤灰在混凝土中，作用不可替代。
中国经济时报记者查阅了关于粉煤灰在混凝土中所起作用的相关学术资料，其中，同济大学材料科学及工程学院教授级高级工程师沈旦申、上海市建筑科学研究院教授级工程师张荫济的研究成果较为权威。
在相关著述中，沈、张两位专家详细阐述了粉煤灰在混凝土中的作用和机理。
这些作用和机理，如今被业内人士称之为粉煤灰最主要的三大效应。
第一，“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。
第二，“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”。
这一效应能对混凝土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。
第三，微集料效应。
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(细度、烧失量
粉煤灰（烧失量、细度）1 工程意义减少混凝土水泥用量，降低成本。
粉煤灰颗粒的“滚珠”效应，提高混凝土工作性能，即扩展性。
粉煤灰的“火山灰"反应较慢，减少混凝土内部因水化产生的热量。
粉煤灰在水泥水化后期（一般超过28d）的次级水化反应可以提高混凝土的密实度，降低渗透性。
2 发展前景粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放出的一种工业废渣,近年来,随着我国电力工业的飞速发展,粉煤灰的排放量急剧增加。
如果对其处理不当,将会造成环境污染,对生态造成很大威胁,给人们的生活和动植物的生长造成严重危害。
粉煤灰也是一种用途广泛的二次资源,国内外已将粉煤灰广泛应用于建材、环保、农业及化工等众多领域,与西方发达国家相比,我国粉煤灰的利用率偏低。
因此我们要根据其特征,加大对粉煤灰在高新技术领域的应用研究,使其"化害为利、变废为宝",从而实现可持续发展。
3 目的与适用范围本试验方法适用于检测粉煤灰烧失量和细度。
4 主要检测设备4.1 5-12箱式电阻炉,测量范围0-1600℃,准确度等级20℃4.2 AR2140电子分析天平,测量范围0-210g,准确度等级0.0001g4.3SF-150A水泥负压筛析仪,测量范围0～100%，准确度等级0.04%5 试验准备5.1箱式电阻炉操作规程5.1.1电阻炉可安放于室内平整的地面或工作台（架）上，与之配套的温度控制器应避免受震动，且放置位置与电炉不宜太近，防止过热而影响控制部分的正常工作。
5.1.2揭开温度控制器罩壳，按“电阻炉与温度控制器电气联接示意图”及温度控制器后端接线板标注，用导线连接电源、电炉、热电偶、炉门安全开关。
5.1.3将调节仪表面拨动开关拨到“温度设定”处，然后旋转温度设定旋钮，使数码管显示所需的工作温度值；再将拨动开关拨至“温度报警”处，然后旋转报警设定旋钮，使数码管显示所需的报警温度值，最后把拨动开关拨到中间“测温”位置。
5.1.4按动开关，接触器吸合，同时调节仪绿色指示灯亮，表示温度控制器进入正常工作状态。
粉煤灰完整介绍
粉煤灰被忽略的巨大作用(1) 基本特性粉煤灰又称烟灰，外观为灰白色的粉末，是以煤粉为燃料的火力发电厂排放的工业废料。
煤粉燃烧时刹下的不可燃杂质以及一部分未烧尽的碳作为废物被排放出来，此即粉煤灰。
在一些对颜色没有严格要求的建筑涂料产品，例如腻子、防水涂料和保温隔热涂料以及瓷砖胶粘剂中可以适当的使用一些粉煤灰，以降低产品成本，改善性能，并能够利用工业废料。
粉煤灰的化学成分主要是二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)以及少量的三氧化二铁(Fe203),氧化钙(Ca0),氧化镁(Mg0),气化钠(Na20),氧化钾(K20)和氧化硫(S03)等。
其中未燃烧的碳含量在3%-15%之间，碳含量越高，粉煤灰的品质越低。
粉煤灰的化学成分如表1所示表1 粉煤灰的化学成分和物理性能粉煤灰中含有大最的玻瑞体物质，颗粒很细，也有一些黏结在一起的粘连颗粒。
粉煤灰具有水硬性。
煤粉在燃烧过程中粉煤灰中的杂质发生了复杂的学反应，反应产物有偏高岭土(Al2O3·2Si02),游离二氧化硅和三氧化二铝。
这些物质如果用碱性物质来“激发”，则能够表现出水化硬化能力粉煤灰在水泥基材料中应用的最大性能优势在于其后期水化性能。
这既能够提高水泥基材料的强度，又能够改善水泥基材料中的矿物结构，提高抗冻融耐久性。
粉煤灰在水泥水化的后龄期，在氢氧化钙的激发作用下开始水化，由于这时水泥已经进行了充分的水化，在结构中存在着大量毛细孔隙（这也是为什么水泥多空，易渗水的原因），粉煤灰的水化产物能够堵塞结构中的这些毛细孔隙，提高水泥砂浆的密实性和抗渗性。
粉煤灰在水泥砂浆中的用量一般视要求和所达到的目的的不同8%~35%。
在粉状建筑涂料中应用则视产品、目的以及成本等因素的不同，有着更大的范围。
粉煤灰的水硬性能用活性指数h来表示，h按照下式计算h=Al2O3含量/烧失量h值越大，粉煤灰的活性就越高，即Al2O3含量越高，活性越高，烧失量越高(反应碳含量)，活性越低。
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
粉煤灰中的炭粒对粉 煤灰的综合利用会产 生负面影响,其高温烧 结烧失量大,是制备烧 结砖的有害成分。
（3）复珠：在粉煤灰中,有些微珠里面包含大量细小玻 璃微珠的颗粒,或是柱状颗粒相互粘连成形状不规则颗粒, 密度往往较大,置于水中能够下沉,表面发育有气孔,这些 称为复珠或沉珠。前者通常称为子母珠,后者称为珠连体。 一些研究证明,含有复珠是粉煤灰品质较好的一个标志。
• 煤在锅炉中燃烧后形成的被烟气携带出炉膛的 细灰。 • 从燃煤火力发电厂的烟道中用吸尘器收集的粉 尘。 • 煤炭在燃烧过程中产生的细微灰尘。由有机物 和无机物组成。 • 《GB/T1596-2005》：电厂煤粉炉烟道气中 收集的粉末称为粉煤灰。
2 特性
• 属于火山灰性质的混合材料 , 其主要成分是 硅、铝、铁、钙、镁的氧化物 , 具有潜在的 化学活性 , 即粉煤灰单独与水拌合不具有水 硬活性 , 但在一定条件下 , 能够与水反映生 成类似于水泥凝胶体的胶凝物质 , 并具有一 定的强度 . 由于煤粉微细 , 且在高温过程中 形成玻璃珠 , 因此粉煤灰颗粒多成球形。
3. 理化特性
84.4%
粉煤灰的pH值
随风化进行, 粉煤 灰的pH 值显现出 减少的趋势。
酸性A： pH 值< 4. 5； 弱酸性WA： 4. 5~ 6. 5 中性N：6. 6~ 7. 5 弱碱性WB ：7. 6~ 9. 5；碱性B ：> 9. 5
• • • •
堆积密度：0.5~1.0g/cm3 比表面积：0.25~0.5m2/g 孔隙率：60~75% 粒径：1~100um
8. 粉煤灰的资源化利用
日本粉煤灰综合利用情况
8.1 建筑材料
• 此类用灰量约占粉煤灰利用总量的35％ 左右，主要技术有：粉煤灰水泥(掺量30 ％以上)，代粘土做水泥原料，普通水泥 (掺量30％以下)，硅酸盐承重砌块和小 型空心砌块，加气混凝土砌块及板，烧 结陶粒，烧结砖，蒸压砖，蒸养砖，高 强度双免浸泡砖，双免砖，钙硅板等 。
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
• 粉煤灰中虽然含有大量的铝硅酸盐玻璃体, 但 是其中[SiO4]4- 聚合度很高, 结构致密, 化学性 质稳定, 其火山灰活性大部分是潜在的, 活性发 挥的速度非常缓慢。 有资料显示, 粉煤灰∶Ca (OH )2= 3∶1的体系, 7 d 反应程度只有1.5%~ 3% , 180 d 反应程度只有7%～ 20%. 经过1 a 水化的粉煤灰水泥,粉煤灰颗粒也只有1/3 参加 了水化。 因此, 必须加以激发, 才能充分发挥 粉煤灰的潜在活性。粉煤灰活性的激发常用的 方法有物理激发、化学激发和高温激发等方法。
• 粉煤灰的化学活性来源于玻璃态的颗粒(多孔玻 璃体和玻璃珠) 中可溶性的SiO2、Al2O3 等活性 组分, 活性SiO2、Al2O3在有水存在时, 可以与 Ca(OH)2 反应, 生成水化硅酸钙(C—S—H) 和水 化硅酸铝(A —S—H) :
mCa(OH)2+SiO2+nH2O→mCaO·SiO2· 2O nH mCa(OH)2+Al2O3+nH2O→mCaO·Al2O3· 2O nH
• 粉煤灰与水泥相比,“先天性缺钙”, 其中CaO 含量一般小于10% , 而后者却超过60%. Ca2+ 是形成胶凝性水化物的必要条件, 所以在所有 的激发方法中, 首先必须提供充足的Ca2+ 。
粉煤灰-石灰-水系统的反应可以用类似“缩核”反应的 模型来描述:
• 第一阶段, 表面接触反应. 粉煤灰颗粒表面的活性SiO2、 Al2O3 溶出, 与来自Ca (OH)2 的Ca2+ 在颗粒表面发生 水化反应, 形成水化层, 水化层将粉煤灰颗粒包裹起来, 阻止进一步反应。 • 第二阶段, 体系溶液中的Ca2+吸收能量，扩散穿过水 化层. 这一阶段反应速率主要受Ca2+ 的扩散速率影响。 影响Ca2+扩散速率的因素有反应环境的温度、表层水 化物的结构以及形态和粉煤灰自身的物理化学性能。
粉煤灰的作用
粉煤灰的作用
问题：
答案：
有：
1、减少混凝土水泥用量，降低成本
2、粉煤灰颗粒的“滚珠”效应，提高混凝土工作性能，即扩展性。
3、粉煤灰的“火山灰”反应较慢，减少混凝土内部因水化产生的热量。
4、粉煤灰在水泥水化后期（一般超过28d）的次级水化反应能够提高混凝土的密实度，降低渗透性。
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粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：Sio2、Al2o3、Feo、Fe2o3、cao、Tio2等。
粉煤灰的主要是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，其中90%以上为湿排灰，活性较干灰低，且费水费电，污染环境，也不利于综合利用。
随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。
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，另外粉煤灰可作为混凝土的掺合料。
当前我国是粉煤灰排量较大的工业废渣之一。
1。
粉煤灰对混凝土性能的影响
（ ）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。
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。
劣质粉煤灰与优质粉煤灰特点
劣质粉煤灰与优质粉煤灰特点粉煤灰是火力发电厂的煤粉在锅炉中燃烧后排出的一种具有活性的灰色人工火山灰质材料，将其使用与混凝土中可以表现出表面效应、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可以作为晶核形成水化产物填充效应是指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，能减小混凝土的孔隙率，增加混凝土密实性；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。
因此，在混凝土中使用粉煤灰不仅可以降低成本获得良好的经济效益，同时粉煤灰的使用使得混凝土的各方面性能得到改善。
（一）劣质粉煤灰的特点粉煤灰作为一种十分常见的矿物掺合料，其质量差别很大，经常有劣质粉煤灰混入，给生产和质量控制带来麻烦。
这里所说的劣质粉煤灰主要包括分Ⅲ级灰和统灰以及假灰和不适合商品混凝土使用的粉煤灰。
这些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，不但不能改善混凝土和易性，反而降低混凝土的工作性能。
此外，劣质粉煤灰的使用易导致混凝土28d强度不足，后期强度增长低，造成混凝土工程质量不合格。
（1）细度超标采用45um方孔筛做筛析试验，劣质粉煤灰的细度通常在30%以上的粉煤灰。
粉煤灰中粗颗粒较多，海绵体多，含炭量高，即“两多一高”使粉煤灰的填充效应下降，吸水性和吸附外加剂能力增加，混凝土工作性能明显变差，28d活性也会随之下降。
在加上玻璃体微珠少，起不到“滚珠轴承”润滑作用。
（2）烧失量超标劣质粉煤灰的烧失量较高，颜色相对较黑，有的呈褐色。
劣质粉煤灰中粗颗粒较多，炭粒较多，吸水量大，在吸水的同时也吸附溶解在水中的外加剂，造成与减水剂相容性差，而且坍落度损失快。
增加工地加水的风险，降低混凝土强度，增加混凝土开裂风险。
粉煤灰的三大效应
二、粉煤灰的“活性效应”
粉煤灰的三大效应
2005年10月7日
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”
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。
粉煤灰的微集料效应
粉煤灰的微集料效应随着建筑工程的广泛应用，水泥混凝土的优化已成为研究热点。
微集料是混凝土中的一种重要材料，具有一定的透气性和自愈合能力。
其中，粉煤灰是一种常用的微集料，能够显著提高混凝土的性能，降低成本，减少对环境的影响。
本文将从微集料的定义、粉煤灰的特性、微集料对混凝土性能的影响、以及粉煤灰的微集料效应等方面进行论述。
一、微集料的定义微集料是指粒径在0.1mm以下的颗粒，它包括细沙、水泥砂浆和粉煤灰等。
与粗集料相比，微集料具有较大的表面积和较低的密度，它们能够填充混凝土中的空隙，增加混凝土的密实度。
由于具有较小的粒径和高的比表面积，微集料在混凝土中起到了填充、充实、水化反应及周期性自愈合等作用。
二、粉煤灰的特性粉煤灰是一种煤燃烧后所产生的细颗粒氧化物和不燃物混合物。
它是一种极细的粉末，具有较高的充实性和透气性，可以充分填充混凝土中的细孔和空隙。
粉煤灰还具有一定的水化反应能力，能够与水泥反应生成硬化产物，并有效地提高混凝土的性能。
三、微集料对混凝土性能的影响1.抗渗性能：微集料可以充分填充混凝土中的细孔和空隙，减小混凝土的渗透性。
特别是粉煤灰等较细的微集料，具有较好的充实性和透气性，能够有效地提高混凝土的抗渗性能。
2.自愈合能力：微集料具有一定的自愈合能力，能够在混凝土龟裂时重新受力，从而保证混凝土的性能和外观质量。
在混凝土中添加适量的微集料，能够提高混凝土的自愈合能力，从而有效减少潜在裂缝的产生。
3.抗压强度：微集料能够促进混凝土的水化反应，进而提高混凝土的抗压强度。
研究表明，适量地添加粉煤灰等微集料能够显著提高混凝土的抗压性能。
1.填缝作用：粉煤灰中的细颗粒能够填充混凝土中的细孔和空隙，提高混凝土的密实度。
2.水化反应：粉煤灰中的主要化学成分是二氧化硅和氧化铝，它们能够与水泥反应生成硬化产物。
3.自愈合：由于混凝土中存在的一些不可避免的缺陷，会导致混凝土龟裂，但粉煤灰中的微集料能够在龟裂处重新受力，实现自愈合。
粉煤灰的作用
1.粉煤灰的主要作用粉煤灰在混凝土中的主要作用表现在以下几个方面：（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。
（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。
（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
（5）粉煤灰高性能混凝土的性能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，比表面积极大，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.活性效应：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补偿，所以混凝土早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生反应，生成大量水化硅酸凝胶。
粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会象树根一样伸入颗粒空隙中，填充空隙，破坏界面区Ca（OH）2的择优取向排列，大大改善了界面区，促进了混凝土后期强度的增长。
2.微集料密实填充及颗粒形态效应：均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水，不但起着滚珠作用，而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。
而且，不会发生泌水离析现象，可施工性和抹面性好，抗渗性、抗冻性好。
3.交互作用：水泥、粉煤灰、外加剂等不同粉料间会产生物理、化学的交互作用。
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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。