粉煤活性指数试验

粉煤灰活性指数试验

1. 范围与原理

1.1规定了粉煤灰的活性指数试验方法，适用于粉煤灰活性指数的测定。

1.2用活性指数代替抗压强度比，并规定活性指数不小于70%。

1.3按GB/T 17671-1999测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定试验胶砂的活性指数。

2.材料

2.1水泥:GSB 14-1510。强度检验用水泥标准样品。

2.2标准砂:符合GB/T 17671-1999规定的中国ISO标准砂。

2.3水:洁净的饮用水。

3.仪器设备

天平、搅拌机、振实台或振动台、抗压强度试验机等均应符合GB/T 17671-1999规定。

4.试验步骤

4.1胶砂配比按下表

4.2将对比胶砂和试验胶砂分别按GB/T 17671规定进行搅拌、试体成型和养护。

4.3试体养护至28天，按GB/T 17671规定分别测定对比胶砂和试验

胶砂的抗压强度。

5.试验结果

活性指数H28=（R/R0）×100

H28—活性指数，单位为百分数(%);

R—试验胶砂28d抗压强度，单位为兆帕(MPa);

R0—对比胶砂28d抗压强度，单位为兆帕(MPa)。

计算至1%。

注:对比胶砂28d抗压强度也可取GSB14-1510强度检验用水泥标准样品给出的标准值。

粉煤灰在混凝土中的作用

粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰，其化学成分主要是SiO2（45～65%）、Al2O3（20～35%）及Fe2O3（5～10%）和CaO（5％）等，粉煤灰掺入混凝土后，不仅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保护环境，而且能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。

1 、掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性

新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并润滑了骨料颗粒，从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。

2 、粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水

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新拌混凝土的泌水是有利的。

3、掺用粉煤灰，可以提高混凝土的后期强度

有试验资料表明，在混凝土中掺入粉煤灰后，随着粉煤灰掺量的增加，早期强度（28天以前）逐减，而后期强度逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度有三重影响：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。当原材料和环境条件一定时，掺粉煤灰混凝土的强度增长主要取决于粉煤灰的火山灰效应，即粉煤灰中玻璃

态的活性氧化硅、氧化铝与水泥浆体中的Ca(OH)2作用生成碱度较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙的速度和数量。粉煤灰在混凝土中，当Ca(OH)2薄膜覆盖在粉煤灰颗粒表面上时，就开始发生火山灰效应。但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层，钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应，反应产物在层内逐级聚集，水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时，不会使强度有较大增长。随着水解层被反应产物充满，粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系，从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长，这就是掺粉煤灰混凝土早期强度较低、后期强度增长较高的主要原因。

4、掺粉煤灰可降低混凝土的水化热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由于减少了水泥的用量可以降低水化热。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，例如，若按重量计用粉煤灰取代30％的水泥时，可使因水化热导致的绝热温升降低15％左右。众所周知，温度升高时水泥水化速率会显著加快，研究表明：与20℃相比，30℃时硅酸盐水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土结构，其断面尺寸增大，混凝土设计强度等级提高，所用水泥强度等级高，单位量增大，施行新标准后水泥的粉磨细度加大，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，这是导致许多混凝土结构物在施工期间，模板刚拆除时就发现大量裂缝的原因。粉煤灰混凝土可减少水泥的水化热，减少结构物由于温度而造成的裂缝。

5、掺粉煤灰可改善混凝土的耐久性

在混凝土中掺粉煤灰对其冻融耐久性有很大影响。当粉煤灰质量较差，粗颗粒多，含碳量高都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性的效果。

水泥混凝土中如果使用了高碱水泥，会与某些活性集料发生碱集料反应，会引起混凝土产生膨胀、开裂，导致混凝土结构破坏，而且这种破坏会继续发展下去，难以补救。近年来，我国水泥含碱量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含碱外加剂的普遍应用，更增加了碱集料反应破坏的潜在危险。在混凝土中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高混凝土的耐久性。

粉煤灰在水泥生产中的应用

1.1、粉煤灰在水泥生产中的应用因粉煤灰的化学组成和粘土具有相似性，所以粉煤灰除了仅仅作为生产水泥的添加剂外，还能代替部分粘土作为生产硅酸盐水泥的熟料。一定比例粉煤灰代替粘土，可以降低水泥生产中的电耗能和碳排放，提高水泥的产量，降低生产成木。我国的粉煤灰硅酸盐水泥，一般是采用将水泥孰料和粉煤灰在水泥磨机中混合磨细的生产工艺。为确保水泥的质量，必须对粉煤灰进行精细加工和严格挑选。目前国家己成功研制出硅酸三钙水泥、早期型水泥等粉煤灰水泥品种。一些水泥品种的粉煤灰掺量能达到75%。

1.2、粉煤灰在砂浆中的应用粉煤灰、砂、水泥和适当的添加剂，按一定比例棍合制成的砂浆，其性能较普通砂浆好，环保、方便使用。砂浆强度实验中，保持灰砂比不变，增加粉煤灰的掺量，对其后期强度有很大的增强作用。粉煤灰掺量在0.8,0.5,0.2的情况下，砂浆的28d 强度与基准砂浆相对比，提高了95.6%,70.8%和16.5%。但对其保水性能，没有太大的影响。

1.3、应依据粉煤灰的性质，注意在混凝土应用的效果混凝土中的粉煤灰，主要是具有微集料效应、形态效应和活性效应。其活性效应，主要是指粉煤灰在混凝土中表现其火山灰质材料的性能，它能与水泥水化时产生的氢氧化钙晶体发生反应，生成少量的C-S-H凝胶，有效地填充在水泥水化物之间，增加其密实性。微集料效应是指粉煤灰的细小颗粒在水泥浆体中能较均匀的分布，细化和填充混凝土中的毛细孔洞和间隙。形态效应是指，粉煤灰内含的细小球状玻璃体等颗粒的