浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响.
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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。
粉煤灰对混凝土的影响 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT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。
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。
粉煤灰对高性能混凝土的影响摘要:粉煤灰虽然作为一种废渣物质,但由于其自身的特性使人们对它给以关注,尤其是它所具有的特性对高性能混凝土具有重大的影响,更是增加了高性能混凝土的应用性。
文章通过对粉煤灰的特性的研究,指出了粉煤灰对高性能混凝土的影响,使得人们对粉煤灰有更深层次的认识。
关键词:粉煤灰;高性能混凝土;影响粉煤灰是一种绿色环保型材料,在混凝土的生产当中不可缺少,其自身具有三种效应,能增强混凝土抗渗性、后期的强度、保持混凝土体积的稳定性、减小大体积混凝土的水化热等。
在实际的工程中,用回弹方法对混凝土主体进行检测的时候,掺粉煤灰的混凝土的强度通常较低,但当钻心时,其强度却可达到设计的要求。
一、粉煤灰的性能粉煤灰是锅炉中的煤被燃烧充分后所余下的废渣,虽然它表面上看是煤粉的废料,但是粉煤灰却具有其独特的性能以致能够提升混凝土强度的特性。
第一,形态和颜色。
粉煤灰的外观像水泥一样的流状固体,但是它的颜色却因为粉煤灰的组成成分和细度的不同而产生变化。
粉煤灰有很多种类,所以其颜色也具有很多种,即使是相同成分的粉煤灰,因为成分所含量的多少颜色也会有所变化,如低钙粉煤灰,它的颜色就会根据碳的含量变化从乳白色变化为灰黑色。
第二,粉煤灰的需水量比。
粉煤灰的优越性表现在将他掺入到混凝土中,不会像其他类火山灰那样增加混凝土中的用水量,而且相反,粉煤灰还可以降低混凝土中的用水量。
目前,需水量比指标已经被做为粉煤灰的质量指标,许多建筑工程在购买粉煤灰时也要根据其需水量比指标进行质量的验证,以保证混凝土的质量。
第三,粉煤灰的活性指数。
粉煤灰与火山灰不同,它的组成颗粒中并不是全部具备火山灰的特性。
但是,在经过一系列的化学变化后也会呈现出火山灰的特性,如,将组成成分中具备含有硅酸离子的盐类物质放入碱性溶液中就会让粉煤灰显现火山灰的性质。
第四,粉煤灰的固定性和干缩性。
粉煤灰的固定性主要是指粉煤灰对混凝土的耐久性的影响程度,这种性质虽然与粉煤灰的化学性质有关,但确是一个物理指标。
浅析粉煤灰对混凝土强度的影响摘要:混凝土中适量掺加粉煤灰是粉煤灰综合利用的主要途径之一。
本文主要介绍粉煤灰的主要性质以及粉煤灰对混凝土早期、中期、后期强度的影响。
关键词:粉煤灰;混凝土强度abstract: the concrete amount of fly ash is one of the main ways of comprehensive utilization of fly ash. this paper mainly introduces the main properties of fly ash and fly ash on the early, middle, late strength of concrete.key words: fly ash; concrete strength中图分类号:tu528.1 文献标识码: a文章编号:随着我国电力事业的发展,粉煤灰的排放量也在逐年增加,粉煤灰的开发利用对环境、社会都具有深远的意义;配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一,目前粉煤灰混凝土在工程中的应用逐步广泛,但现有文献资料显示,这些应用的粉煤灰混凝土不能合理地根据早期强度推算混凝土强度等级,从而不能判定混凝土质量,这是目前粉煤灰混凝土应用亟待解决的问题。
一、粉煤灰的性质从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
粉煤灰按照国家标准分为一级、二级、三级,其分级的主要指标为粉煤灰,烧失量大小、,粒径大小,需水灰比大小,以及化学成分高低和,活性指数等。
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。
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。
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。
摘要:粉煤灰作为一种重要的辅料,被广泛地用到混凝土中,进一步改善基准混凝土的性能。
随着对粉煤灰的认识不断深入,人们充分认识到利用粉煤灰一方面可以取代水泥、节约能源,另一方面可以减少环境污染。
在混凝土改性方面,粉煤灰逐渐成为一种重要组分。
本文对粉煤灰对混凝土产生的影响加以叙述。
关键词:粉煤灰混凝土强度耐久性0引言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。
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。
配置粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一。
1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SiO2和15%-40%的Al2O3。
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。
在粉煤灰中,如果5-45μm的细颗粒数量愈多,那么对应的活性就愈高;如果80μm以上的颗粒愈多,那么对应的活性就愈低。
另外,如果细小的密实球形玻璃体含量越高,那么粉煤灰对应的活性就愈高,同时配置水泥标准稠度的需水量就越低;如果不规则的多孔玻璃体含量比较多,在这种情况下,会降低粉煤灰的活性,同时会增加制成水泥标准稠度的需水量。
2粉煤灰对混凝土的影响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能得到改善。
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泌水效应如果将粉煤灰掺入混凝土中,细骨料中的细屑不足的问题在一定程度上可以得到解决,并且可以中断泌水渠道的连续性。
1、粉煤灰对混凝土和易性的影响在优质(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,混凝土凝结时间越长。
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180d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。
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。
粉煤灰的掺量对混凝土凝结时间和易性及抗压强度的影响粉煤灰是一种由煤燃烧过程中生成的灰烬,它在建筑材料中的应用已经得到了广泛的关注。
混凝土是建筑和工程中常用的材料之一,添加粉煤灰可以改善混凝土的性能。
在本文中,我们将探讨粉煤灰的掺量对混凝土凝结时间、可工性和抗压强度的影响。
首先,让我们来探讨粉煤灰的掺量对混凝土凝结时间的影响。
研究表明,适量的粉煤灰掺量可以延缓混凝土的凝结时间。
这是因为粉煤灰中的硅酸盐和铝酸盐反应较为缓慢,从而导致整个水泥反应过程的减慢。
然而,当粉煤灰的掺量过高时,其活性剂的影响将减弱,可能会导致混凝土凝结时间过长。
因此,在混凝土配制过程中需要考虑粉煤灰的最佳掺量以满足工程需要。
其次,让我们来讨论粉煤灰的掺量对混凝土的可工性的影响。
可工性是指混凝土在施工过程中的可塑性、流动性和易性。
研究表明,适量的粉煤灰掺量可以改善混凝土的可工性。
粉煤灰中的细粉末能填充水泥砂浆的颗粒空隙,从而提高混凝土的可塑性和流动性。
然而,当粉煤灰的掺量过高时,混凝土的可工性可能会下降,因为其大量的颗粒可以导致混凝土的内聚力增强,使其难以塑性变形。
因此,需要在配制过程中找到最佳的粉煤灰掺量,以平衡混凝土的可工性和力学性能。
最后,让我们来研究粉煤灰的掺量对混凝土的抗压强度的影响。
研究发现,适量的粉煤灰掺量可以显著提高混凝土的抗压强度。
这是因为粉煤灰中的细颗粒物质可以填补水泥砂浆中的空隙,从而增强水泥砂浆的内聚强度。
此外,粉煤灰中的无定形硅酸盐可以与水泥中的水化产物发生反应,形成新的胶凝物质,进一步提高混凝土的抗压强度。
然而,当粉煤灰的掺量过高时,其颗粒的填充效应可能会减弱,反而导致混凝土的抗压强度下降。
因此,在混凝土配制过程中需要考虑最佳的粉煤灰掺量,以提高混凝土的抗压强度。
综上所述,粉煤灰的掺量对混凝土的凝结时间、可工性和抗压强度均有显著影响。
适量的粉煤灰掺量可以延缓混凝土的凝结时间,改善混凝土的可工性并提高其抗压强度。
粉煤灰细度对混凝土强度的影响摘要:我国是一个产煤大国,煤炭作为火力发电主要燃料,其副产物粉煤灰的大量排放对生态环境和人民大众的健康造成了较大的危害。
合理地利用粉煤灰不仅能有效解决粉煤灰带来的环境污染,同时能变废为宝,节省自然资源。
粉煤灰的一个用途是掺入到混凝土中能代替部分水泥的掺入,节省水泥,同时还能有效增加粉煤灰的强度。
本文详细介绍了粉煤灰对混凝土强度的影响。
关键字:粉煤灰;细度;混凝土强度;影响一、概述粉煤灰是火电厂排放的主要固体粉状废弃物。
不同火电厂出产的粉煤灰成分都不一样,总体来看我国粉煤灰主要成分是SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、Ti2O3等氧化物组成。
从重量百分比来看主要是SiO2、Al2O3。
表1 粉煤灰的成分二、粗细颗粒粉煤灰性质分析细颗粒粉煤灰中的活性火山灰玻璃珠成分会与水泥中析出的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙和水化氯酸钙等胶凝物质,能有效增加混凝土的塑性和强度;同时火山灰玻璃微小珠成分会在混凝土中起到滚珠作用和解絮作用,从而减少混凝土的水量改善和易性,提高密实性;这些玻璃珠均匀分布在水泥砂浆中,增加了硬化浆体的结构强度,改变了混凝土的均匀性,填充和细化了混凝土浆体的缝隙和孔洞。
粉煤灰做为掺加料被加入到混凝土中对混凝土的强度影响与粉煤灰的细度紧密相关。
掺入这种粉煤灰不仅能取代部分水泥,节省材料成本的同时还能增强混凝土的性能,提高工程质量。
然而不是所有粉煤灰掺入到混凝土中都能提高混凝土的性能。
粗颗粒粉煤灰微观状态多为海绵状多孔体,或没烧透的碳粒。
粗颗粒粉煤灰强度低、强度小,掺入到混凝土中不仅增加了混凝土的疏松颗粒和微孔,还会增加混凝土的含水量。
这样的混凝土将对工程质量造成较大的不良影响。
因此粉煤灰的细度被作为一项总要的指标。
三、粉煤灰细度对混凝土强度的影响试验1、试验目的选用三种细度的粉煤灰与同规格标号的水泥制作混凝土来比较不同细度粉煤灰对混凝土的强度影响。
2、试验材料华新水泥和榆林粉煤灰;将粉煤灰分为三等份,其中两份分别磨细,最后三份粉煤灰的细度分别为13.2、11.0、9.3um;5-15mm的连续级配的碎石子作为粗料集,模数为2.3沙子作为细料集;聚羧酸减水剂;自来水。
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。
粉煤灰对混凝土质量的影响分析摘要:施工单位在每项工程开始之前,首先要合理安排好各项准备工作,其中购进施工所需要的原材料是不可缺失的一个环节,本文通过重点研究分析粉煤灰对混凝土的影响,希望与本专业的优秀同仁一起研讨,为施工企业有序开展工作而提出有益的建议。
关键词:粉煤灰混凝土质量分析一、粉煤灰在混凝土中的应用分析粉煤灰广泛应用于混凝土中已有五十多年的历史。
一部分原因是因为同样的可达性条件下,粉煤灰具有降低需水量和水化热,以及减少浮出的水泥浆等优点;其次,粉煤灰水化热较低 , 可以控制大体积混凝土的膨胀率,减少混凝土产生的早期裂缝。
如水坝、大型设备基础中的应用特别有利。
而经济条件是另一部分原因, 实践发现粉煤灰在使用过程中可以取代部分水泥作为火山灰,因此粉煤灰可以在混凝土工程中大面积的混入。
粉煤灰是一种粉状矿物掺合料。
应用到混凝土中会产生明显的作用。
例如:粉煤灰对于增强混凝土强度的作用有以下三个方面:第一,由于粉煤灰的产地不同,性能也大不相同,应用到混凝土时也会产生不同的效果;第二,在呈现出塌落度时,粉煤灰的使用能增大灰浆的体积,加速火山灰反应,并减少用水量。
不同标号的硅酸盐水泥或标号相同但产地不同的水泥,分别与同样的粉煤灰作用,产生的结果并不完全一样。
若将混凝土的抗压强度设计为 21 兆帕,粉煤灰掺量从35%开始每次增加10%,初凝时间会增加至约1h。
若粉煤灰的掺入量分别是35% 、45% 和 55%,实际初凝时间为8 ± 1 h , 则说明掺入量对拌合物的影响基本一致,对建筑工程而言不会产生不良影响。
我们知道实际终凝时间为8.5-11.5h , 在一般建筑工程中没有明显的影响。
当与含有35%粉煤灰的拌合物相比较时,其掺量每增加10%,混凝土的终凝时间就会延长大约1.3h。
当粉煤灰掺入量增加到 55% 时,含量为28兆帕和34兆帕无引气剂的粉煤灰混凝土的初凝和终凝时间几乎没有变化。
粉煤灰掺入量为 30% 和 40% 的混凝土,其 3 天的抗压强度略低,时 28 天设计强度 21兆帕的 50% 。
粉煤灰对水泥混凝土强度的影响粉煤灰是电厂用粉煤炉发电烟道排放的废弃物。粉煤灰单独作用, 不能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、降低水化热, 调节硬化过程。在水泥混凝土的硬化阶段, 粉煤灰中的活性组分SiO2与水泥水化生成的游离石灰结合生成新的胶结物质, 不断填充水泥混凝土的内部孔隙, 使水泥混凝土更加密实, 比普通水泥混凝土强度更高, 耐久性更好。 2 粉煤灰基本性质粉煤灰按国家标准分为三个等级。品质好的粉煤灰, 烧失量小, 粒径小, 需水灰比小。同一电厂收集的不同等级粉煤灰, 其化学成分差别不大, 活性指数却有区别, 见表1。粉煤灰由煤粉经充分燃烧最终形成的粒径大小不同的玻璃微珠组成。粉煤灰的颗粒级配划分为三个基本粒群:45 um以上为微米级粗粒;1~45 um为微米级细粒; 小于1 um为微米级尘粒。根据激光衍射粒度分析, 粉煤灰的绝大部分为微米级细粒, 无论是最大粒径还是平均粒径均比水泥小得多, 而比表面积大得多, 见表2。3 粉煤灰对水泥混凝土的影响水泥混凝土中掺入粉煤灰, 在无外加剂掺入的情况下粉煤灰掺量不超过20%,对水泥混凝土的工作性和强度基本无影响, 仅表现前期强度增长慢, 后期强度增长快的特点。掺量超过20%,不降低水灰比, 水泥混凝土强度随着掺量的增大而降低, 水泥混凝土的工作性却随着掺量的增大而得到进一步的改善, 见表3。水泥混凝土中掺粉煤灰同时掺外加剂(减水剂、早强剂、降低水灰比后, 更能反映粉煤灰对水泥混凝土的贡献。水是影响水泥混凝土强度和耐久性的关键因素。普通水泥混凝土水泥完全水化需要的水量很少, 约占水泥质量的0.23左右。配制C40流动性普通水泥混凝土, 水灰比要在0.40~0.45才能保证水泥混凝土的强度、并使水泥混凝土具有可施工的流动性。多余的水以及因振捣水泥浆体泌出的水, 会在水泥混凝土的内部及集料的表面或下面形成水膜和水囊, 水泥混凝土硬化后会留下孔隙, 影响水泥混凝土的强度。粉煤灰和外加剂的掺入, 减少了水泥混凝土中25%左右的水, 降低水灰比, 从而使粉煤灰水泥混合浆体的泌水率大大减少, 粉煤灰水泥浆体充分包裹砂石表面、并填满集料孔隙, 充分发挥粉煤灰的活性效应, 使水泥混凝土不仅早期强度不降低, 并且后期和长期强度都有显著增长。例如掺25%的Ⅱ级粉煤灰, 水泥用量328 kg/m3 (P.032.5级, 水灰比0.418, 坍落度80 mm,水泥混凝土一年的强度达到63.0 MPa,比28d 强度提高了42%,比基准水泥混凝土一年的强度还提高了19%,掺减水剂的水泥混凝土强度更高, 见表4。掺用品质好的超细粉煤灰和GK-5A 高效减水剂, 粉煤灰掺量30%,使用P.042.5级水泥, 水泥用量仅365 kg/m3 ,水灰比0.32, 水泥混凝土28 d强度可达到71.2 MPa,2个月可达80.4 MPa,成为高强度性能水泥混凝土。掺Ⅱ级粉煤灰, 配比相同, 强度就低得多。见表5。施工中水泥混凝土掺粉煤灰, 其掺量和品种要根据水泥混凝土结构性质来确定。。
混凝土强度与粉煤灰掺量的关系混凝土是一种常见的建筑材料,其强度是衡量其质量的重要指标之一。
粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料,能够有效地改善混凝土的性能,同时降低其成本。
本文将探讨混凝土强度与粉煤灰掺量的关系,包括掺入粉煤灰对混凝土强度的影响、粉煤灰的物理化学特性、粉煤灰掺量的选择和掺入粉煤灰后混凝土的性能改善机制等方面。
一、掺入粉煤灰对混凝土强度的影响粉煤灰是一种细粉状的矿物质,由燃烧煤炭时产生的煤灰经过细磨而成。
它的主要成分是氧化硅、氧化铝和氧化铁等,具有高度的活性,能够与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料,从而提高混凝土的强度和耐久性。
粉煤灰掺量的多少会直接影响混凝土的强度。
掺入较少的粉煤灰可以提高混凝土的早期强度,但长期强度提高的效果不明显。
而当掺入量逐渐增加时,混凝土的强度也会随之提高。
然而,当掺入量超过一定比例时,混凝土的强度反而会下降,这是因为过多的粉煤灰会影响混凝土的性能,使其难以达到设计强度。
二、粉煤灰的物理化学特性为了更好地理解粉煤灰对混凝土性能的影响,我们需要了解其物理化学特性。
1.粉煤灰的粒度特性粉煤灰的粒度特性是影响其胶凝性能的重要因素。
通常将粉煤灰分为三类:I类粉煤灰的平均粒径小于10微米,II类粉煤灰的平均粒径在10-30微米之间,III类粉煤灰的平均粒径大于30微米。
在混凝土生产中,一般采用I类和II类粉煤灰,因为它们的活性较高,能够更好地与水中的钙离子反应。
2.粉煤灰的化学成分粉煤灰的化学成分直接影响其胶凝性能。
其中,SiO2、Al2O3和Fe2O3是粉煤灰的主要成分,它们能够与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料。
此外,粉煤灰中还含有一定量的无机盐、重金属和放射性元素,需要进行严格的控制,以确保混凝土的安全性和可靠性。
3.粉煤灰的活性粉煤灰的活性是指其与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶凝材料的能力。
活性越高,胶凝能力就越强,能够更好地改善混凝土的性能。
活性主要受粉煤灰的成分、粒度、烧结温度等因素的影响。
粉煤灰在混凝土强度中的应用引言混凝土作为一种重要的建筑材料,在建筑工程中得到了广泛的应用。
然而,传统混凝土存在着一些弊端,如强度低、水泥消耗多等问题。
为了改善混凝土的性能,人们对混凝土材料进行了多方面的研究。
其中,粉煤灰作为混凝土掺合料的应用备受瞩目。
本文将探讨粉煤灰在混凝土强度中的应用,并分析其对混凝土性能的影响。
粉煤灰介绍粉煤灰是煤燃烧过程中产生的一种细粉状灰状物质。
它由一系列无机氧化物、硅酸盐、氢氧化物等化合物组成。
粉煤灰通常分为三类:A类、B 类和C类,它们的成分和性质有所区别。
在混凝土中,常用的是A类和B类粉煤灰。
粉煤灰对混凝土强度的影响粉煤灰作为混凝土掺合料的应用对混凝土的强度有着显著的影响。
下面将从以下几个方面进行分析:1. 水化反应的促进粉煤灰中的活性成分能与水中的钙离子反应生成更加致密的水化产物,从而促进混凝土的水化反应。
这将增加混凝土的强度和耐久性,并改善其工作性能。
2. 填充效应的发挥粉煤灰具有较小的颗粒,能够填充混凝土中的空隙。
这种填充效应可以减少混凝土内部的孔隙率,提高混凝土的致密性和强度。
特别是在高性能混凝土中,粉煤灰的填充效应对提高混凝土的抗渗性和抗裂性具有显著的作用。
3. 改善混凝土的流变性粉煤灰的细颗粒能够填充混凝土中的空隙,使混凝土的流动性和可塑性得到改善。
这对于混凝土灌注、抹面和抹光等施工工艺非常有利。
4. 延缓混凝土的水化速度粉煤灰中的硅酸盐能够延缓混凝土的水化速度,使混凝土具有更长的凝固时间。
这对于大体积混凝土结构的施工非常重要,可以确保施工过程中的连续性和一致性。
5. 改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能粉煤灰中的活性成分可以降低混凝土的碱含量,使其抗硫酸盐侵蚀性能得到改善。
这对于在潮湿环境中使用的混凝土结构尤为重要。
粉煤灰掺量的选择粉煤灰的掺量对混凝土性能有着直接的影响。
在选择掺量时,需要综合考虑混凝土的要求、粉煤灰的品种和供应情况等因素。
一般而言,粉煤灰的掺量一般在10%~30%之间。
粉煤灰对混凝土性能的影响及研究发布时间:2022-06-06T02:17:32.427Z 来源:《工程建设标准化》2022年2月第3期作者:关文文[导读] 粉煤灰是业内公知的一种绿色环保型材料,在混凝土的生产当中不可或缺,关文文聊城市海川建筑质量检测有限公司山东 252022摘要:粉煤灰是业内公知的一种绿色环保型材料,在混凝土的生产当中不可或缺,其自身具有三种效应,能增强混凝土抗渗性、后期的强度、保持混凝土体积的稳定性、降低大体积混凝土的水化热等。
在实际工程中,用回弹方法对混凝土主体进行检测的时候,掺粉煤灰的混凝土的强度通常较低,但当钻芯时,其强度却可达到设计的要求。
在混凝土中加入适量的粉煤灰,可以节省水泥用量,降低施工成本,也可以使混凝土的和易性得到改善。
但是经常会出现劣质粉煤灰的现象,给生产带来很大的麻烦,因此我国相关人员一直在积极探索如何将粉煤灰更好的应用于建筑领域。
关键词:粉煤灰;混凝土性能;影响粉煤灰是煤炭燃烧后,随烟气从锅炉尾部排出经收尘设备收集的固体颗粒,是我国主要工业固体废弃物之一。
火电在我国能源电力需求上发挥着重要作用,是我国电力供应的主力电源和基础电源,粉煤灰排放量会随发电量的增加而增加。
目前,我国粉煤灰的综合利用,每年都会有上亿吨粉煤灰无法综合利用,是我国实现绿色发展的攻坚阶段,我国工业尚未摆脱高投入、高消耗、高排放发展模式,粉煤灰综合利用依然面临严峻形势。
目前,我国粉煤灰主要应用在水泥、混凝土、墙材等建材行业,也有少量高附加值利用、农业及其他方面的利用。
一、粉煤灰基本特性粉煤灰基本特性主要是指粉煤灰活性,将粉煤灰活性可分成物理活性与化学活性两方面,包括“形态效应”、“微集料效应”、“火山灰效应”。
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,主要表现在粉煤灰粒度的分布、颗粒的形貌等特性,可起到增强水泥基材料填充与润滑的作用等。
广东建材2008年第4期1前言粉煤灰又称飞灰,是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出,被收尘器收集的物质,粉煤灰呈灰褐色,通常呈酸性,比表面积在2500~7000cm2/g,尺寸从几百微米到几微米,通常为球状颗粒,我国大多数粉煤灰的主要化学成分为:SiO240%~60%;Al2O315%~40%;Fe2O34%~20%;CaO2%~7%;烧失量3%~10%。
此外,还有少量的Mg、Ti、S、K、Na等氧化物。
我国是产煤和烧煤大国,火电厂每年排放的粉煤灰总量逐年增长,预计2005年排粉煤灰量约2亿吨左右,如果这些粉煤灰得不到利用,将污染环境,影响气候,破坏生态。
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、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉煤灰筑路和粉煤灰充填等,由此可见,开发研究以粉煤灰为掺合料的混凝土具有重要意义,配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一[1]。
2粉煤灰的主要性质2.1火山灰效应粉煤灰的矿物相主要是铝硅玻璃体,含量一般为50%~80%,是粉煤灰具有火山灰活性的主要组成部分,其含量越多,活性越高,其矿物结构为硅氧四面体、铝氧四面体和铝氧三面体,该结构的聚合度很大,键能很高,因而在通常状态下,粉煤灰所表现出的活性很低。
粉煤灰的化学活性在于铝硅玻璃体在碱性介质中,OH-离子打破了Si-O,Al-O键网络,降低了硅氧、铝氧聚合度,并与水泥水化产生的Ca(OH)2发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,其化学方程式:XCa(OH)2+SiO2+nH2O→XCaO・SiO2・nH2OYCa(OH)2+Al2O3+mH2O→YCaO・Al2O3・mH2O粉煤灰的火山灰活性表现出来的技术性质为:①反应是缓慢的,所以放热速率和强度发展也相应较慢。
②反应消耗了层状结构的Ca(OH)2生成了致密结构的水化硅酸钙和水化铝酸钙,粒径细化有利于提高混凝土的强度。
③反应产物极为有效地填充了大的毛细空间,孔径细化使混凝土的强度和抗渗性能得到改善[2]。
2.2微集料效应细度是衡量粉煤灰品质的主要指标,通常用0.08mm或0.045mm方孔筛余量表示。
粉煤灰的细度对混凝土的性能影响很大。
粉煤灰的颗粒越细,微小玻璃球形颗粒越多,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,随着细度的增加,粉煤灰的比重增大,标准稠度需水量减小,浆体的密实度及强度增大,同时,由于粉煤灰的密度小于水泥30%以上,从而增加了灰浆体积,足量的灰浆填充在混凝土孔隙空间,覆盖和润滑骨料颗粒,增加了拌合物的粘聚力和可塑性,改善了混凝土的和易性,加上细小的粉煤灰颗粒可以填充未水化水泥颗粒空隙,形成更加密实的结构,这些都有利于提高混凝土的强度。
2.3形态效应优质的粉煤灰中的玻璃珠粒形完整,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[3]。
同时粉煤灰中的球形颗粒在混凝土中起滚珠润滑作用,可以减少骨料之间,骨料与浆体之间的摩擦,改善拌合物的和易性来提高混凝土的强度。
3粉煤灰对混凝土强度的影响材料的强度取决于材料成分和内部结构,是材料中反应产物和孔隙率的综合体现。
混凝土材料的成分中起主导作用的是水泥石,而水泥石中起主导作用的是C-S-H凝胶。
即混凝土的成分中起关键作用的是C-S-H浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响刘艳红何智海(湖南省郴州市建筑学校)摘要:利用粉煤灰配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一。
本文主要介绍粉煤灰的主要性质以及它的早期激发对混凝土强度的影响。
关键词:粉煤灰;混凝土;强度水泥与混凝土36--广东建材2008年第4期凝胶的数量,而混凝土材料的结构,即为三个层次的界面结构:粗骨料-水泥石界面结构、细骨料-水泥石界面结构和水泥颗粒之间的界面结构,三个层次的界面结构互相联系,但影响较大的是粗骨料-水泥石界面结构[4]。
3.1粉煤灰的二次水化反应粉煤灰中活性成分之所以能参与火山灰反应,在于粉煤灰颗粒中的玻璃相在碱性条件下可以破裂而溶出活性成分,然后得以与Ca(OH)2反应生成C-S-H这种对强度有贡献的产物[5]。
有研究[6]表明:在混凝土中,粉煤灰的玻璃相在28天前只发生表面蚀刻,而没有真正破裂溶出大量活性成分,28天以后玻璃相中溶出的活性成分大大增加。
粉煤灰取代部分水泥以后,由于粉煤灰活性较低,而反应又是与水泥水化产物Ca(OH)2发生的二次水化反应,因而生成C-S-H凝胶的速度较慢,这样在28天以内,其水泥石中C-S-H凝胶的数量较少,从而引起强度的下降;28天以后的初期水泥水化进行到一定程度,沉积在水泥颗粒表面的水化产物达到相当的厚度,未水化的那部分颗粒与水接触十分困难,水化进行的非常缓慢,水化生成的C-S-H凝胶数量增加得很少,因而此时,强度的增长仍有限,此时,粉煤灰主要发挥的是物理效应;达到90天以后,粉煤灰的活性成分吸附的Ca(OH)2逐渐的由物理吸附转变成化学反应,Ca(OH)2的量大幅度下降,C3S及C2S相应减少,使水泥石在后期结构中C-S-H凝胶增加较多。
这就是掺入粉煤灰的混凝土,其早期强度降低而随龄期增长其强度快速增长的主要原因。
3.2粉煤灰的掺量就粉煤灰掺入混凝土多少,能够恰到好处地提高混凝土的使用寿命,一直是研究的一个热门课题。
粉煤灰掺入到混凝土中能在一定程度上促进水泥熟料的水化,一是通过降低溶液中的石灰浓度来加速熟料水化,二是粉煤灰表面可以吸附Ca2+,为C-S-H水化物的沉淀提供更多的场所,以加速C3S及C2S等矿物的水化和溶解[7]。
粉煤灰掺量较低时,粉煤灰的存在会加速水泥的早期水化,从而可以提高混凝土的早期强度,这里就存在一个粉煤灰的利用率较低的问题;但当掺量较大时,水泥水化产生的Ca(OH)2不足以激发粉煤灰的活性,粉煤灰的密实填充效应和活性效应所带来的混凝土强度的增加并不能补偿因水泥用量减少而引起的强度下降。
同时有研究表明:掺粉煤灰的混凝土后期强度的增长率较高,并随着粉煤灰掺量的增加而增加。
90天与28天相比,其强度增长率为:不掺粉煤灰为5%~20%,掺20%粉煤灰为20%~35%,掺40%粉煤灰为35%~50%。
当然后期强度的增长并非随粉煤灰掺量的无限增加而增大,这里有个最佳掺量的问题。
这个最佳掺量随着粉煤灰的成分、细度、颗粒结构形态以及所用水泥品种等不同而有差异。
据试验来说,对硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥来说,粉煤灰的最佳掺量以20%~40%为宜。
具体掺量均应该通过试验来确定。
混凝土中掺入粉煤灰以后早期强度有所降低,采用超量取代法可以较好地解决这一问题,因为这样可以增加水化物的总量和发挥微集料的密实填充效应,使混凝土强度得到一定提高。
3.3粉煤灰的掺入方式粉煤灰作为一种矿物掺合料用于混凝土中,可以采用不同的加入方式。
一种是内掺法,即在熟料粉磨时加入粉煤灰一起磨制得混合水泥;一种是外掺法,即在拌制混凝土时直接加入粉煤灰。
另外,还可采用双掺和三掺的方式将粉煤灰与其他混合材或者外加剂同时掺入混凝土中[8]。
采用内掺法时,由于粉煤灰与熟料一起粉磨,对粉煤灰可以起到一定程度的机械活化作用。
一方面,粉煤灰中的多孔团聚物被分散,一些大的或者有空腔的粒子被粉碎,粉煤灰的比表面积增大,并且新增表面往往具有更高的活性;另一方面,粉煤灰颗粒与水泥粒子在粉磨过程中能更紧密地接近,更均匀地混合,有利于火山灰反应的进行。
由于机械活化作用,粉煤灰的有效影响得以更充分地发挥,因此采用内掺法可以更有效地提高混凝土的强度。
随着对粉煤灰改性作用认识的不断提高。
粉煤灰在混凝土中的高掺量以及超量取代越来越受到重视。
配制高掺量粉煤灰混凝土时,多采用外掺法。
一方面,外掺方式可以简化工艺流程,节约粉磨能耗;另一方面,外掺的粉煤灰不仅可以取代部分水泥作为混凝土的胶结料,还起到微集料的作用,并且,大量分散细小的粉煤灰颗粒为水化产生的Ca(OH)2结晶提供了均匀分布的成核点,避免其在集料表面的定向排列,有效地改善了混凝土过渡区的结构,提高混凝土强度。
由于粉煤灰的掺入会降低混凝土的早期强度,因此可以采用双掺或三掺的方式,在掺入粉煤灰的同时加入其他的混合材或外加剂,取长补短,各组分性能的叠加甚至超叠加效应可以弥补这一缺陷。
3.4粉煤灰的激发水泥与混凝土37--广东建材2008年第4期为了充分发挥粉煤灰的潜在活性,提高粉煤灰混凝土的早期强度,必须对粉煤灰的活性进行激发。
激发粉煤灰活性的常用方法有物理激发和化学激发。
在众多的研究成果中,对粉煤灰活性的化学激发是研究的热点之一。
化学方法不需要添置专门的设备较容易实现,添加激活剂就是方法之一。
这些研究主要概括为:碱激发和硫酸盐激发。
前者是基于高碱条件下有利于破坏粉煤灰中的玻璃相,后者则是基于硫酸盐与粉煤灰中的铝酸盐相可以形成对强度有贡献的产物。
物理激发主要是指高温激发。
高温激发粉煤灰活性的主要方法是:在水热条件下,玻璃体网络结构更容易被破坏,[SiO4]4-四面体的聚合体解聚成单聚体和双聚体,而且温度越高,破坏作用越强,从而提高粉煤灰活性,增加粉煤灰混凝土的强度。
在粉煤灰取代率为40%条件下,养护温度从20℃升高到40℃,粉煤灰水泥净浆中粉煤灰开始水化的时间从28天提前到了7天,且一年龄期的水化程度也得到了提高。
当蒸汽养护时,粉煤灰表面相当致密的铝硅玻璃体只能在表面有所反应,而不能使球体完全破坏,内部大量的SiO2和Al2O3不能参与反应,因此蒸汽养护对粉煤灰活性的激发非常有限,在早期相应生成的低碱性水化物就比较少,对早期强度的贡献便小。
当蒸压养护时,粉煤灰致密玻璃体解体,大量的SiO2和Al2O3参与反应,吸收了大量的Ca(OH)2,粉煤灰的活性得到了充分的发挥,生成了大量低碱性水化物,强度得到了大幅度提高。
4粉煤灰混凝土性能特点通过对粉煤灰特性、新拌粉煤灰混凝土的性能、硬化粉煤灰混凝土的性能和粉煤灰混凝土的结构性能的充分研究,发现粉煤灰混凝土具有下列特点:粉煤灰的加入可增加混凝土流动度,有效提高混凝土的坍落度,抑制混凝土的坍落度损失,改善混凝土的和易性、泌水性和离析现象,降低混凝土的水化热、徐变和收缩率,提高混凝土的密实度和细化孔隙,从而改善混凝土的孔结构和骨料与水泥石的过渡区结构,提高混凝土的抗渗性和抗蚀能力,粉煤灰混凝土的凝结时间、弹性模量、抗磨性、抗冻性与普通混凝土相近;同时,混凝土中掺入粉煤灰,可节约大量水泥,降低生产成本,改善环境,具有良好的经济效益和社会效益。