粉煤灰《三大效应》

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。

混凝⼟科学与技术思考题详解《混凝⼟科学与技术》课后思考题混凝⼟概述1.现代混凝⼟的定义是什么？是指由⽆机的、有机的或⽆机有机复合的胶凝材料、颗粒状⾻料、⽔以及必要时加⼊的化学外加剂和矿物掺和料等组分按⼀定⽐例拌合，并在⼀定条件下经硬化后形成的复合材料2.现代混凝⼟有哪些分类⽅法？3.现代混凝⼟技术的发展重点和⽅向是什么？（⼀）解决好混凝⼟耐久性问题（⼆）使混凝⼟⾛上可持续发展的健康轨道⾻料1.⾻料在传统混凝⼟与现代混凝⼟技术中所起的主要作⽤是什么？有何异同？传统混凝⼟：以⼲硬性和低塑性为主体，浆体相对⽤量少，⽯⼦砂⼦堆积构成⾻架，传递应⼒，起强度作⽤。

2.现代混凝⼟：⽐如预拌混凝⼟，以⼤流态为主体，浆⾻⽐提⾼，砂⽯更多情况下悬浮于胶凝材料浆体中。

传递应⼒功能明显减⼩，⾻料的作⽤更多体现在抑制收缩、防⽌开裂上。

3.粗⾻料和细⾻料是如何划分的？细⾻料：0.15~5mm粒径的⾻料，如砂粗⾻料：粒径⼤于5mm的⾻料，如碎⽯4.在制备混凝⼟过程中，需要考虑⾻料的那些特性？它们是如何影响着混凝⼟的性能？化学外加剂1.在现代混凝⼟中，化学外加剂按照其主要功能可以分为哪四⼤类？2.什么是减⽔剂？减⽔剂在混凝⼟中的主要作⽤是什么？其作⽤机理⼜是什么？减⽔剂指⼀种在混凝⼟拌合料坍落度相同条件下，能减少拌和⽔⽤量的外加剂。

3.什么是引⽓剂？引⽓剂在混凝⼟中的主要作⽤是什么？其作⽤机理⼜是什么？在混凝⼟搅拌过程中能引⼊⼤量均匀分布、稳定⽽封闭的微⼩⽓泡，起到改善混凝⼟和易性，提⾼混凝⼟抗冻融性和耐久性的外加剂。

矿物掺合料1.什么是矿物掺合料？在现代混凝⼟中常⽤的矿物掺合料有哪些？它们对混凝⼟的性能有哪些影响？矿物掺和料是指在混凝⼟拌合物中，为了节约⽔泥，并改善混凝⼟性能⽽加⼊的具有⼀定细度的天然或者⼈造的矿物粉体材料，是混凝⼟的第六组分。

主要有粉煤灰、粒化⾼炉矿渣、硅粉、沸⽯粉、磨细的⽯灰⽯等。

其掺量⼀般较⼤（通常占胶凝材料的20~70%）。

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。

试验检测考试试题部门：姓名：分数：一、填空题1、水泥密度试验时恒温水槽温度应控制在20±1 ℃；第一次和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2 ℃；密度两次测值之差不大于0.02g/cm3。

2、雷氏夹检测时，当一根指针的根部先悬挂在一根金属丝或尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上300g 质量的砝码时，两根指针针尖的距离增加应在17.5mm±2.5mm 范围内。

3、粉煤灰细度筛筛析150 个样品后应进行筛网的校正。

4、混凝土抗冻性试验，降温和升温终了时，试验中心温度应分别控制在-17℃±2℃和8℃±2℃。

5、人工骨料中粒径小于0.16mm ，且其矿物组成和化学组成与被加工母岩相同的颗粒含量称为石粉含量。

6、水泥比表面积试验中，穿孔板有35 个孔。

7、混凝土试件成型时，混凝土拌和物坍落度小于90mm时宜采用振动台振实，坍落度大于90mm时宜采用捣棒人工捣实。

8、凡岩石颗粒的长度大于该颗粒所属粒径的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。

平均粒径指该粒径上、下限平均值。

9、砂子、小石的含水量每4h 检测1 次，雨雪后等特殊情况应加密检测。

在混凝土拌和生产中，应对各种原材料的配料称量进行检查并记录，每8h 不应少于2 次。

10、钢筋焊接接头抗拉强度试验结果修约到5MPa 。

11、水泥标准稠度用水量试验中，以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm 的水泥净浆为标准稠度净浆。

12、有抗震要求的钢筋，钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25 ，钢筋实测屈服强度与屈服强度特征值之比不大于1.30 ，钢筋最大力总伸长率不小于9% 。

13、使用压力试验机或万能试验机时，试件的破坏荷载宜在试验机全量程20%～80% 。

试验机应每年校正，示值误差不应大于标准值的±2% 。

14、散装水泥运至工地的入罐温度不宜高于65℃。

袋装水泥储运时间超过3 个月，散装水泥超过6 个月，使用前重新检验。

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。

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。

粉煤灰掺量对混凝土耐久性的影响发布时间：2022-10-24T06:03:27.169Z 来源：《城镇建设》2022年11期6月5卷作者：罗富方[导读] 粉煤灰通常作为工业废料来处理，作为混凝土的掺和料，不仅能够使废弃物再利用罗富方身份证号码：45212319851020****摘要：粉煤灰通常作为工业废料来处理，作为混凝土的掺和料，不仅能够使废弃物再利用，而且能够降低混凝土的造价，因此粉煤灰混凝土在我国已经得到了广泛的应用。

适量掺入粉煤灰能够改善混凝土的性能，并有利于后期混凝土强度的发展和耐久性的提高。

目前，我国混凝土结构的耐久性劣化是一个普遍存在的问题，每年都要花费大量的人力和物力来处理各种混凝土病害。

因此，如何提高混凝土的耐久性是一个迫切需要解决的问题，具有十分重要的意义。

关键词：粉煤灰掺量；混凝土；耐久性；影响1粉煤灰对混凝土的贡献煤灰可以与水泥水化产物Ca(OH)2反应形成与C-S-H凝胶具有相似组成和力学性能的产物，而且可以降低毛细孔体积和孔径，提高混凝土强度。

并且在浇注大体积混凝土时，用粉煤灰部分代替水泥，可以降低混凝土的水化热，减少温度裂缝的产生。

粉煤灰对混凝土的贡献主要表现在三大效应，即火山灰效应、微集料效应和形态效应。

①火山灰效应指的是粉煤灰中的活性SiO2与水泥的水化产物Ca(OH)2进行二次水化反应，生成难溶的水化硅酸盐C-S-H凝胶沉积在骨料与水泥石界面的孔隙内，水化硅酸盐C-S-H凝胶呈纤维状，具有很大的刚性和比表面积，凝胶粒子间存在着范德华力和化学键力，提高了混凝土的粘结强度和结构稳定性；②形态效应是指粉煤灰颗粒呈大小不等的球状玻璃体，表面致密光滑，在表面负电性的作用下，可以有效地分散水泥颗粒，使浆体充分包裹骨料颗粒，在塌落度和和易性不变的情况下降低用水量，起到减水作用；③微细集料效应是指按照Aim和Goff模型理论，当把揍有超细矿物掺合料的水泥基材料系统看作多元系统，则在该系统中存在着一个最紧密堆积，其值取决于超细矿物接合料颗粒与水泥颗粒的直径比，该比值越小，最紧密堆积值越大。

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。

粉煤灰《三大效应》
粉煤灰《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SiO
2及Al
2
O
3
，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。

粉煤灰在混凝土中的作用原理
1、定义
电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。

2、主要性能指标
上述指标中，性能的优劣：I级＞II级＞III级，性能越好，在下述原理中发挥的作用越明显。

3、在混凝土中的作用原理
粉煤灰在混凝土中的作用原理，主要表现在以下三方面：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、比表面积小，对水的吸附力小，流动性好，在混凝土拌和物中起“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有强度的物质。

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性，抑制了混凝土的离析泌水现象。

粉煤灰特性及其改性方法贾鲁涛【摘要】分析了粉煤灰的细度、需水量比、化学组成、矿物组成、微观形貌等理化特性,阐述了粉煤灰用于水泥、混凝土领域以及用于废水处理的作用机理.从机械粉磨、火法改性、酸改性、碱改性、表面活性剂改性及混合改性等方面介绍了粉煤灰改性方法,有助于改善粉煤灰品质.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】4页(P35-38)【关键词】粉煤灰;理化特性;改性;吸附性能【作者】贾鲁涛【作者单位】华电电力科学研究院,浙江杭州310030【正文语种】中文【中图分类】X705粉煤灰是我国主要的工业固体废弃物之一[1]，预计到2020年我国粉煤灰的累计储量会超过30亿吨[2]。

粉煤灰具有一定的形态效应、微集料效应、火山灰效应，目前主要用于水泥、混凝土等建材行业，不仅可以节约胶凝材料用量，还可以改善混凝土的工作性能，提高强度[3]，改善耐冻融性能等[4]。

另外，也有少量粉煤灰用于土力工程[5-6]、土壤改良[7-8]等的研究。

但受原材料品质、地域、市场等因素限制，仍有大量粉煤灰无法得到有效利用。

如处置不当，极易产生二次污染，破坏生态平衡[9-10]，粉煤灰资源化利用是目前亟需解决的问题。

1.1 细度细度是评价粉煤灰品质的重要指标之一，通常以45μm筛余量（%）作为其细度指标。

粉煤灰细度与煤粉细度、燃烧温度、电厂锅炉类型、收尘设备等都有关系。

粉煤灰的粒径主要分布在0.5-300μm内，平均粒径在10-30μm内。

目前火电厂主要采用静电除尘方式，不同电场收集到的粉煤灰粒径差异较大，某电厂静电除尘器不同电场收集到的粉煤灰粒径分布如图1所示。

可以看出，第一电场收集到的粉煤灰最粗，第五电场收集到的粉煤灰最细[11]。

1.2 需水量比需水量比是粉煤灰用作混凝土掺合料的重要指标之一。

一般来说，粉煤灰细度越大，其需水量比也越大；另外，烧失量、颗粒形貌等也是影响需水量比的重要因素。