下载文档原格式
粉煤灰在混凝土中发挥的效益粉煤灰是煤炭燃烧过程中产生的一种固体废弃物，也是一种重要的工业废弃物。
在混凝土中，粉煤灰可以发挥多种效益，对混凝土的性能和性质有着积极的影响。
本文将从多个方面介绍粉煤灰在混凝土中的效益。
粉煤灰可以改善混凝土的工作性能。
由于粉煤灰具有细粉和球磨性能，可以填充混凝土的细孔隙，提高混凝土的流动性和可塑性。
同时，粉煤灰还能减少混凝土的水灰比，降低混凝土的收缩和龟裂倾向，提高混凝土的抗渗性和耐久性。
粉煤灰可以提高混凝土的强度和耐久性。
粉煤灰中含有大量的硅酸、铝酸和无机盐等活性成分，通过与水中的氢氧根离子反应生成胶凝物质，进而形成胶体颗粒，填充混凝土的孔隙，提高混凝土的强度和密实性。
此外，粉煤灰中的活性硅酸盐还能与水中的钙离子反应生成硅酸钙胶体，填充混凝土的孔隙，改善混凝土的耐久性和抗渗性。
粉煤灰可以降低混凝土的热收缩和温度应力。
在混凝土的水化反应过程中，粉煤灰的颗粒可以吸收水分，形成胶体颗粒，填充混凝土的孔隙，并通过胶凝反应产生强度。
这种吸水作用可以减少混凝土的热收缩，降低温度应力，从而提高混凝土的抗裂性能。
粉煤灰还可以改善混凝土的耐久性和抗硫酸盐侵蚀性能。
粉煤灰中的活性硅酸盐可以与水中的硫酸根离子反应生成硫酸钙胶体，填充混凝土的孔隙，减少硫酸根离子的渗透，提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
总结起来，粉煤灰在混凝土中发挥了多种效益。
它能改善混凝土的工作性能，提高混凝土的流动性和可塑性；它能提高混凝土的强度和耐久性，降低混凝土的收缩和龟裂倾向；它能降低混凝土的热收缩和温度应力，提高混凝土的抗裂性能；它能改善混凝土的耐久性和抗硫酸盐侵蚀性能，提高混凝土的抗氯盐侵蚀性能和耐久性。
因此，粉煤灰是一种重要的混凝土掺合料，对于提高混凝土的性能和性质具有积极的影响，值得在混凝土中得到广泛应用。
不同煤灰制备的天然和再生粗骨料混凝土性能综述发布时间：2022-11-04T02:31:22.415Z 来源：《工程建设标准化》2022年第12期第6月作者：迪里亚，韩伟，张忠璞，郜凌轩，庞博华，刘强[导读] 本文强调了煤灰在混凝土中的有效利用，早期通常倾倒或用于低剖面应用。
迪里亚，韩伟，张忠璞，郜凌轩，庞博华，刘强中建八局第一建设有限公司，济南 250000摘要本文强调了煤灰在混凝土中的有效利用，早期通常倾倒或用于低剖面应用。
在深入研究的同时，研究人员开始在混凝土中使用粉煤灰（FA）、煤底灰（CBA）和池塘灰（PA）等煤灰，以减少倾倒场地，实现环境的可持续性。
此外，在混凝土中使用煤灰可以克服自然资源枯竭的风险，也有助于减少碳排放。
因此，本文对 70 年间开展的 209 项与煤灰利用相关的研究进行了系统评价。
从 1950 年至今。
煤灰（即 FA、CBA 和 PA）在混凝土中的性能，如需水量和水泥浆的稠度、不同混凝土的和易性，对含有天然骨料和再生骨料的常振捣混凝土（NVC）、自密实混凝土（SCC）进行了严格评估和总结。
此外，本文还综述了混凝土的力学性能，如抗压强度和抗拉强度，以及从混凝土渗透性到化学侵蚀的耐久性性能。
不同的研究表明，由于它们的细度和火山灰效应，在混凝土中加入 FA 作为补充胶结材料可提高施工性能、机械强度和耐久性能。
同样，CBA 在混凝土中用作适当含量的细骨料时也产生了积极的结果。
1.引言如今不断增长的人口在很多方面都对一个国家产生影响—— 其中之一就是民众的能源需求。
在古代，人们发现煤炭是主要的能源之一，当时煤炭资源十分丰富。
煤炭的消耗可以很好地作为早期铁路机车运行的能源。
煤炭工业的兴起极大地促进了一个国家的增长和发展。
后来，它的巨大潜力被用于火力发电厂发电。
根据2017-2018 年（CEA 年度报告，2018 年），在印度，有167个容量为 177,070 兆瓦(MW)的火力发电站，使用的煤/褐煤约为 6.2488 亿吨，灰分含量为 33.44%，早期，用于煤炭燃烧的技术效率不高，产生的灰烬粒径范围不同，未燃烧成灰烬以及其他杂质。
浅究火山灰掺合料资源利用及综合效益1 概述火山灰分为人造无机材料和天然火山灰。
天然火山灰是火山运动过程中喷发出天然火山碎石和矿物质颗粒经磨细而成的。
火山灰与水泥或石灰一样具有胶凝特性，混合后与水可发生水化反应生成水化硅酸钙、氢氧化钙等水化产物，并能凝结硬化具有一定强度。
火山灰因其胶凝特性可作为混凝土掺合料应用于粉煤灰、矿粉等掺合料匮乏的工程建设中，具有一定的经济效益和社会效益。
2 火山灰应用可行性分析在混凝土掺合料所有的性能参数中，活性指标最为重要。
本文研究火山灰作为混凝土掺合料的可行性，其活性对其能否作为混凝土掺合料以及以多少掺量应用于混凝土制备具有决定性的作用。
火山灰的掺入对水化反应进程产生影响，但最重要的是对混凝土硬化后强度产生的贡献。
当然对强度的贡献是通过火山灰反应来影响作用的。
一次水化中单位质量的水泥会释放出一定质量的游离钙（石灰），对所有水泥来说，游离钙的量大约是个常数（因为游离钙产生于水泥中占支配地位的硅酸盐相）。
当这些游离钙与液相水分接触，生成碱性激发剂Ca（OH）2。
因此在水存在的条件下，火山灰中的硅便会和Ca2+发生二次水化反应生成额外的水化硅酸钙产物。
由此可见，火山灰的掺入不但起到填充效应，还能起到更为重要的火山灰效应。
2.1 试验原材料与方法试验所用水泥为海螺P.O 42.5；火山灰为云南腾冲火山灰，其化学成分：SiO2：56.59%；Al2O3：18.12%；Fe2O3：6.05%；CaO：7.13%；MgO：2.23%；K2O：3.38%；Na2O：3.12%；TiO2：1.05%；P2O5：0.48%；MnO：0.10%；SO3：0.09%；烧失量：1.43%；砂为天然中砂，级配良好；粗骨料为天然河卵石。
试验分别研究了掺合料比例为0%、30%、50%、60%、70%时的胶砂强度，并分析强度随龄期的发展变化。
试验依据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596-2005）附录D“活性指数试验”进行。
粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响规律研究
杨雪敏
【期刊名称】《江西建材》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为分析粉煤灰掺量与混凝土抗渗性能之间的关系,文中开展了粉煤灰掺量及养护龄期对混凝土抗压强度、孔隙率、渗水高度、渗水压力以及氯离子渗透系数的影响研究。
结果表明,混凝土早期抗压强度、渗水高度及抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增加而降低,渗水压力及孔隙率随着粉煤灰掺量的增加而降低。
当粉煤灰掺量为25%时,混凝土抗压强度、孔隙率、渗水压力、渗水高度及抗氯离子渗透系数均达到最佳。
所有类型混凝土抗压强度、孔隙率、渗水压力、渗水高度及抗氯离子渗透系数均随着养护龄期的增加而增强,早期性能的变化速率远远超过后期性能的变化速率。
【总页数】3页(P17-19)
【作者】杨雪敏
【作者单位】贵州陆通工程管理咨询有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U444
【相关文献】
1.粉煤灰掺量对自密实混凝土细观结构和抗渗性能影响研究
2.粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究
3.粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性
能的影响4.外掺高钙粉煤灰轻集料混凝土力学性能与抗渗性能研究5.基于不同掺量粉煤灰和抗裂减渗剂对面板混凝土性能影响试验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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、水胶比、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。
矿渣微粉-粉煤灰在混凝土中的应用研究
毕春丽;陈景彦
【期刊名称】《粉煤灰综合利用》
【年(卷),期】2005(000)006
【摘要】利用矿渣微粉-粉煤灰复合作为掺合料, 取代水泥量50%配制C30混凝土, 并对混凝土的工作性能和力学性能进行研究. 结果表明, 利用该矿物掺合料的混凝土优于基准混凝土.
【总页数】1页(P24)
【作者】毕春丽;陈景彦
【作者单位】东北电力学院建工系,吉林市,132012;东北电力学院建工系,吉林
市,132012
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.2
【相关文献】
1.矿渣微粉及粉煤灰在混凝土中双掺技术的试验研究 [J], 沈玉婷;谢慧东;王林静;
董传志
2.磨细矿渣微粉在混凝土中的应用研究 [J], 张凡
3.适当湿润的粉煤灰和贮留池内粉煤灰在混凝土中的应用研究 [J], 班雄;穆怀旗
4.粉煤灰和外加剂在混凝土中的应用研究 [J], 陈宏炜
5.超细粉煤灰对水泥性能的影响及在混凝土中的应用研究 [J], 范梦甜;王迎斌;苏英;李佳伟;肖虎成;贺行洋
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
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。
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。
粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述董文辰1 康德君2 王立久1(1.大连理工大学;2.大连市甘区建筑工程质量监督站)摘 要: 介绍了应用活性矿物掺料拌制混凝土的优势,着重介绍了活性矿物材料粉煤灰的性质,并对其在粉煤灰混凝土中的火山灰效应进行分析。
关键词: 活性矿物掺料; 粉煤灰; 混凝土强度; 比强度 在现代水泥与混凝土中,掺入活性矿物掺料(粉煤灰、硅灰、矿渣、天然火山灰等)是一项具有重要科学意义的措施,科技界对活性矿物掺料在水泥与混凝土中所起重要作用的高度重视。
归纳起来,活性矿物掺料在水泥和混凝土中有下列4个方面的作用:¹提高水泥的标号或混凝土的强度。
º改善混凝上的耐久性。
»促进环境保护。
¼降低成本,节约能源。
由于掺入活性矿物掺料可以带来上述技术、经济、环境、社会等诸多方面的重要效益,因此对活性矿物掺料的研究已成为水泥与混凝土科学中的重要研究领域。
1 活性矿物掺料的反应机理众所周知,约占水泥重量75%的硅酸盐熟料矿物C3S和C2S在水化后主要形成钙硅比为1.6～1. 9的高碱性水化硅酸钙(C/S>1.5)和大量游离石灰。
相对于低碱性水化硅酸钙(C/S< 1.5),其强度要低得多,特别是游离石灰的强度极低,稳定性很差,这样就导致水泥石和混凝土的强度不高,耐久性降低。
掺入足够数量的活性矿物掺料以后,掺料中的活性SiO2能逐步地与水泥石中的Ca(OH)2和高碱性水化硅酸钙产生二次反应,即所谓的火山灰反应,生成低碱性水化硅酸钙,其反应式为(0.8～1.5)Ca(OH)2+SiO2+ûn-(0.8～1.5)ûH2O(0.8～1.5)CaO・SiO2・n H2Ox(1.5～2.0)CaO・SiO2・n H2O+y SiO2z(0.8～1.5)CaO・SiO2・n H2O 此外,游离石灰也能与掺料中的活性Al2O3反应,生成水化铝酸钙。
或与SiO2及Al2O3生成水化铝硅酸钙。
这样,不但水化物的质量提高,而且数量增多,使得水泥石的强度及其他性能指标得以大幅度提高。
2 活性矿物掺料—粉煤灰的效应分析粉煤灰的颗粒构成以微细玻璃质球体为主,主要化学成分为SiO2、Al2O3。
粉煤灰在混凝土中的有益效应包括形态效应、火山灰效应(即活性效应)和微集料效应3种。
(1)形态效应 形态效应泛指各种应用于混凝土和砂浆中的矿物质粉料,由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。
粉煤灰中含有大量的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑。
即使粉煤灰等量取代水泥(通常是超量),粉煤灰玻璃微珠除极少量的富铁微珠外,密度均小于水泥颗粒,能使砂浆中浆体的体积增加,因此可以明显地改善砂浆的和易性。
(2)火山灰效应 粉煤灰中的SiO2、A l2O3等硅酸盐玻璃体,与水泥、石灰拌水后产生碱性激发剂Ca(OH)2发生化学反应,生成水化硅酸钙等凝胶,对砂浆起到增强作用。
粉煤灰的活性效应就是指粉煤灰活性成分所产生的这种化学效应。
如将粉煤灰用作胶凝组分,则这种效应自然就是最重要的基本效应。
粉煤灰水化反应的产物在粉煤灰玻璃微珠表层交叉连接,对促进砂浆或混凝土强度增长(尤其是抗拉强度的增长)起了重要的作用。
(3)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,就象微细的集料一样,这样的硬化浆体,也可以看作“微混凝土”。
砂浆或混凝土的硬化过程及其结构和性质的形成,不仅取决于水泥,而且还取决于微集料。
其中粉煤灰的形态效应和微集料效应主要和混凝土的工作性和耐久性相关,而和混凝土强度最相关的火山灰效应是指粉煤灰中玻璃质的SiO2、Al2O3能和水泥水化产生的高碱型水化硅酸钙凝胶及Ca(OH)2晶体发生反应(即“火山灰反应”),生成低碱型的水化硅酸钙凝胶,有利于混凝土中凝胶数量的增多和结构的增密。
综合来看,可认为粉煤灰效应对混凝土强度的影响过程是随龄期的增长从负效28应逐渐向正效应转变的过程。
3 粉煤灰活化方法要充分利用粉煤灰以便减少污染和充分利用资源,必须提高粉煤灰的活性,使其能够满足不同得需要,特别是用作混合材使用方面。
通过对粉煤灰中火山灰作用的试验研究表明,粉煤灰硅酸盐制品6个月后,大于7L m的颗粒未受石灰的侵蚀。
这说明大于7L m的颗粒大多是起填料作用,而小于该粒径的颗粒主要起火山灰作用。
须知,粉煤灰的颗粒组成一般都在5～200L m之间,而50%以上的颗粒粒径是50～100L m,因此至少有50%以上的粉煤灰在早期没有参与火山灰反应。
从这个角度看,提高粉煤灰的火山灰效应的潜在能力是很大的。
王爱勤的研究表明,通过机械活化作用,可有效提高粉煤灰的水化能力,但其早期强度不如后期强度提高得多;钱觉时等的研究结果表明,采用化学外加剂激发粉煤灰活性,可以明显提高粉煤灰混凝土的强度;孟志良等的研究显示,采用复合活化(机械活化加化学外加剂)方法对粉煤灰活性的增强效果更加明显。
提高粉煤灰活性的方法主要有以下4种:3.1 磨细粉煤灰众所周知,粉煤灰中的玻璃质颗粒是其火山灰活性的主要来源。
在这种玻璃质颗粒外层均由一层坚硬玻璃质外壳所包裹,细度不同,这层硬质玻璃体也不同,从而阻碍了粉煤灰火山灰活性的产生。
破坏这层硬质玻璃体,粉煤灰活性将会大大提高。
根据H tting等人提出的固体颗粒粉磨破碎的3种破坏模型,粉煤灰颗粒的破碎应是[A]、[B]2种模型的叠加,[B]模型构成稳定成分,[A]模型构成过渡成分。
依作用机理,粉磨能破坏阻碍粉煤灰火山灰效应的颗粒外层坚硬的玻璃质外壳,增加参与火山灰效应的表面,有利于Ca2+渗透和玻璃体中硅、铝的溶解。
从微观角度讲,粉磨能促进粉煤灰颗粒原生晶格的破坏,切断网络中Si-O键和Al-O键,生成基(原子团)和带电荷的破断面,提高结构不规则和缺陷程度,反应活性增大。
无疑,磨细可提高粉煤灰的活性.但它不能从根本上改变粉煤灰的结构特性。
因此,单用磨细法提高粉煤灰活性是有限的。
试验证明,粉煤灰的磨细时间与其比重、容重、比表面积、标准稠度需水量等物理特性参数有很大关系。
各种粉煤灰在一个最佳的粉磨时间。
3.2 化学物质活化利用化学物质活化粉煤灰,可采用:¹碱性物质:NaOH、Ca(OH)2、水泥熟料等;º碱金属盐: Na2CO3、Na2O・n SiO2等;»硫酸盐:Na2SO4、Ca-SO4等。
扫描电镜研究表明,未经化学活化的粉煤灰玻璃体表面光滑致密,经过化学激发剂活化后的粉煤灰玻璃体表面粗糙,受到严重侵蚀,其可能的活化机理为:第一,在碱性介质中,OH-使粉煤灰中玻璃体表面层的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体网络破坏,聚合度降低,表面活性中心增加,水化反应加快。
玻璃体表面的硬质外壳通过机械粉磨被破坏,表面活性中心数目增加,活性进一步提高第二,Ca(OH)2与活性SiO2和活性Al2O3发生反应生成具有胶凝性的水化产物:水化硅酸钙和水化铝酸钙。
第三,在石膏存在下,水化产物转化成更稳定的具有高强度的水化产物:三硫型水化硫铝酸钙(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)。
介绍几种用碱性激发剂激发粉煤灰火山灰活性的方法有:(1)以石灰和石膏为激发剂在蒸养条件下激发粉煤灰活性;(2)以石灰或水泥为激发剂在高温高压养护下激发粉煤灰活性;(3)以水泥熟料和石膏为激发剂在常温养护下激发粉煤灰活性;(4)以食盐氯化钙等作早强剂间接激发粉煤灰活性。
3.3 改变粉煤灰组成和物相结构目前已有此方面的研究成果。
改变粉煤灰组成和物相结构的主要影响因素为石灰石的加入量、矿化剂的加入量、煅烧温度及煅烧时间。
研究中将粉煤灰、石灰石、矿化剂按一定量比例配合,在适当温度下煅烧一定的时间,然后对煅烧样品做X射线衍射分析及密度、fCaO、安定性、凝结时间、抗压强度、抗折强度等性能测定。
研究结果表明:X射线分析表明燃烧试样的主要矿物为B-C2S等;采用煅烧法改变粉煤灰组成和物相结构得到的粉煤灰期活性很高,掺量较高时能得到高标号的水泥产品。
3.4 热力活化法采用热力活化法激活粉煤灰,其主要影响因素为石灰石的加入量、压蒸温度、压蒸制度、脱水温度与脱水时间等。
研究中将粉煤灰、石灰石按拟定的比例配合,搅拌均匀,成型放入放入高压釜内,按拟定的压蒸温度、压蒸时间进行热力活化后,从蒸压釜中取出放入箱式电炉中按拟定的脱水时间和脱水温度脱水,取出冷却,作强度测试。
找出最佳条件活化粉煤灰,作相应的性能测试。
结果表明,采用热力活化法,可得到活性很高的活化粉煤灰,得到高掺量高标号的水泥产品。
由于各地电厂粉煤灰品质不尽相同,在采用粉煤灰活化方法时,应对粉煤灰的化学组成、矿物组成、碱度和颗粒级配等做必要分析,以确定最佳活化方案。
294 粉煤灰对混凝土性能的影响4.1 对新拌混凝土的影响4.1.1 工作性正常情况下,在相同的混凝土中,掺粉煤灰水泥的绝对体积大于无粉煤灰水泥的体积。
这是因为粉煤灰的密度较小,因此代替水泥的粉煤灰的体积也就等于或大于所替水泥的体积。
另一方面,混凝土的工作性取决于其配比,这样浆体体积的增加提高了混凝土的塑性和粘度。
另外CaO和SiO2浓度的增加,改善了高碱性新鲜浆体中水泥及粉煤灰颗粒分散体的稳定性。
粉煤灰能够改变水泥浆的流变行为,亦即,近于球状的粉煤灰颗粒使一定坍落度下水泥混凝土的用水量减少。
掺加粉煤灰可使用水量减少。
4.1.2 泌水性在特定的工作性下,引气混凝土和非引气混凝土中,使用粉煤灰,使细料体积增加,含水量降低,通常可以减少泌水。
粉煤灰中的细料可以弥补集料中细料的不足,有助于堵塞泌水通道。
4.1.3 泵送性粉煤灰通常可以改善混凝土的泵送性能。
对于粒径较小的细集料混合料或少灰混凝土,作为集料补充的粉煤灰的掺加,将使永泥浆更加粘稠,不易产生离析和泌水。
而且由于球状粉煤灰颗粒减少了集料颗粒问的摩擦阻力以及混凝土和水泵管壁的摩擦力,使工作性和泵送性有所改善。
4.1.4 凝结时间使用粉煤灰,可延长混凝土的凝结时间。
低钙粉煤灰一般能延长凝结时间,而高钙粉煤灰则可延长或缩短凝结时间,或对凝结时间不产生显著影响。
4.1.5 引气粉煤灰对新拌混凝土的含气量和引气后空隙的稳定住均有影响。
对混凝土的引气而言,粉煤灰的掺加一般会增加引气剂的用量。
为保证一定的含气量,添加剂的用量通常要依据含碳量、烧失率、细度和粉煤灰中有机材料的含量等适当增加。
4.2 对硬化混凝土性能的影响4.2.1 抗压强度和强度生成率混凝土在任意给定龄期下的强度和强度生成率受粉煤灰、所用水泥及二者各自的比例等特性的影晌。
掺加粉煤灰与否,对抗拉强度和抗压强度的关系不会产生特殊的影响。
和普通混凝土当量28d抗压强度比较,在室温下试验可知,加入典型的低钙粉煤灰的混凝土龄期7d或不足7d时的强度较低;但如果需要当量3d或7d的强度,则可以通过使用促凝剂或改变混合料配比来实现。
