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混凝土粉煤灰的作用与用途1. 什么是粉煤灰？嘿，大家好！今天我们来聊聊一个看似枯燥却又相当有趣的话题，那就是混凝土中的粉煤灰。
别急着打哈欠，听我说，粉煤灰其实是从燃烧煤炭时产生的细小颗粒，基本上就是煤炭燃烧后的“灰烬”。
可别小看了这“灰烬”，它可是在建筑界里扮演着重要角色哦！想象一下，在高楼大厦的混凝土中，有这么一种神秘的材料在默默工作，帮助混凝土更结实、更耐用，真是神奇吧？2. 粉煤灰的作用2.1 提高混凝土强度首先，粉煤灰能提高混凝土的强度。
这就像你喝咖啡的时候加了一点糖，瞬间就变得更加美味。
粉煤灰不仅能改善混凝土的强度，还能提升其抗压能力，让建筑物更加稳固，不怕风吹雨打，简直是个建筑界的“隐形战士”！2.2 增强耐久性接下来，我们说说它的耐久性。
用粉煤灰的混凝土就像给建筑穿了一层“防弹衣”，能抵挡各种外界的侵袭。
特别是在一些潮湿的环境中，粉煤灰能有效减少混凝土的渗透性，延长它的使用寿命，真是给老百姓省了不少维修费呢！2.3 环保小能手再来，粉煤灰可不是只有力气，它还有一颗环保的心。
用粉煤灰替代一部分水泥，能有效减少水泥的用量，降低二氧化碳的排放，这在如今提倡绿色建筑的背景下，简直就是一项“环保行动”。
可以说，粉煤灰不仅能让建筑更强大，还能为地球出一份力，真是一举两得，谁不爱呢？3. 粉煤灰的用途3.1 建筑材料说到用途，粉煤灰在建筑材料中的应用可真不少。
你在街头看到的那些高楼大厦、桥梁、甚至是道路，大部分都含有粉煤灰，真是随处可见！它的加入使得这些建筑物更具抗压能力，使用寿命大大延长。
试想一下，如果没有它的存在，我们的城市会变得多么脆弱，简直让人不敢想象啊！3.2 路面施工而在路面施工方面，粉煤灰也大显身手！比如，在高速公路和机场跑道的混凝土中加入粉煤灰，不仅能提高强度，还能降低热胀冷缩的影响，减少裂缝的出现。
可以说，粉煤灰就是那条“保护神”，为我们的出行保驾护航，真是个好帮手！3.3 其他领域除了建筑和路面，粉煤灰还可以用在水泥制品、保温材料以及灌浆材料等多个领域。
混凝土掺合料的作用原理及应用前景一、混凝土掺合料的作用原理混凝土掺合料是指通过在混凝土中掺入一定比例的适宜掺合料，来改善混凝土的性能和性质的一种材料。
混凝土掺合料的种类很多，常见的有粉煤灰、矿渣粉、硅灰、膨胀剂、减水剂、增稠剂等。
1.粉煤灰粉煤灰是指在燃煤的过程中，煤中的无机物在高温下与空气中的氧反应而形成的一种细粉末状物质。
粉煤灰的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等，具有较高的硅酸盐反应活性，因此能够减缓混凝土的水化反应速度，从而使混凝土具有更好的耐久性和抗裂性。
2.矿渣粉矿渣粉是指在冶金工业生产过程中副产的颗粒状细粉末，主要成分为硅酸盐、铝酸盐、铁酸盐等。
矿渣粉的掺入可以减少混凝土的水灰比，提高混凝土的力学性能，同时还能改善混凝土的耐久性和抗裂性。
3.硅灰硅灰是指在烟气脱硫、脱硝等工艺中副产的一种细粉末状物质，主要成分为SiO2、CaO等。
硅灰的掺入可以提高混凝土的强度和耐久性，同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
4.膨胀剂膨胀剂是指一种能够使混凝土体积膨胀的掺合料，主要成分为煤炭、木材等有机物和碱性金属氧化物。
膨胀剂的掺入可以提高混凝土的抗渗性和耐久性，同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
5.减水剂减水剂是指一种能够降低混凝土水灰比的掺合料，主要成分为高分子聚合物或有机酸盐。
减水剂的掺入可以提高混凝土的流动性和工作性能，同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
6.增稠剂增稠剂是指一种能够增加混凝土粘度的掺合料，主要成分为高分子聚合物。
增稠剂的掺入可以提高混凝土的抗裂性和耐久性，同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。
二、混凝土掺合料的应用前景随着建筑工程的不断发展，对混凝土的性能和性质要求也越来越高。
混凝土掺合料的应用可以改善混凝土的性能和性质，提高混凝土的耐久性和抗裂性，同时还能减少混凝土的收缩和裂缝，降低混凝土的成本和施工难度。
目前，混凝土掺合料的应用已经广泛，不仅在建筑工程中得到了应用，还在道路、桥梁、地下工程等领域得到了应用。
混凝土中添加粉煤灰和石灰的效果与规格一、引言混凝土是建筑领域中常用的一种材料，具有高强度、耐久性等特点。
为了提高混凝土的性能，人们尝试添加一些掺合料。
其中，粉煤灰和石灰是常用的掺合料之一。
本文将详细介绍粉煤灰和石灰对混凝土性能的影响及其规格。
二、粉煤灰对混凝土性能的影响1.强度添加适量的粉煤灰可以增加混凝土的强度。
粉煤灰中的硅酸铝酸盐等物质可以与水中的钙离子反应生成较强的水化硬化产物，从而提高混凝土的强度。
但是，如果添加过量的粉煤灰，会导致混凝土强度下降。
2.耐久性粉煤灰中的硅酸铝酸盐等物质可以填充混凝土中的微孔和裂缝，从而提高混凝土的密实度和耐久性。
此外，粉煤灰还可以减缓混凝土中的碱-骨料反应，防止混凝土龟裂、脱落等现象。
3.流动性添加适量的粉煤灰可以提高混凝土的流动性。
粉煤灰可以减少混凝土的内摩擦，从而使混凝土更易于流动和振实。
4.颜色粉煤灰中的灰色颜料可以改变混凝土的颜色，使其呈现出深灰色。
这种颜色可以使混凝土与周围环境更加协调，美化建筑。
三、石灰对混凝土性能的影响1.强度添加适量的石灰可以增加混凝土的强度。
石灰中的氧化钙可以与水反应生成氢氧化钙，从而促进混凝土的水化反应，提高混凝土的强度。
2.耐久性石灰可以填充混凝土中的微孔和裂缝，从而提高混凝土的密实度和耐久性。
此外，石灰还可以减缓混凝土中的碱-骨料反应，防止混凝土龟裂、脱落等现象。
3.流动性石灰可以改善混凝土的流动性。
石灰可以与水形成胶凝体，从而改善混凝土的黏度和流动性。
4.减水性石灰可以作为减水剂使用，从而减少混凝土中的水泥用量和水用量，提高混凝土的强度和耐久性。
四、粉煤灰与石灰同时添加对混凝土性能的影响1.强度粉煤灰和石灰同时添加可以增加混凝土的强度。
粉煤灰和石灰中的硅酸铝酸盐等物质可以与水中的钙离子反应生成较强的水化硬化产物，从而提高混凝土的强度。
2.耐久性粉煤灰和石灰同时添加可以填充混凝土中的微孔和裂缝，从而提高混凝土的密实度和耐久性。
粉煤灰对混凝土性能的影响和工程应用摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了工程建设的步伐。
粉煤灰是煤燃烧后的固体废渣，主要来自火力发电，它会破坏生态环境，因此早在上世纪20年代国外一些学者开始了对粉煤灰的研究和利用。
我国混凝土在粉煤灰的利用率上还有上升空间，在混凝土中利用粉煤灰不仅能够保护生态环境，还能生产出绿色高性能混凝土，具有较好的生态效益和社会效益。
本文主要对粉煤灰对混凝土性能的影响和工程应用进行论述，详情如下。
关键词：粉煤灰；混凝土性能；影响；工程应用引言粉煤灰是燃煤火力发电过程中，细磨煤在1200～1700℃的燃煤炉中燃烧后产生的主要燃烧残留物，它是由原料煤中存在的各种无机和有机成分产生的。
高温燃烧过程中的不可燃物质发生熔融、冷却等变化，最终形成玻璃态的球形颗粒。
最后，这部分颗粒（粉煤灰）会在烟气排出前被静电除尘器、布袋除尘器或旋风分离器等清洁设备捕获收集下来。
粉煤灰颗粒物主要物质是主要由碎煤炭块料在高温炉中缓慢燃烧并凝固分解时缓慢燃烧后产生热量形成的细颗粒状碎末,主要矿物组成也是主要随碎煤炭颗粒物在高温中燃烧所产生能量时有机物、水分逐渐丢失而所逐渐形成的颗粒灰分。
当初燃烧后形成时的大颗粒粉煤灰块在较低温空气介质条件中在进行高温快速的氧化及冷却的反应分解时,会慢慢氧化并形成了一些颜色规则而均匀的且颗粒较少致密且坚硬致密的块状固体物质。
粉煤灰产品的年最终综合产量达到多少是与劣质原煤及其自身产品的燃烧自然燃烧变质及氧化还原程度等之间都有占相当或者很大一定比例上的正函数关系,变质或缺氧等程度都相对越高的劣质煤在通过高温燃烧自然分解而形成的优质的粉煤灰成品中的有机碳含量相对则将会相对变得相对越低。
煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物――灰和渣。
煤炭经磨细吹入锅炉中迅速燃烧,形成粉煤灰和炉渣,粉煤灰主要经电场静电除尘器收集下来,经仓泵输送至储灰库,而颗粒较大或呈块状的炉渣,则掉入炉底沉渣池,经捞渣机输送至脱水仓,经脱水后排出。
粉煤灰对水泥石膏制品性能的影响及其机制研究摘要：粉煤灰作为一种常见的矿山尾矿物质，广泛应用于建筑材料行业，特别是在水泥石膏制品生产中。
本文旨在研究粉煤灰对水泥石膏制品性能的影响，并深入探讨其中的机制。
研究结果表明，适量添加粉煤灰可以显著改善水泥石膏制品的力学性能、耐久性和减小环境污染。
1.引言水泥石膏制品是一种常见的建筑材料，具有重要的应用价值。
近年来，随着环境保护意识的增强，研究粉煤灰在水泥石膏制品中的应用已经成为一个热点话题。
研究表明，适量添加粉煤灰可以显著提高水泥石膏制品的力学性能、耐久性，同时减小环境污染。
2. 粉煤灰的特性及组成粉煤灰是一种矿山尾矿物质，主要成分为二氧化硅、氧化铁和氧化铝等。
其微观结构包含了大量的气孔和细小的颗粒。
这些特点使得粉煤灰具有较高的活性，有利于与水泥石膏中的水化产物发生反应。
3. 粉煤灰对水泥石膏制品力学性能的影响研究发现，适量添加粉煤灰可以显著提高水泥石膏制品的抗压强度、抗折强度和耐冻融性能。
这是由于粉煤灰中的二氧化硅与水泥石膏中的水化产物发生反应，生成新的水化产物，填充了石膏基体中的孔隙结构，增加了材料的致密性和强度。
4. 粉煤灰对水泥石膏制品耐久性的影响粉煤灰在水泥石膏制品中的应用还可以显著提高其耐久性。
粉煤灰中的活性成分能够与水泥石膏中的氢氧化钙反应，形成硬硫铝酸盐和硬硅铝酸盐等物质。
这些新生成的物质填充了孔隙，减缓了水泥石膏制品的渗透性和碱-骨料反应，提高了其抗渗漏性能和抗碱性能。
5. 粉煤灰对环境影响的研究粉煤灰在水泥石膏制品中的应用对环境污染也有一定的影响。
研究发现，粉煤灰能够吸附大气中的有机物，减少有机物的释放，降低了环境中的污染物浓度。
此外，添加粉煤灰可以减少水泥石膏制品的能耗，缓解了对天然资源的压力，具有较好的环保效益。
6. 粉煤灰添加机制的研究研究人员通过实验发现，添加粉煤灰可以促进水泥石膏中的水化反应，生成新的水化产物。
同时，粉煤灰中的活性成分能够改变水泥石膏中的晶体结构，提高其稳定性和力学性能。
第27卷,第4期 中国铁道科学Vol127No14
2006年7月 CHINARAILWAYSCIENCEJuly,2006
文章编号:100124632(2006)0420027205
粉煤灰对高性能混凝土早期收缩的抑制及其机理研究安明喆1,朱金铨2,覃维祖2,马亚峰1(1.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;2.清华大学土木水利学院,北京 100084) 摘 要:自收缩是引起低水胶比高性能混凝土早期开裂的主要原因。通过不同掺量粉煤灰混凝土自收缩的测定,研究粉煤灰对高性能混凝土自收缩的抑制作用。通过水化结合水和内部孔含量的测定以及微观结构形貌分析,研究粉煤灰抑制自收缩的作用机理。研究表明:粉煤灰通过改变胶凝材料体系水化速度、徐变系数、弹性模量,可以有效抑制早期混凝土的自收缩。粉煤灰掺量在0～20%范围内,混凝土自收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰惨量超过20%后自收缩减少的幅度变小。粉煤灰抑制自收缩的作用在初凝至1d龄期内非常突出。
关键词:高性能混凝土;自收缩;粉煤灰;抑制;机理 中图分类号:U214118 文献标识码:A
收稿日期:2005208229
基金项目:国家自然科学基金资助项目(10102002) 作者简介:安明喆(1970—),男,吉林蛟河人,副教授
低水胶比的高性能混凝土在我国的客运专线、城市轨道交通等基础设施建设中已开始大量推广使用,但是由于高性能混凝土的早期体积稳定性不良,引起的钢筋混凝土开裂问题已显得非常突出。钢筋混凝土的开裂不仅严重影响结构物的承载能力,同时削弱结构的耐久性能与安全性能。研究表明,在诸多体积稳定性的影响因素中,早期自收缩是主要原因。高性能混凝土的早期自收缩比普通混凝土大很多[1],低水胶比高性能混凝土在约束作用下密封养护时,自收缩作用下产生贯通裂缝[2],混凝土内部的自干燥及干燥裂缝会导致掺入硅粉的低水胶比混凝土后期强度出现倒缩[3]。本文通过实验探讨粉煤灰抑制低水胶比高性能混凝土自收缩的效果,并分析其抑制作用机理。1 原材料 水泥采用冀东4215PⅡ型硅酸盐水泥,其28d胶砂抗压和抗折强度分别为6418MPa和816MPa。粉煤灰采用内蒙古元宝山电厂一级粉煤灰,SiO2含量为56172%,Al2O3含量为21143%,烧失量为2148%,需水量为95%。外加剂采用山东莱芜产的粉状高效减水剂FDN2A,减水率为21%。砂子采用北京昌平龙凤山产的中砂,细度模数为311,颗粒级配良好,石子采用北京产的碎卵石,最大粒径25mm。
2 实验内容和方法 本文从宏观和微观两方面进行粉煤灰对高性能混凝土自收缩抑制作用的研究。宏观通过测定不同掺量粉煤灰混凝土的自收缩,研究粉煤灰对高性能混凝土自收缩的抑制作用;微观通过测定水化结合水和内部孔含量,观测结构微观形貌,分析粉煤灰抑制自收缩的作用机理。考虑到掺入粉煤灰可以有效降低混凝土水化热的研究已很多,本文未对温度收缩的减少作用进行研究。混凝土自收缩测定选用文献[4]的实验方法。试件尺寸定为100mm×100mm×324mm,收缩变形用千分表测定,混凝土内部温度用温度传感器测定,热胀系数取10×10-6℃-1,对测定结果进
行温度变形的修正。混凝土自收缩试验试件的配合比及编号见表1
所示。粉煤灰的掺入采用内掺法,替代水泥量分别表1 不同粉煤灰掺量混凝土的配合比编号水/(kg・
m
-3)水泥/(kg・m-3)砂子/(kg・m-3)石子/(kg・m-3)粉煤灰/(kg・m-3)水胶比FDN2A/(kg・m-3)
1#1605507051057001298125
2#16049569410415501298125
3#160440687103111001298125
4#160385684102616501298125
为0%,10%,20%,30%。外加剂掺量为胶凝材料用量的115%。 结合水量测定采用灼烧失重法,选用ZKG230真空干燥箱和高温炉。选取与1#,2#,4#同配合比的水泥净浆(去除骨料),在密封的玻璃瓶中养护。在龄期达1,3,7,14,28d时,将试样浸泡到丙酮中停止水化,并带丙酮研磨至400目,再用真空泵抽滤,测定化学结合水。内部孔含量测定采用压汞法,选用上海大隆机器厂生产的J5270型汞压力测孔仪。从3d龄期的混凝土中剪取3mm左右的水泥石颗粒,浸泡在丙酮中停止水化。测孔前放入真空干燥器内进行干燥,温度控制在70℃,真空度控制在760mmHg柱,干燥24h。试样干燥完毕后放入干燥器内保存,以备测试。微观结构形貌采用OPTON产CSM2950型扫描电子显微镜观测。从1,3,28d龄期的混凝土中剪取5mm左右的水泥浆颗粒,浸泡在丙酮中停止水化。观测前的干燥和保存同测孔试样。3 结果与分析311 粉煤灰对自收缩的影响图1为不同粉煤灰掺量混凝土的自收缩随龄期的变化曲线。由图1可见,不同粉煤灰掺量的混凝土自收缩发展规律是,3d前增长速度很快,3d后增长速度快速减慢,7d后极其缓慢。混凝土的自收缩随粉煤灰掺量的增加而降低,特别是对早期自收缩的降低作用非常显著。1#,2#,3#,4#混凝土试件1d的自收缩分别是218×10-6,142×10-6,76×10-6,39×10-6,2#,3#,4#混凝土试件的自收缩只是1#的65%,35%,18%。1d后1#与2#的自收缩的增长速率明显减少,但是3#和4#的增长仍较大,1d至3d龄期范围内自收缩增长幅度随粉煤灰掺量的提高而增大,粉煤灰对早期自收缩有一定的“滞后效应”。3d后不同粉煤灰掺量混凝土的自收缩增长速率均快速减慢,自收缩增长幅度基本相同。不同粉煤灰掺量的混凝土3d自收缩已达到28d的85%以上,7d后自收缩增长速率已很小,1#,2#,3#,4#混凝土试件7
d的自收缩量分别是257×10-6,212×10-6,145×10-6,137×10-6。
图1 不同粉煤灰掺量高性能混凝土自收缩随龄期变化曲线
图2是粉煤灰掺量与28d自收缩值的关系曲线,由图2可见,粉煤灰掺量在0～20%范围内,
随掺量的增加,自收缩值降低幅度增大,但是掺量超过20%后,粉煤灰抑制混凝土自收缩作用的提高幅度并不明显。可见,混凝土自收缩主要发生在早期,粉煤灰可以显著降低混凝土早期的自收缩。
图2 粉煤灰掺量与28d自收缩值关系曲线312 粉煤灰抑制自收缩机理分析31211 自收缩产生机理混凝土的自收缩是由水泥石内部自干燥作用所致。胶凝材料的水化过程生成水化收缩,混凝土初
82中 国 铁 道 科 学 第27卷凝后形成内部含有孔隙的结构。当无外界供应水或外界供应水的速度小于孔隙形成速度时,孔隙内部趋于不饱和,在毛细孔内产生弯月面。随着水化进程的深入,自由水的消耗与孔结构的细化,毛细孔内弯月面的临界半径r0降低,孔隙内部的负压ΔP=2γcosθr0增加。负压ΔP作用在水泥石壁上,使混凝土产生弹性变形与徐变,引起宏观变形,即自收缩。因此自收缩的发展规律与胶凝材料水化程度、孔结构分布、弹性模量及徐变系数等因素有关。31212 微观试验结果图3是不同粉煤灰掺量混凝土试件中胶凝材料水化结合水率的测定曲线。由图3可见,随着粉煤灰的掺入,1d前胶凝材料的结合水率降低,其降低幅度随粉煤灰掺量的增加而增大。7d后高粉煤灰掺量混凝土的胶凝材料的结合水率高于低掺量或不掺混凝土。说明随着粉煤灰的掺入,1d前胶凝材料的水化速度降低,其降低幅度随粉煤灰掺量的增加而增大。7d后的水化速度随粉煤灰掺量的增加有所增加。
图3 粉煤灰掺量对混凝土结合水率影响曲线 图4和图5分别为扫描电镜观察到的3
#,4#
混凝土试件早期的内部形貌。由图4和图5可见,
1d,3d龄期时,粉煤灰颗粒表面光滑,说明此时胶凝材料中的粉煤灰基本没有参加水化反应,因此相同水胶比条件下粉煤灰等掺量替代硅酸盐水泥时,
图4 3#的早期水泥石内部形貌图5 4#的水泥石早期内部形貌
92第4期 粉煤灰对高性能混凝土早期收缩的抑制及其机理研究相当于减少了体系参加水化反应的胶凝材料量。 图6为4#混凝土试件28d水泥石内部形貌。由图6可见,粉煤灰逐步参加水化反应,光滑的表面已变得粗糙,水化产物C2S2H覆盖在粉煤灰颗粒表面,而AFm,C4AH13等水化产物则向粉煤灰颗粒周围扩散,与早期水泥水化形成的水化产物连为一体。图6 4#的28d内部形貌 图7是用汞压力测孔法测得的1#,2#,3#混凝土试件3d龄期时孔隙累计分布曲线。由图7可见,孔径大于50!的孔隙含量随粉煤灰掺量的增大而增加,特别是200!以上的孔隙含量,掺入粉煤灰后显著提高。图7 不同粉煤灰掺量水泥石3d的孔隙分布曲线31213 粉煤灰抑制自收缩机理分析在初凝至1d龄期范围内,混凝土尚处在从塑性态向硬化态转变的过渡期,水泥石的弹性模量很低,徐变系数很高,自收缩的大小取决于毛细管负压,因此随着粉煤灰掺量的增加,混凝土内部水化产物减少,临界半径增大,毛细管负压降低,产生的自收缩量减少。另外,掺入粉煤灰后混凝土的初凝时间延长,因此初凝至1d龄期内所产生自收缩的有效时间缩短,这也是1d的自收缩随粉煤灰掺量的增加而降低的原因之一。1d后水泥的水化速度主要取决于自由水剩余量与水化产物在水泥颗粒表面堆积和搭结程度。粉煤灰替代部分水泥后,减少了参加水化反应的水泥量,水泥颗粒表面水化产物的堆积和搭结程度减弱,剩余自由水含量提高,有利于未水化水泥的水化。因此1#水化速度减少幅度最大,其次是3
#
,
4#最低。这使1d至3d龄期内不同粉煤灰掺量的
混凝土水化速度趋于相同。这说明掺入粉煤灰后,
即使1d后水化速度与不掺粉煤灰混凝土相同,由于1d前的水化产物的减少,使水泥石硬化体结构相对变的疏松,开口毛细孔的粗孔相对含量增加,
同时阈值孔径也增大,由此可以推断掺入粉煤灰后,早期内部结构变的疏松,弹性模量降低,徐变系数增大,并且粉煤灰掺量愈高,弹性模量愈低,
徐变系数愈大。因此1d至3d龄期范围掺入粉煤灰的混凝土自收缩对毛细孔负压的变化非常敏感,
在相同水化速度下自收缩增长幅度随粉煤灰掺量的增加而有所增大。3d后不同粉煤灰掺量的混凝土的水化速度基本相同。随着水泥水化的深入与粉煤灰的填充效应,使得掺入粉煤灰的混凝土内部结构密实度得到显著改善,弹性模量大幅度提高,徐变系数大幅度下降。因此3d至7d龄期范围内,即使不同粉煤灰掺量的混凝土的水化速度基本相同,其自收缩增长速度变得无明显差异。7d后粉煤灰颗粒参与水化,使体系的水化速度随粉煤灰掺量的增加而提高,混凝土内部的自干燥速度也随粉煤灰掺量的增加而增大。但粉煤灰水化过程固相体积增大,挤压周围的水泥水化产物,
使原来比较疏松的蠕虫状C2S2H发生蠕变,提高水泥石硬化体结构的密实度[5],降低毛细孔含量,
