粉煤灰在混凝土中的作用分析
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長期以來,國內(nèi)外在混凝土中常摻有一定量粉煤灰,但作為水泥的替代材料,大多數(shù)情況下是以如下三種方式應(yīng)用的:在早期強度要求很低,長期強度大約在25~35MPa的大體積水工混凝土中,大摻量地替代水泥使用;在結(jié)構(gòu)混凝土里較少量地替代水泥(10~25%);在強度要求很低的回填或道路基層里大量摻用。
對于粉煤灰的作用機理和應(yīng)用技術(shù),多年來進行了大量的研究工作,取得了不少進展,這些進展對粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用起了一定的推動作用。如摻用的方法從等量替代水泥,發(fā)展到超摻法、代砂法以及與化學外加劑同時使用的雙摻法。對于粉煤灰的作用機理,從主要是火山灰質(zhì)材料特性的作用(消耗了水泥水化時生成薄弱的,而且往往富集在過渡區(qū)的氫氧化鈣片狀結(jié)晶,由于水化緩慢,只在后期才生成少量C-S-H凝膠,填充于水泥水化生成物的間隙,使其更加密實),逐步發(fā)展到分析它還具有形態(tài)效應(yīng)、填充效應(yīng)和微集料效應(yīng)等。但無論哪一方面的研究成果,似乎都改變不了這樣一個事實:在混凝土中摻粉煤灰要降低混凝土的強度,包括28天齡期以后一段時間里的強度,其他性能當然也相應(yīng)受到不同程度的影響,而且這些影響要隨著摻量的增大而加劇。這個事實始終禁錮著粉煤灰在混凝土中,尤其是結(jié)構(gòu)混凝土中的摻量,而且似乎形成了這樣一種成見:摻用粉煤灰是以犧牲結(jié)構(gòu)混凝土的品質(zhì)為代價的。
了解混凝土的微結(jié)構(gòu)的特性及其對性能的影響后,就可以更好地認識粉煤灰在混凝土中的作用。粉煤灰的主要作用可以包括以下幾方面:
1、粉煤灰延緩了水化速度,減小混凝土因水化熱引起的溫升,對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。
2、填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層,由于粉煤灰的容重(表觀密度)只有水泥的2/3左右,而且粒形好(質(zhì)量好的粉煤灰含大量玻璃微珠),因此能填充得更密實,在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。
3、對水泥顆粒起物理分散作用,使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時,水化緩慢的粉煤灰可以提供水分,使水泥水化得更充分。
4、粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng),不僅生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物(與水泥中硅酸鹽的水化產(chǎn)物相同),而且加強了薄弱的過渡區(qū),對改善混凝土的各項性能有顯著作用。
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