粉煤灰在混凝土中的效应和作用

时间：2022-03-04

粉煤灰是火力发电厂炼粉锅炉排出的一种工业废渣，是一种人工火山灰材料。化学组成主要是硅质和硅铝质材料，其中氧化硅、氧化铝及氧化铁等的含量一般在85%左右，其他氧化钙、氧化镁和氧化硫的含量较低，主要由晶体矿物和玻璃体组成。那么粉煤灰在混凝土中有着怎样的效应与作用呢？今天太平洋小编就带大家一探究竟。

(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，**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，因而较大地提高了混凝土的耐久性。以上效应或作用协同发挥，较大的提高了混凝土的耐久性。

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