火力發電廠等從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的固體粉狀顆粒稱為粉煤灰。制備混凝土時,可將粉煤灰作為一種活性混合材料或摻和材料加入。混凝土摻入一定量的粉煤灰是改善混凝土工作性能、耐久性能,節省水泥、降低混凝土成本,進而節約能源和資源。粉煤灰對混凝土可能發生的效應歸結為三項基本效應,即“形態效應”、“活性效應”、“微集料效應”。
(1)活性效應
粉煤灰系人工火山灰質材料,所以又稱之為“火山灰效應”。因粉煤灰中的化學成份含有大量活性SiO2及Al2O3,在潮濕的環境中與Ca(OH)2等堿性物質發生化學反應,生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質,從而具有一定的水硬性膠凝作用。在混凝土中,粉煤灰可與水泥水化析出氫氧化鈣進行“二次反應”,對粉煤灰制品及混凝土能起到增強作用和堵塞混凝土中的毛細組織,提高混凝土的抗腐蝕能力,因此粉煤灰可以作為活性混合材料部分取代水泥。
(2)微集料效應
水泥顆粒的平均粒徑一般是粉煤灰的3~5倍。粉煤灰摻入混凝土中,可作為一種微型集料填補水泥顆粒間的微小空隙,從而形成混凝土中粉料良好的連續微級配,減少了顆粒間的空隙從而進一步減少了整個膠凝材料體系凝結硬化后的總孔隙率,降低混凝土的滲透性。
(3)形態效應
在顯微鏡下顯示,粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑,質地致密。這種形態對混凝土而言,無疑能起到減水作用、致密作用和勻質作用,促進初期水泥水化的解絮作用,改變拌和物的流變性質、初始結構以及硬化后的多種功能,尤其對泵送混凝土,能起到良好的潤滑作用。
在上述粉煤灰的三大效應中,形態效應是物理效應,活性效應是化學效應,而微集料效應既有物理效應又有化學效應。這三種效應相互關聯,互為補充。
(1)活性效應
粉煤灰系人工火山灰質材料,所以又稱之為“火山灰效應”。因粉煤灰中的化學成份含有大量活性SiO2及Al2O3,在潮濕的環境中與Ca(OH)2等堿性物質發生化學反應,生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質,從而具有一定的水硬性膠凝作用。在混凝土中,粉煤灰可與水泥水化析出氫氧化鈣進行“二次反應”,對粉煤灰制品及混凝土能起到增強作用和堵塞混凝土中的毛細組織,提高混凝土的抗腐蝕能力,因此粉煤灰可以作為活性混合材料部分取代水泥。
(2)微集料效應
水泥顆粒的平均粒徑一般是粉煤灰的3~5倍。粉煤灰摻入混凝土中,可作為一種微型集料填補水泥顆粒間的微小空隙,從而形成混凝土中粉料良好的連續微級配,減少了顆粒間的空隙從而進一步減少了整個膠凝材料體系凝結硬化后的總孔隙率,降低混凝土的滲透性。
(3)形態效應
在顯微鏡下顯示,粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑,質地致密。這種形態對混凝土而言,無疑能起到減水作用、致密作用和勻質作用,促進初期水泥水化的解絮作用,改變拌和物的流變性質、初始結構以及硬化后的多種功能,尤其對泵送混凝土,能起到良好的潤滑作用。
在上述粉煤灰的三大效應中,形態效應是物理效應,活性效應是化學效應,而微集料效應既有物理效應又有化學效應。這三種效應相互關聯,互為補充。
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