粉煤灰的主要性能及其在高性能混凝土中的應(yīng)用

摘要 粉煤灰是工業(yè)廢料，量大，價(jià)廉，可滿足配制高性能混凝土的要求，本文主要介紹了粉煤灰的主要性能和粉煤灰對高強(qiáng)混凝土的改善作用。

關(guān)鍵詞 粉煤灰;高性能混凝土;力學(xué)性能

中圖分類號 TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號1673-9671-(2009)111-0087-01

0前言

高性能混凝土是近年發(fā)展起來的一種新材料，是混凝土技術(shù)進(jìn)入高科技時(shí)代的產(chǎn)物。至今已在不少重要工程中被

采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被各國學(xué)者所接受，被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。高性能混凝土具有高工作性、高強(qiáng)度和高耐久性，通常需要使用礦物摻合料和化學(xué)外加劑。粉煤灰就是其中一種，它是工業(yè)廢料、量大、價(jià)廉、不需(或稍進(jìn)行)加工即可滿足配制高性能混凝土的要求。

1粉煤灰的主要性能

1.1 粉煤灰的化學(xué)成分

粉煤灰的化學(xué)成分基本上與煤的種類及燃燒條件有較大關(guān)系，一般燃燒煙煤與無煙煤的鍋爐排出的粉煤灰SO2含量45-60%，AL2O3 含量20-35%，F(xiàn)e2O3含量5-10%。我國粉煤灰的Si，Al， Fe氧化物含量大多在75%左右，性能較好。

1.2 粉煤灰的燒失量

燒失量過大，粉煤灰的有效成分則過少，且燒失量是粉煤灰中未燃盡碳的含量，他的大小將直接影響粉煤灰的需水量，因此，燒失量過大的粉煤灰摻入砼中，會使砼的抗?jié)B，抗凍等耐久性能降低，經(jīng)檢測粉煤灰燒失量不大于8%，其有效成分可完全滿足普通鋼筋砼的各類成分的需求。燒失量中最主要的部分就是固體碳，所以測定燒失量最簡便的辦法就是檢測碳的含量，由于碳成分存在，火山灰成分相對減少，且會使其需水量增加，所以它的含量可視為有害成分加以控制，同時(shí)燒失量過多，將影響砼的空氣含量，因此粉煤灰的燒失量必須有一個(gè)限值。

1.3 粉煤灰的細(xì)度

粉煤灰的細(xì)度越大則其活性越強(qiáng)是由粉煤灰的組成成分決定的，在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下我們可以看到，粉煤灰是由結(jié)晶體，玻璃體以及少量未燃碳組成的。其顆粒粒徑在5-45μm范圍內(nèi)的顆粒多為玻璃體而粒徑在80μm以上的顆粒多為結(jié)晶體，而粉煤灰的活性主要來自與低鐵的玻璃體，其含量高則粉煤灰活性越高，而結(jié)晶體眾多為石英，莫來石，赤鐵礦，磁鐵礦，它們是不具備活性的，這些物質(zhì)含量較多時(shí)，粉煤灰的活性下降所以粉煤灰中5-45μm的顆粒越多，則活性越高，含80μm以上的顆粒越多，則活性越低，我們所需的Ⅱ級粉煤灰的細(xì)度應(yīng)控制在不大于20%。

1.4 粉煤灰的密度

由于粉煤灰品質(zhì)不同其密度波動在1.8-2.5kg/m3之間。

2 粉煤灰對高強(qiáng)混凝土的改善作用

2.1 有利于強(qiáng)度和耐久性的提高

粉煤灰的摻入可分散水泥顆粒，使水泥水化更充分，提高了水泥漿的密實(shí)度，降低混凝土的泌水，有利于混凝土中骨料一水泥漿界面強(qiáng)度的提高;在化學(xué)火山灰作用方面，粉煤灰顆粒與Ca(OH)2 反應(yīng)生成水化硅酸鈣膠體，有利于混凝土強(qiáng)度的提高。由于粉煤灰減少了混凝土的孔隙，使混凝土的抗?jié)B性明顯提高，改善了混凝土的抗化學(xué)腐蝕的能力，還能有效地減小堿—骨料反應(yīng)引起的混凝土膨脹，極大地提高了混凝土的耐久性。

2.2 有利于提高混凝土的和易性，對混凝土的澆注條件有明顯的改善

⑴優(yōu)質(zhì)粉煤灰中含有70%以上的球狀玻璃體，其表面光滑無棱角，性能穩(wěn)定，在混凝土泵送、振搗過程中起類似潤滑的作用;⑵新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團(tuán)，粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒，釋放更多的漿體來潤滑骨料， 有利于混凝土工作性能的提高;⑶摻入粉煤灰可以補(bǔ)償細(xì)骨料中細(xì)屑的不足，中斷砂漿基體中泌水渠道的連續(xù)性，同時(shí)品質(zhì)良好的粉煤灰在同樣稠度下能減少砼的拌和用水量，使混凝土中的水灰比降低到更低水平，減少泌水和離析現(xiàn)象。

2.3 有利于混凝土的抗?jié)B、抗凍性能的提高

粉煤灰混凝土的鋁硅酸鹽玻璃微珠，可填充水泥漿體，提高混凝土抗?jié)B性;活性效應(yīng)。粉煤灰中SiO2、Al2O3 與水泥的水化物反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，降低了混凝土的孔隙率，提高了混凝土的抗?jié)B性;微集料反應(yīng)。粉煤灰中微細(xì)顆粒分布于水泥顆粒之間，有利于混和物的水化反應(yīng)，增加了混凝土的密實(shí)性，提高混凝土的抗?jié)B性。

混凝土的引氣量和強(qiáng)度是影響混凝土抗凍性的主要因素，滿足抗凍性要求的引氣量取決于混凝土的強(qiáng)度等級，混凝土強(qiáng)度越高，滿足抗凍性所需的引氣量越低。對于引氣量小于3.5%的粉煤灰混凝土，其水灰比對抗凍性有顯著的影響，則其水灰比對混凝土的抗凍性影響不大。

2.4 減小水化熱對混凝土的影響，有利于大體積混凝土的施工

用粉煤灰代替部分水泥能減小混凝土因水化熱引起的溫升，降低混凝土的絕熱升溫，對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。

2.5 降低外界條件對鋼筋腐蝕作用

影響粉煤灰混凝土護(hù)筋性的主要因素為混凝土的堿度和孔結(jié)構(gòu)?；炷林械匿摻钅軌蚍冷P是由于混凝土的堿性在金屬表面形成一個(gè)細(xì)微的氧化膜。最新研究表明，摻入粉煤灰能降低混凝土的孔隙率，并使混凝土孔結(jié)構(gòu)得到細(xì)化，加大了Cl-的擴(kuò)散難度，取得了良好的防腐效果。

3總結(jié)

粉煤灰作為燃煤電廠的副產(chǎn)品，量大且來源穩(wěn)定，如果利用不好，不僅占用了大量的耕地、水域，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，嚴(yán)重阻礙國民經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展。某些粉煤灰稍進(jìn)行加工即可用于生產(chǎn)高性能混凝土，且能明顯改善混凝土的工作性、力學(xué)性能和耐久性，具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益，推廣粉煤灰高性能混凝土符合可持續(xù)發(fā)展道路，且適合我國國情，前景廣闊。