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2022

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粉煤灰在混凝土中的效應(yīng)和作用

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(1)溫峰削減和形貌效應(yīng)

粉煤灰能顯著地降低水泥水化產(chǎn)生的溫升。因?yàn)樗膿饺?,在保持混凝土的膠結(jié)材總量不變的條件下,相應(yīng)地降低了混凝土中水泥的用量。因而,水泥的水化熱量降低,摻量增大時(shí),降低更多。盡管其本身在混凝土中將產(chǎn)生火山灰反應(yīng),要放出水化熱,但是,這種反應(yīng)滯后于混凝土中的水泥水化反應(yīng),而且時(shí)間也拉得很長(zhǎng),其反應(yīng)熱可以忽略。所以,粉煤灰有良好的溫峰削減效應(yīng),能減少因溫升過(guò)大造成的混凝土開裂,提高混凝土的體積穩(wěn)定性。粉煤灰顆粒絕大多數(shù)為玻璃球體,摻入混凝土中可減小內(nèi)摩擦力,從而減少混凝土中用水量,并使混凝土孔結(jié)構(gòu)得到改善,孔徑不斷細(xì)化,孔道曲折程度增大,因此,摻粉煤灰混凝土具有良好的抗?jié)B透能力。

(2)火山灰活性效應(yīng)和吸附作用

粉煤灰顆粒含有活性SiO2和Al2O3,它們不斷吸收水泥水化生成的Ca(OH)2,生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣,并和游離石灰以及高堿度水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng),生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)、數(shù)量更多的低堿度水化硅酸鈣,改善水化膠凝物質(zhì)的組成,并減少或消除了游離石灰,且粉煤灰混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量C一S一H凝膠會(huì)吸收和固定大量Na+,K+和氯化物,使混凝土孔溶液中的有效堿和氯離子含量大大減少,因而有效抑制堿一集料反應(yīng),減少氯離子的侵蝕。

(3)微集料填充效應(yīng)

水泥粒子之間填充性并不好,通常其平均粒徑為20~30μm,而粉煤灰(I,Ⅱ級(jí))的平均粒徑比水泥小,超細(xì)粉煤灰更小,平均粒徑3~6μm。因此,如果在水泥中摻入粉煤灰,則可大幅度改善膠凝材料顆粒的填充性,提高水泥石的致密度。純粉煤灰的相對(duì)密度比水泥的相對(duì)密度要小,在取代細(xì)度相近、重量相當(dāng)?shù)乃鄷r(shí),可使細(xì)顆粒含量增多,這些顆粒填充在水泥粒子之間和界面的空隙中,使水泥石結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)更為致密。同時(shí),粉煤灰中活性成分火山灰反應(yīng)生成的水化硅酸鈣C一S一H凝膠,能填塞了水泥石中毛細(xì)孔隙,堵塞滲透通道,從而使混凝土的抗?jié)B性大幅提高。這樣,水和侵蝕介質(zhì)難以進(jìn)入混凝土的內(nèi)部,因而極大地提高了混凝土的耐久性。以上效應(yīng)或作用協(xié)同發(fā)揮,極大的提高了混凝土的耐久性。

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