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混凝土添加粉煤灰有什么作用?

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随着建筑技术的不断发展,我们对于混凝土的性能要求也越来越高。

在混凝土工程中,为了提高混凝土的性能和降低成本,常常会添加一些掺合料。

其中,粉煤灰作为一种常见的掺合料,被广泛应用于混凝土生产中。

那么,混凝土添加粉煤灰到底有什么作用?是好是坏呢?

本文将为您深入解析粉煤灰在混凝土中的影响,让您一次了解清楚。

谈及粉煤灰砼界小编不得说一下现在粉煤灰的应用现状,我们不难发现,混凝土行业中对粉煤灰的需求正迅速增长。

这一趋势源于混凝土中越来越多地使用粉煤灰的实践。

然而,粉煤灰的资源分布并不均匀,这导致许多地区的优质粉煤灰供应短缺,甚至有些省份连二级灰的供应都面临困难。

这一现状,无疑给混凝土的生产和应用带来了一定的挑战。

粉煤灰

粉煤灰

那么,什么叫做粉煤灰呢?对于一些行业外的人或者很少接触材料技术性问题的人有些陌生。

粉煤灰在混凝土生产中扮演着重要角色,而且它是一种环保型材料。

粉煤灰,也被称为烟灰,是一种外观呈现灰白色的粉末状物质。

它是由煤粉作为燃料的火力发电厂在燃烧过程中产生的工业废料。

当煤粉燃烧时,其中的一部分不可燃杂质和未完全燃烧的碳会被排放出来,形成了这种粉煤灰。

它自身具备三种效应,这些效应能够提升混凝土的抗渗性能,增强其后期的强度,确保混凝土体积的稳定性,并降低大体积混凝土的水化热。

在混凝土工程中,为了改善混凝土的性能,常使用粉煤灰作为混凝土掺合料,它是一种人工火山灰质材料。

在水利工程中,常用的粉煤灰级别为F类Ⅰ级和F类Ⅱ级。

粉煤灰的级别越高,其中的球形颗粒就越多,从而在混凝土中发挥更好的润滑作用。

这不仅有助于节省用水,还能提高混凝土的整体性能。

此外,由于粉煤灰独特的物理特性,它可以对混凝土中的颗粒级配进行微调,并有效填充混凝土中的孔隙,进而提高混凝土的致密性。

另一方面,粉煤灰的化学性能在某些催化剂的作用下会产生反应,起到胶凝的作用,从而进一步提升混凝土的性能。

在实际的工程应用中,当我们采用回弹方法对混凝土主体进行检测时,通常会发现掺有粉煤灰的混凝土其强度稍低。

然而,当我们进行钻心检测时,它的强度却能够达到设计的要求。这显示了粉煤灰在混凝土中的独特作用和效果。

粉煤灰

粉煤灰

▲粉煤灰的形成

在高温环境中,粉煤灰形成了玻璃态物质。当这些物质进入低温区域时,由于表面张力的作用,它们会呈现为不同形态的颗粒。这些颗粒大致可以分为四类:

①首先是微珠,它们呈球形,颗粒细小,表面光滑的硅铝玻璃体。微珠又可以进一步分为实微珠和空心微珠,其中空心微珠由于密度较小,可以漂浮在水面,也被称为漂珠。

②其次是葡萄珠,这类颗粒是由表面粗糙、形状不规则的玻璃体聚集而成,类似葡萄状,且颗粒表面具有大小不等的孔洞。

③第三类是碳粒,这是未燃烧完全的碳,颗粒大小不等,表面多孔。

④最后是碎屑,它们主要是由形状不规则的石英等矿物和玻璃碎屑组成,但数量相对较少。

▲粉煤灰的来源

粉煤灰通常有两个来源。第一个来源是从发电厂获取的湿排灰,这些湿排灰会通过烘干、筛分或磨细处理得到。

这种方式获取的粉煤灰成本较低,但需要投资在烘干和其他加工设备上。

而且,这个过程容易引发二次污染。

通常只有在粉煤灰用量大、质量要求不高,且取灰便利、运输成本低的情况下,才会采用这种方式的粉煤灰。

第二个来源是发电厂利用干排灰加工制成的成品。

这种粉煤灰满足国家标准的质量要求,并且有正规的包装,作为商品进行销售。

这种粉煤灰被称作商品粉煤灰,其使用非常便利。

在制造水泥基材料时,由于粉煤灰的用量较少,但对其质量有一定要求,因此大多数情况下会选择使用商品粉煤灰。

粉煤灰
粉煤灰

粉煤灰具有一些基本特性,这些特性在水泥基材料中表现得尤为明显。

在水泥的后期水化过程中,粉煤灰能够提高水泥基材料的强度,并改善其矿物结构,进而增强其抗冻融耐久性。

当水泥进行充分水化后,结构中会出现大量毛细孔隙,而粉煤灰的水化产物能够堵塞这些孔隙,从而提高混凝土的密实性和抗渗性。

在混凝土中,粉煤灰的用量通常根据具体需求和目标而定,一般在8%~35%之间。

在其他水泥基材料中,其用量范围则因产品、目的及成本等因素而有所不同。

在诸如混凝土、自流平砂浆等水泥基材料中适量掺入粉煤灰,可以显著改善材料的性能。

这主要从两个方面考虑:硬化前和硬化后。

在硬化前,粉煤灰的加入可以减小需水量,降低水灰比,改善流动性,提高密实性,减少离析和泌水,并延长凝结时间。

这主要归功于粉煤灰中的主要成分——空心或实心玻璃微珠。

这些玻璃微珠粒形圆整、表面光滑,能够在自流平砂浆中产生滚珠效应,从而提高流动度。

从硬化后的性能来看,粉煤灰能够提高材料的后期强度,增大材料的密实度,提高耐腐蚀性和改善耐久性。

此外,在自流平砂浆中使用粉煤灰还可以降低材料成本,合理利用废渣,并减少环境污染。

因此,适量使用粉煤灰不仅可以提升水泥基材料的性能,还有助于环境保护和资源的合理利用。

粉煤灰

粉煤灰

1、改善和易性:粉煤灰的加入使新拌混凝土浆体体积增大,从而有效地填充骨料间的空隙,并润滑骨料颗粒。这使得混凝土混合物具有更好的粘聚性和可塑性。此外,粉煤灰颗粒的“滚珠效应”也有助于改善混凝土的和易性。

2、抑制泌水:掺入粉煤灰可以补偿细骨料中细屑的不足,从而中断连续的泌水通道,防止新拌混凝土出现泌水现象。

3、增强后期强度:粉煤灰对混凝土强度的贡献主要体现在三个方面:减少用水量、增加胶凝材料含量以及长期的火山灰反应。这些因素共同作用,确保混凝土在后期获得更高的强度。

4、降低水化热:掺入粉煤灰可以有效地降低混凝土的水化热,从而有助于控制大体积混凝土的温度裂缝。

5、提高抗冻融耐久性:质量良好的粉煤灰可以适当降低水胶比,进而改善混凝土的抗冻融耐久性,使其在恶劣环境下也能保持稳定性。

6、保护钢筋:在水胶比0.35以下的大掺量粉煤灰混凝土中,钢筋可以得到可靠的保护。然而,这需要确保混凝土得到良好的养护。

7、抑制碱骨料反应:粉煤灰的掺入还有助于抑制碱骨料反应,从而提高混凝土的稳定性和耐久性。

8、提高耐久性:当粉煤灰的掺量在一定范围内时,它可以有效提高混凝土的耐久性。适量掺入粉煤灰可以降低混凝土的干缩率并提高抗冻性,进而全面提高混凝土的耐久性。

粉煤灰
粉煤灰

在混凝土中,粉煤灰作为替代材料的加入并非只有优点,也存在一些可能的负面作用。以下是一些可能遇到的不利影响:

1、对强度和耐久性的影响:粉煤灰的硅酸盐活性较低,这意味着它对混凝土强度的贡献可能不如其他材料。当粉煤灰的掺量过高时,混凝土的强度可能会受到影响,有所降低。此外,粉煤灰中的某些化合物可能增加混凝土中氯离子的侵入,进而提高钢筋腐蚀的风险,对混凝土的耐久性产生不利影响。

2、对胶凝时间和凝结性能的影响:由于粉煤灰的硅酸盐活性较低,它的水化反应速度相对较慢。因此,掺入粉煤灰的混凝土可能需要更长的凝结时间,这可能会对施工进度产生影响。

3、对施工性能的影响:粉煤灰的颗粒形态和特性可能会改变混凝土的流动性和工作性能。当掺量过高时,混凝土的流动性可能会降低,使得施工变得更加困难。

4、粉煤灰质量的不稳定性带来的影响:粉煤灰的性质和质量受到多种因素影响,例如燃煤方式、燃烧温度、煤种和煤质等。这种不稳定性可能会对混凝土的整体性能和一致性造成不利影响。

值得注意的是,上述提到的负面作用并非绝对会出现,它们可能在某些特定条件下出现。

在实际工程中,为了避免或减轻这些负面作用,需要根据实际情况进行合理的配合比设计、质量控制和粉煤灰掺量控制。

同时,应始终遵循相关的技术规范和标准,确保混凝土的性能和质量达到预期要求。

粉煤灰

粉煤灰

 

为了充分利用粉煤灰的优点并克服其技术问题,我们需要做到以下几点:

■选择合适的粉煤灰种类和等级:根据工程要求和混凝土的设计强度等因素,选择适合的粉煤灰种类和等级。

控制掺量:适量掺加粉煤灰可以提高混凝土性能,但掺量过多可能导致技术问题。因此,需要严格控制掺量。

加强养护:对于掺加粉煤灰的混凝土,尤其是大掺量粉煤灰混凝土,需要加强养护措施,确保混凝土充分硬化。

总的来说,混凝土添加粉煤灰具有许多积极作用,可以改善混凝土性能、降低成本并促进工业废料的综合利用。然而,也存在一些技术问题需要注意。

通过合理选择粉煤灰种类、控制掺量并加强养护措施,我们可以充分发挥粉煤灰在混凝土中的优势,为混凝土工程带来更好的经济效益和环境效益。

在今后的混凝土生产中,我们应继续深入研究粉煤灰的应用技术,推动混凝土行业的可持续发展。

 

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