粉煤灰与水泥、减水剂相容性研究

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1、粉煤灰与水泥、减水剂相容性研究周冰（中铁十一局集团桥梁有限公司宁波项目部宁波市鄞州区丘隘镇后殷村邮编：335000）摘要：随着预拌混凝土的飞速发展，混凝土配合比设计除了考虑混凝土强度、耐久性之外，还更注重其工作性能，水泥与外加剂的相容性是影响混凝土工作性的重要因素。利用减水剂与粉煤灰改善混凝土的工作性能，提高其耐久性和体积稳定性，是现代混凝土技术发展的方向。对混凝土而言，其拌和物以调节混凝土的凝结时间、改善混凝土的和易性及流变性能为主；在硬化过程中，以降低混凝土水化热，控制混凝土的早期裂缝的形成为主；硬化过程结束

2、后以提高混凝土的后期强度和耐久性为主。改善这些性能的技术关键是外加剂与各种矿物掺料要有一个合理的搭配。关键词：粉煤灰；减水剂；水泥；相容性1前言随着预拌混凝土的广泛应用，混凝土配合比设计除了考虑混凝土强度、耐久性之外，还更注重其工作性能，水泥与外加剂的相容性是影响混凝土工作性的重要因素。水泥与外加剂相容性不好，可能是外加剂的原因，可能是水泥品质的原因，也可能是使用方法造成的，或几种因素共同起作用引起的。在实际工作中，若不能分辨出确切原因，容易引起各方的争议[1]。外加剂的发展异常迅速，特别是高效减水剂的需求量越来

3、越大而且对建筑业的发展起到了极大的推动作用。但随着外加剂使用的普及，一些问题相应出现，比如水胶比很低时，尽管所用水泥和高效减水剂的质量都符合国家标准，但配制的拌和物并不理想，比如还会出现下述现象：即使高效减水剂掺量较大，混凝土仍显得干硬，或者水胶比降不下来，同时还会出现严重的坍落度损失，甚至凝结时间不正常等。所以对水泥与胶凝材料相容性的研究有着重要的意义，对整个经济建设起着至关重要的作用剂[2]。1.1粉煤灰1.1.1引言从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰的燃烧

4、过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。粉煤灰是工业“三废”之一，目前，我国粉煤灰年排放量非常高，利用率仅

5、为42%，主要应用在建材、建工、筑路、回填方面。粉煤灰在我国是数量较大，分布较广的工业废渣之一，随着工业的发展，粉煤灰排放量将逐年增加，合理地推广和应用粉煤灰不仅能节约土地和能源，而且能保护和治理环境。粉煤灰作为一种人工火山灰质材料，在混凝土中作为掺和料，可以改善性能，节约水泥，提高工程质量和降低成本。在混凝土中掺加粉煤灰可以节约大量的水泥和细骨料，减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性，增强混凝土的可泵性，减少混凝土的徐变，减少水化热、热能膨胀性，提高混凝土抗渗能力，增加混凝土的修饰性。[3]1.1.2粉煤灰的标

6、准（1）国标一级：采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产高标号混凝土的现代混凝土新技术正在全国迅速发展；（2）国标二级：优质粉煤灰特别适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土；（3）国标三级：粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性强、装饰性好、抗冲击能力高、抗冻性强等优点。1.1.3粉煤灰在混凝土中的作用（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的表观密度只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠

7、），因此能填充得更密实，其作用在水泥用量较少的混凝土里尤其显；（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分；（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用；（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小了混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。1.2减水剂1.2.1引言混凝土减水剂本质是一种两亲性聚合物

8、，加入混凝土中能对水泥颗粒起吸附、分散作用，把水泥凝聚体中所包含的水分释放出来，增强水泥质点间的润滑作用，从而改善混凝土的和易性，提高混凝土的浇注性、强度和密实性。高性能减水剂除具有较高的减水效果外，还要求能控制混凝土的塌落度损失，能更好地解决混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。按其发展过程，减水剂可分为木质素磺酸盐类(第一代)、萘磺酸甲醛缩合物类和三聚氰胺树脂类(第二代)和