浅谈粉煤灰对混凝土强度地影响.

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1、广东建材２００８年第４期１前言粉煤灰又称飞灰，是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出，被收尘器收集的物质，粉煤灰呈灰褐色，通常呈酸性，比表面积在２５００～７０００ｃｍ２／ｇ，尺寸从几百微米到几微米，通常为球状颗粒，我国大多数粉煤灰的主要化学成分为：ＳｉＯ２４０％～６０％；Ａｌ２Ｏ３１５％～４０％；Ｆｅ２Ｏ３４％～２０％；ＣａＯ２％～７％；烧失量３％～１０％。此外，还有少量的Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓ、Ｋ、Ｎａ等氧化物。我国是产煤和烧煤大国，火电厂每年排放的粉煤灰总量逐年增长，预计２００５年排粉煤灰量约２亿吨左右，如果

2、这些粉煤灰得不到利用，将污染环境，影响气候，破坏生态。从目前有关资料来看，粉煤灰在建筑工程和基础工程的应用，是最主要的利用方式，也是提高其利用率的根本途径。至今比较成熟的技术和已建成生产线的有：粉煤灰加气混凝土、粉煤灰混凝土、粉煤灰砌筑水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、粉煤灰粘土砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉煤灰筑路和粉煤灰充填等，由此可见，开发研究以粉煤灰为掺合料的混凝土具有重要意义，配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主要途径之一［１］。２粉煤灰的主要性质２．１火山灰效应粉煤灰的矿物相主要是铝硅玻璃

3、体，含量一般为５０％～８０％，是粉煤灰具有火山灰活性的主要组成部分，其含量越多，活性越高，其矿物结构为硅氧四面体、铝氧四面体和铝氧三面体，该结构的聚合度很大，键能很高，因而在通常状态下，粉煤灰所表现出的活性很低。粉煤灰的化学活性在于铝硅玻璃体在碱性介质中，ＯＨ－离子打破了Ｓｉ－Ｏ，Ａｌ－Ｏ键网络，降低了硅氧、铝氧聚合度，并与水泥水化产生的Ｃａ（ＯＨ）２发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，其化学方程式：ＸＣａ（ＯＨ）２＋ＳｉＯ２＋ｎＨ２Ｏ→ＸＣａＯ・ＳｉＯ２・ｎＨ２ＯＹＣａ（ＯＨ）２＋Ａｌ２Ｏ３＋ｍＨ２Ｏ→ＹＣａ

4、Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ｍＨ２Ｏ粉煤灰的火山灰活性表现出来的技术性质为：①反应是缓慢的，所以放热速率和强度发展也相应较慢。②反应消耗了层状结构的Ｃａ（ＯＨ）２生成了致密结构的水化硅酸钙和水化铝酸钙，粒径细化有利于提高混凝土的强度。③反应产物极为有效地填充了大的毛细空间，孔径细化使混凝土的强度和抗渗性能得到改善［２］。２．２微集料效应细度是衡量粉煤灰品质的主要指标，通常用０．０８ｍｍ或０．０４５ｍｍ方孔筛余量表示。粉煤灰的细度对混凝土的性能影响很大。粉煤灰的颗粒越细，微小玻璃球形颗粒越多，比表面积也越大，粉煤灰中的活性成分

5、也就越容易和水泥中的Ｃａ（ＯＨ）２化合，其活性就越高。另外，随着细度的增加，粉煤灰的比重增大，标准稠度需水量减小，浆体的密实度及强度增大，同时，由于粉煤灰的密度小于水泥３０％以上，从而增加了灰浆体积，足量的灰浆填充在混凝土孔隙空间，覆盖和润滑骨料颗粒，增加了拌合物的粘聚力和可塑性，改善了混凝土的和易性，加上细小的粉煤灰颗粒可以填充未水化水泥颗粒空隙，形成更加密实的结构，这些都有利于提高混凝土的强度。２．３形态效应优质的粉煤灰中的玻璃珠粒形完整，表面光滑，粒度较细，质地致密，多孔颗粒极少，因此在搅拌成型过程中不会大

6、量吸水，使得水泥浆体的需水量降低，初始结构得到改善［３］。同时粉煤灰中的球形颗粒在混凝土中起滚珠润滑作用，可以减少骨料之间，骨料与浆体之间的摩擦，改善拌合物的和易性来提高混凝土的强度。３粉煤灰对混凝土强度的影响材料的强度取决于材料成分和内部结构，是材料中反应产物和孔隙率的综合体现。混凝土材料的成分中起主导作用的是水泥石，而水泥石中起主导作用的是Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶。即混凝土的成分中起关键作用的是Ｃ－Ｓ－Ｈ浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响刘艳红何智海（湖南省郴州市建筑学校）摘要：利用粉煤灰配制粉煤灰混凝土是粉煤灰综合利用的主

7、要途径之一。本文主要介绍粉煤灰的主要性质以及它的早期激发对混凝土强度的影响。关键词：粉煤灰；混凝土；强度水泥与混凝土３６－－广东建材２００８年第４期凝胶的数量，而混凝土材料的结构，即为三个层次的界面结构：粗骨料－水泥石界面结构、细骨料－水泥石界面结构和水泥颗粒之间的界面结构，三个层次的界面结构互相联系，但影响较大的是粗骨料－水泥石界面结构［４］。３．１粉煤灰的二次水化反应粉煤灰中活性成分之所以能参与火山灰反应，在于粉煤灰颗粒中的玻璃相在碱性条件下可以破裂而溶出活性成分，然后得以与Ｃａ（ＯＨ）２反应生成Ｃ－Ｓ－Ｈ这

8、种对强度有贡献的产物［５］。有研究［６］表明：在混凝土中，粉煤灰的玻璃相在２８天前只发生表面蚀刻，而没有真正破裂溶出大量活性成分，２８天以后玻璃相中溶出的活性成分大大增加。粉煤灰取代部分水泥以后，由于粉煤灰活性较低，而反应又是与水泥水化产物Ｃａ（ＯＨ）２发生的二次水化反应，因而生成Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶的速度较慢，这样在２８天以内，其水泥石中Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶的数量较少，从而引起强度