隨著建筑技術的不斷發(fā)展,我們對于混凝土的性能要求也越來越高。
在混凝土工程中,為了提高混凝土的性能和降低成本,常常會添加一些摻合料。
其中,粉煤灰作為一種常見的摻合料,被廣泛應用于混凝土生產(chǎn)中。
那么,混凝土添加粉煤灰到底有什么作用?是好是壞呢
本文將為您深入解析粉煤灰在混凝土中的影響,讓您一次了解清楚。
談及粉煤灰砼界小編不得說一下現(xiàn)在粉煤灰的應用現(xiàn)狀,我們不難發(fā)現(xiàn),混凝土行業(yè)中對粉煤灰的需求正迅速增長。
這一趨勢源于混凝土中越來越多地使用粉煤灰的實踐。
然而,粉煤灰的資源分布并不均勻,這導致許多地區(qū)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰供應短缺,甚至有些省份連二級灰的供應都面臨困難。
這一現(xiàn)狀,無疑給混凝土的生產(chǎn)和應用帶來了一定的挑戰(zhàn)。
那么,什么叫做粉煤灰呢?對于一些行業(yè)外的人或者很少接觸材料技術性問題的人有些陌生。
粉煤灰在混凝土生產(chǎn)中扮演著重要角色,而且它是一種環(huán)保型材料。
粉煤灰,也被稱為煙灰,是一種外觀呈現(xiàn)灰白色的粉末狀物質(zhì)。
它是由煤粉作為燃料的火力發(fā)電廠在燃燒過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢料。
當煤粉燃燒時,其中的一部分不可燃雜質(zhì)和未完全燃燒的碳會被排放出來,形成了這種粉煤灰。
它自身具備三種效應,這些效應能夠提升混凝土的抗?jié)B性能,增強其后期的強度,確?;炷馏w積的穩(wěn)定性,并降低大體積混凝土的水化熱。
在混凝土工程中,為了改善混凝土的性能,常使用粉煤灰作為混凝土摻合料,它是一種人工火山灰質(zhì)材料。
在水利工程中,常用的粉煤灰級別為F類Ⅰ級和F類Ⅱ級。
粉煤灰的級別越高,其中的球形顆粒就越多,從而在混凝土中發(fā)揮更好的潤滑作用。
這不僅有助于節(jié)省用水,還能提高混凝土的整體性能。
此外,由于粉煤灰獨特的物理特性,它可以對混凝土中的顆粒級配進行微調(diào),并有效填充混凝土中的孔隙,進而提高混凝土的致密性。
另一方面,粉煤灰的化學性能在某些催化劑的作用下會產(chǎn)生反應,起到膠凝的作用,從而進一步提升混凝土的性能。
在實際的工程應用中,當我們采用回彈方法對混凝土主體進行檢測時,通常會發(fā)現(xiàn)摻有粉煤灰的混凝土其強度稍低。
然而,當我們進行鉆心檢測時,它的強度卻能夠達到設計的要求。這顯示了粉煤灰在混凝土中的獨特作用和效果。
▲粉煤灰的形成
在高溫環(huán)境中,粉煤灰形成了玻璃態(tài)物質(zhì)。當這些物質(zhì)進入低溫區(qū)域時,由于表面張力的作用,它們會呈現(xiàn)為不同形態(tài)的顆粒。這些顆粒大致可以分為四類:
①首先是微珠,它們呈球形,顆粒細小,表面光滑的硅鋁玻璃體。微珠又可以進一步分為實微珠和空心微珠,其中空心微珠由于密度較小,可以漂浮在水面,也被稱為漂珠。
②其次是葡萄珠,這類顆粒是由表面粗糙、形狀不規(guī)則的玻璃體聚集而成,類似葡萄狀,且顆粒表面具有大小不等的孔洞。
③第三類是碳粒,這是未燃燒完全的碳,顆粒大小不等,表面多孔。
④最后是碎屑,它們主要是由形狀不規(guī)則的石英等礦物和玻璃碎屑組成,但數(shù)量相對較少。
▲粉煤灰的來源
粉煤灰通常有兩個來源。第一個來源是從發(fā)電廠獲取的濕排灰,這些濕排灰會通過烘干、篩分或磨細處理得到。
這種方式獲取的粉煤灰成本較低,但需要投資在烘干和其他加工設備上。
而且,這個過程容易引發(fā)二次污染。
通常只有在粉煤灰用量大、質(zhì)量要求不高,且取灰便利、運輸成本低的情況下,才會采用這種方式的粉煤灰。
第二個來源是發(fā)電廠利用干排灰加工制成的成品。
這種粉煤灰滿足國家標準的質(zhì)量要求,并且有正規(guī)的包裝,作為商品進行銷售。
這種粉煤灰被稱作商品粉煤灰,其使用非常便利。
在制造水泥基材料時,由于粉煤灰的用量較少,但對其質(zhì)量有一定要求,因此大多數(shù)情況下會選擇使用商品粉煤灰。
粉煤灰具有一些基本特性,這些特性在水泥基材料中表現(xiàn)得尤為明顯。
在水泥的后期水化過程中,粉煤灰能夠提高水泥基材料的強度,并改善其礦物結構,進而增強其抗凍融耐久性。
當水泥進行充分水化后,結構中會出現(xiàn)大量毛細孔隙,而粉煤灰的水化產(chǎn)物能夠堵塞這些孔隙,從而提高混凝土的密實性和抗?jié)B性。
在混凝土中,粉煤灰的用量通常根據(jù)具體需求和目標而定,一般在8%~35%之間。
在其他水泥基材料中,其用量范圍則因產(chǎn)品、目的及成本等因素而有所不同。
在諸如混凝土、自流平砂漿等水泥基材料中適量摻入粉煤灰,可以顯著改善材料的性能。
這主要從兩個方面考慮:硬化前和硬化后。
在硬化前,粉煤灰的加入可以減小需水量,降低水灰比,改善流動性,提高密實性,減少離析和泌水,并延長凝結時間。
這主要歸功于粉煤灰中的主要成分——空心或實心玻璃微珠。
這些玻璃微珠粒形圓整、表面光滑,能夠在自流平砂漿中產(chǎn)生滾珠效應,從而提高流動度。
從硬化后的性能來看,粉煤灰能夠提高材料的后期強度,增大材料的密實度,提高耐腐蝕性和改善耐久性。
此外,在自流平砂漿中使用粉煤灰還可以降低材料成本,合理利用廢渣,并減少環(huán)境污染。
因此,適量使用粉煤灰不僅可以提升水泥基材料的性能,還有助于環(huán)境保護和資源的合理利用。
1、改善和易性:粉煤灰的加入使新拌混凝土漿體體積增大,從而有效地填充骨料間的空隙,并潤滑骨料顆粒。這使得混凝土混合物具有更好的粘聚性和可塑性。此外,粉煤灰顆粒的“滾珠效應”也有助于改善混凝土的和易性。
2、抑制泌水:摻入粉煤灰可以補償細骨料中細屑的不足,從而中斷連續(xù)的泌水通道,防止新拌混凝土出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。
3、增強后期強度:粉煤灰對混凝土強度的貢獻主要體現(xiàn)在三個方面:減少用水量、增加膠凝材料含量以及長期的火山灰反應。這些因素共同作用,確?;炷猎诤笃讷@得更高的強度。
4、降低水化熱:摻入粉煤灰可以有效地降低混凝土的水化熱,從而有助于控制大體積混凝土的溫度裂縫。
5、提高抗凍融耐久性:質(zhì)量良好的粉煤灰可以適當降低水膠比,進而改善混凝土的抗凍融耐久性,使其在惡劣環(huán)境下也能保持穩(wěn)定性。
6、保護鋼筋:在水膠比0.35以下的大摻量粉煤灰混凝土中,鋼筋可以得到可靠的保護。然而,這需要確?;炷恋玫搅己玫酿B(yǎng)護。
7、抑制堿骨料反應:粉煤灰的摻入還有助于抑制堿骨料反應,從而提高混凝土的穩(wěn)定性和耐久性。
8、提高耐久性:當粉煤灰的摻量在一定范圍內(nèi)時,它可以有效提高混凝土的耐久性。適量摻入粉煤灰可以降低混凝土的干縮率并提高抗凍性,進而全面提高混凝土的耐久性。
在混凝土中,粉煤灰作為替代材料的加入并非只有優(yōu)點,也存在一些可能的負面作用。以下是一些可能遇到的不利影響:
1、對強度和耐久性的影響:粉煤灰的硅酸鹽活性較低,這意味著它對混凝土強度的貢獻可能不如其他材料。當粉煤灰的摻量過高時,混凝土的強度可能會受到影響,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離子的侵入,進而提高鋼筋腐蝕的風險,對混凝土的耐久性產(chǎn)生不利影響。
2、對膠凝時間和凝結性能的影響:由于粉煤灰的硅酸鹽活性較低,它的水化反應速度相對較慢。因此,摻入粉煤灰的混凝土可能需要更長的凝結時間,這可能會對施工進度產(chǎn)生影響。
3、對施工性能的影響:粉煤灰的顆粒形態(tài)和特性可能會改變混凝土的流動性和工作性能。當摻量過高時,混凝土的流動性可能會降低,使得施工變得更加困難。
4、粉煤灰質(zhì)量的不穩(wěn)定性帶來的影響:粉煤灰的性質(zhì)和質(zhì)量受到多種因素影響,例如燃煤方式、燃燒溫度、煤種和煤質(zhì)等。這種不穩(wěn)定性可能會對混凝土的整體性能和一致性造成不利影響。
值得注意的是,上述提到的負面作用并非絕對會出現(xiàn),它們可能在某些特定條件下出現(xiàn)。
在實際工程中,為了避免或減輕這些負面作用,需要根據(jù)實際情況進行合理的配合比設計、質(zhì)量控制和粉煤灰摻量控制。
同時,應始終遵循相關的技術規(guī)范和標準,確保混凝土的性能和質(zhì)量達到預期要求。
為了充分利用粉煤灰的優(yōu)點并克服其技術問題,我們需要做到以下幾點:
■選擇合適的粉煤灰種類和等級:根據(jù)工程要求和混凝土的設計強度等因素,選擇適合的粉煤灰種類和等級。
■控制摻量:適量摻加粉煤灰可以提高混凝土性能,但摻量過多可能導致技術問題。因此,需要嚴格控制摻量。
■加強養(yǎng)護:對于摻加粉煤灰的混凝土,尤其是大摻量粉煤灰混凝土,需要加強養(yǎng)護措施,確保混凝土充分硬化。
總的來說,混凝土添加粉煤灰具有許多積極作用,可以改善混凝土性能、降低成本并促進工業(yè)廢料的綜合利用。然而,也存在一些技術問題需要注意。
通過合理選擇粉煤灰種類、控制摻量并加強養(yǎng)護措施,我們可以充分發(fā)揮粉煤灰在混凝土中的優(yōu)勢,為混凝土工程帶來更好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
在今后的混凝土生產(chǎn)中,我們應繼續(xù)深入研究粉煤灰的應用技術,推動混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。