高钙粉煤灰作为混凝土掺合料的应用研究

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

摘要: 本文系统地分析了高钙粉煤灰在混凝土中的效应和掺加高钙粉煤灰的混凝土性能特点。研究了在相同条件下掺入适量高钙粉煤灰的混凝土与普通混凝土的性能比较, 并介绍了高钙粉煤灰在混凝土中的应用试验实例及有待解决的问题。

关键词: 粉煤灰; 混凝土; 掺合料

中图分类号: TQ172.44;TU528.52 文献标识码: B 文章编号: 1003- 8965( 2006) 02- 0008- 05

1 概述

用于混凝土的高钙粉煤灰是指氧化钙含量在8%以上, 细度等指标符合国家等级灰要求的干排灰。它与普通粉煤灰(低钙灰)相比, 一般具有需水量低、活性高、可自硬等特征。目前, 我国高钙脱硫灰产量不断增加, 提高高钙灰的利用率, 已成为混凝土行业发展的迫切要求。

粉煤灰作为商品混凝土的一个组分, 它所起到的形态效应、火山灰效应及微集料的填充效应已为大家所共知。普通粉煤灰的早期强度不足, 限制了它在混凝土中的掺量。我们通过磨细、增钙、掺活性激发剂等方法来激发其早期强度, 虽然也有一定的效果, 但却增加了成本。高钙灰的合理应用, 不需增加成本, 就能发挥出高的火山灰活性。但高钙灰的弊病在于其游离氧化钙所引起的安定性不良, 这是其最大的不利因素。我们在应用过程中注意加强检测, 使其与水泥合理搭配, 防止出现安定性不良的问题[1]。

2 粉煤灰效应

高钙粉煤灰能赋予混凝土新的技术性能, 按材料学的观点, 宏观性能取决于微观结构, 而粉煤灰混凝土的微观结构取决于粉煤灰效应。高钙粉煤灰作为混凝土的矿物掺合料, 在水泥基混凝土中效应主要表现为以下几个方面:

2.1 活性效应

由于高钙粉煤灰具有玻璃体形态的活性成分,较大的比表面积, 这些成分能与水泥水化过程中析出的氢氧化钙缓慢进行“二次反应”, 在表面生成具有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙等, 同时使水泥石的碱度降低, 在此环境中更有利于水化铝硅酸盐的形成, 均与水泥浆硬化体晶格坚固地结合起来, 填充在骨料之间形成紧密的混凝土结构。从而使后期强度增长较快甚至超过同级别的混凝土的强度值。

2.2 微集料效应

作为水泥基复合材料的混凝土, 是一种多孔的、各尺度上多相的非匀质复杂体系, 混凝土微观结构具有毛细管—孔隙结构的特点, 由水泥水化生成的C- S- H 凝胶、晶体、未水化的粒子、集料、孔隙组成, 其孔隙率占凝胶体的25%～30% , 而高钙粉煤灰具有极小的粒径(一般为1～50μm), 具有超出火山灰活性的物理功能, 在水泥水化过程中, 高钙粉煤灰能填充到混凝土结构中的毛细管及孔隙裂缝之中, 改善了孔结构, 提高了水泥石的密实度,调节了凝胶量和凝胶过程的功能, 使水泥水化晶体与骨料的协和功能改善混凝土的微观结构, 起到改善混凝土宏观性能, 提高抗渗性的作用[2]。

2.3 形态效应

高钙粉煤灰的需水量比小于100% , 又由于粉煤灰呈极小的球状玻璃珠, 填充在水泥颗粒之间起到一定的润滑作用, 小于45μm 的粉煤灰, 不仅可以降低需水量, 同时高钙粉煤灰等量置换混凝土中的水泥, 可以降低砂率, 增加粗骨料的含量, 实际降低了胶凝材料所包裹的骨料比表面积, 在相同的用水量下, 能提高混凝土拌合物的流动性;在相同工作度条件下, 实现减水效能。这有利于降低泌水与分层离析, 改善混凝土的可泵性。