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粉煤灰的三大效應
來源: | 作者:pro99d56e | 發布時間: 2019-05-30 | 91 次瀏覽 | 分享到:

粉煤灰的形態效應是指粉煤灰粉料由其顆粒的外觀形貌、內部結構、表面性質、顆粒級配等物理性狀所產生的效應。在高溫燃燒過程中形成的粉煤灰顆粒,絕大多數為玻璃微珠,這部分外表比較光滑的類球形顆粒,由硅鋁玻璃體組成,尺寸多在幾微米到幾十微米。由于球形顆粒表面光滑,故摻入混凝土之后能起滾球潤滑作用,并能不增加甚至減少混凝土拌合物的用水量,起到減水作用。粉煤灰在形貌學上的另一特點是它的不均勻性,如內含較粗的、多孔的、疏松的、形狀不規則的顆粒占優勢,則不但喪失了所有物理效應的優越性,而且會損害混凝土原來的結構和性能,所得到的是負效應。粉煤灰的這種不尋常的形態效應常常會影響其他效應的發揮,因此,應看作粉煤灰在混凝土中的第一個基本效應。 
卓圣粉煤灰

 活性效應? 粉煤灰的活性是指混凝土中粉煤灰的活性成分所產生的化學效應。粉煤灰的活性取決于粉煤灰的火山灰反應能力,即粉煤灰中具有化學活性si02A203Ca(OH)2反應,生成類似于水泥水化所產生的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等反應產物。這些水化產物可作為膠凝材料的一部分起到增強作用。火山灰反應在水泥水化析出的氫氧化鈣[Ca(OH)2]吸附到粉煤灰顆粒表面的時候開始,一直可延續到28d以后的相當長時間內。  

微集料效應? 粉煤灰的微集料效應是指粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在水泥漿內,填充孔隙和毛細孔,改善混凝土孔結構和增大密實度的特性。粉煤灰微集料效應之所以優越,主要因為粉煤灰具有不少微集料的優越性能。?   ① 玻璃微珠本身強度很高,厚壁空心微珠的壓縮強度在700MPa以上。  ② 微集料效應明顯地增強了硬化漿體的結構強度。對粉煤灰顆粒和水泥凈漿間的顯微研究證明,隨著水化反應的進展,粉煤灰和水泥漿體的界面接觸越趨緊密。對粉煤灰和水泥漿體界面處顯微硬度研究表明,在界面上形成的粉煤灰水化凝膠的顯微硬度大于水泥凝膠的顯微硬度。按照一般的微混凝土的性質,硬化水泥漿體結構中最薄弱的聯結部分應當是微集料顆粒與漿體之間的界面。但大量的試驗表明,破壞往往不在粉煤灰顆粒界面發生,而是在水泥凝膠部分發生。  ③ 粉煤灰微粒在水泥漿體中分散狀態良好,它有助于新拌混凝土和硬化混凝土均勻性的改善,也有助于混凝土中孔隙和毛細孔的充填和細化 

粉煤灰的這三個效應是共存于一體且相互影響的,不應該強調某一效應而忽視其他效應。但對于混凝土的某一性能,在某種特定的條件下,可能是某一效應起主導作用,而對于混凝土的另外性能,在另外的條件下,則可能是另一效應起主導作用,應根據具體情況作具體分析。  事實上任何一種摻合料從某種角度說,都具有形態效應、活性效應和微集料效應。只是有些屬于負效應而已。  大家關心的如何檢驗,其實是關心的活性效應。 

通常的說可以取代多少水泥,也基本指的是這個。  本質上說,摻合料的活性,就是二氧化硅呵水泥水化生成的氫氧化鈣產生反應,生成水泥水化產物那樣的C-S-H凝膠。  當然也有少部分的鋁類物質等,但主流毫無疑問是活性二氧化硅。  

關于燃燒  再說形態效應。因為粉煤灰的形成,是磨細的燃煤漂浮在爐中燒至熔融,在表面張力等作用下,形成球狀,在急劇冷卻下形成的。絕大多數為玻璃微珠外表由硅鋁玻璃體組成,比較光滑,類球形,故摻入混凝土之后能起滾球潤滑作用。這就是正形態效應,這點事許多摻合料不具備的(磨細的粉煤灰也同樣不具備)。 

燃燒條件有差異,煤在燃燒反應中,產物也就不同。若果燃燒不充分,可能在煤灰中帶入的雜質,硫化物,未燒完的炭,都會增加水的吸附。增大煤灰的標準需水量  相反,如果燃燒充分,剩余雜質少,形成的活性二氧化硅就越多,滾珠效應越明顯,需水量就下來。火山灰反應越充分,對砼后期強隊貢獻就越大  順便提一點,活性二氧化硅的粒度和雜質是有很大區別的,雜質粒度大得多,即使粉末成品之后。---所以說這是個明白人,他說到了。 

燃燒不充分的,或者其他雜質,形成的可能就是粘連在一起的顆粒串團,有點跟葡萄串差不多,之間存在許多空隙,同時因為燃燒不充分,碳顆粒也不少。那需水量就會增加,流動性下降----只就是負形態效應。   至于微集料效應,這個就簡單了:微細顆粒均勻分布在水泥漿內,填充孔隙和毛細孔,改善混凝土孔結構和增大密實度的特性,跟砂石在混凝土的中的作用是同一個道理。

 這三個效應是共存于一體且相互影響的,不應該強調某一效應而忽視其他效應。但對于混凝土的某一性能,在某種特定的條件下,可能是某一效應起主導作用,而對于混凝土的另外性能,在另外的條件下,則可能是另一效應起主導作用,應根據具體情況作具體分析!   需水量和力學強度 需水量比是體現粉煤灰用水量的重要指標,但是,實質上,影響需水量比的主要參數還是細度和燒失量。細度越小,則密度大,孔隙率低,需水就少,這和水泥有點不同呢;燒失量大,蜂窩結構更需水。  粉煤灰對混凝土最直觀的影響是新拌混凝土工作性能的需水量比和對硬化混凝土的力學強度(強度活性指數)。 

需水量對于粉煤灰的很多工程應用是非常重要的物理指標,它是指粉煤灰和水的混合物達到某一流動度下所需要的水量,粉煤灰需水量越小工程利用價值就越大。有的學者采用下列函數表示粉煤灰需水量比Y與粉煤灰細度X145μm篩余%)、密度X2、燒失量X3的關系。  Y=104.3 X10.05 X2-0.261 X30.0054 (1.1)   Thomas根據比較多的實驗給出需水量比Y與粉煤灰細度X145μm篩余%)之間的關系如下式。  當燒失量34% Y=88.76+ 0.25X1 (1.2) 相關系數r=0.86   當燒失量511% Y=89.32+ 0.38X1 (1.3) 相關系數r=0.85   上述3個實驗歸納式說明細粉煤灰可以降低粉煤灰的需水量比,其中的機理可能是磨細粉煤灰粉碎空心顆粒,釋放內部的自由水分,另一方面也提高了粉煤灰的堆積密度所致。因此細磨粉煤灰是改善粉煤灰品質的一項技術措施。 

從式可以看出影響粉煤灰需水量比的另一因素是燒失量,燒失量越大粉煤灰的需水量比越大,對粉煤灰燒失量貢獻最大的物質主要是有機成分的未燃盡的殘碳和未變化或變化不明顯的煤粒.KWesche試驗粉煤灰摻量為20%,結果表明,隨燒失量增加粉煤灰水泥砂漿的相對流動擴展度迅速降低,當燒失量超過10%時,粉煤灰的相對擴展度比基準水泥砂漿還低。燒失量對粉煤灰需水量比的影響是由于未燃盡的殘碳的存在,主要以空心碳和網狀碳的形貌存在,其存在的狀態是單體形式、粘結在粉煤灰顆粒的表面、被包裹在粉煤灰顆粒中三種形式。這些粗大多孔的碳顆粒不僅使粉煤灰的需水量比增大,而且對混凝土的引氣劑效果產生不利的影響,因為這些碳粒更容易吸附引氣劑。因此摻加高燒失量粉煤灰通常需要更大計量的引氣劑。此外高燒失量的粉煤灰因為含炭組分高的顆粒比較輕,在混凝土攪拌、運輸和成型過程中容易浮到表面造成混凝土的離析。 由上可見,影響粉煤灰需水量比的因素主要為細度、燒失量。
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