粉煤灰对混凝土的作用

1、粉煤灰的燃烧过程：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 ） 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 面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在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。粉煤灰是我国当前较大的工业废渣之一。 现阶段我国年排渣量已 达 3000 万 t 。随着工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加

2、。 大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入系会造成 河流淤塞，而其中的有毒物质还会对人体和造成危害。 因此粉煤灰的 处理和利用问题引起人们广泛的注意。粉煤灰的三大效应我国着名学者沈旦申、张荫济先生早在上世纪 80 年代总结国内 外大量研究成果，提出粉煤灰三大效应理论，科学全面的阐述了 粉煤灰在混凝土及粉煤灰制品中的作用和机理。 对指导我国粉煤灰综 合利用起到了积极的作用。一、粉煤灰的“形态效应”在显微镜下显示，粉煤灰中含有 70%以上的玻璃微珠，粒形完整， 表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、 致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改变拌和物的

3、 流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混凝土，能 起到良好的润滑作用。二、粉煤灰的“活性效应”粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料， 所以又称 之为“火山灰效应”。因粉煤灰中的化学成份含有大量活性 SiO2 及 AI2O3,在潮湿的环境中与Ca(OH 2等碱性物质发生化学反应，生 成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，对粉煤灰制品及混凝土能起 到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织，提高混凝土的抗腐蚀能力。三、粉煤灰的微集料效应粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥石中可以相当于未水化 的水泥颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米材料， 能明显的改善和 增强混凝土及制品的结构强度，

4、提高匀质性和致密性。在上述粉煤灰的三大效应中，形态效应是物理效应，活性效应是 化学效应，而微集料效应既有物理效应又有化学效应。 这三种效应相 互关联，互为补充。粉煤灰的品质越高，效应越大。所以我们在应用 粉煤灰时应根据水泥、混凝土、粉煤灰制品的不同要求选用适宜和定 量的粉煤灰。如不恰当，则会起到反作用。粉煤灰对混凝土的作用掺加适量的优质粉煤灰后，混凝土的许多重要性能得到明显的改 善，当然也有个别性能降低。即粉煤灰对混凝土的正面作用较多，但 也有不利的作用或负面作用， 特别是粉煤灰掺量过大或粉煤灰质量较 差时。1.6.1 粉煤灰对混凝土的正面作用(1) 混凝土拌和料和易性得到改善 掺加适量的粉煤

5、灰可以改善混凝土拌和料的流动性、 粘聚性和保 水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时 损失。(2) 混凝土的温升降低掺加粉煤灰后可减少水泥用量， 且粉煤灰水化放热量很少， 从而 减少了水化放热量， 因此施工时混凝土的温升降低， 可明显减少温度 裂缝，这对大体积混凝土工程特别有利。(3) 混凝土的耐久性提高 由于二次水化作用，混凝土的密实度提高，界面结构得到改善， 同时由于二次反应使得易受腐蚀的氢氧化钙数量降低， 因此掺加粉煤 灰后可提高混凝土的抗渗性和抗硫酸盐腐蚀性和抗镁盐腐蚀性等. 同时由于粉煤灰比表面积巨大， 吸附能力强， 因而粉煤灰颗粒可以吸咐 水泥中的碱， 并与碱

6、发生反应而消耗其数量。 游离碱数量的减少可以 抑制或减少碱集料反应。(4) 变形减小粉煤灰混凝土的徐变低于普通混凝土。 粉煤灰的减水效应使得粉 煤灰混凝土的干缩及早期塑性干裂与普通混凝土基本一致或略低， 但 劣质粉煤灰会增加混凝土的干缩。(5) 耐磨性提高粉煤灰的强度和硬度较高， 因而粉煤灰混凝土的耐磨性优于普通 混凝土。但混凝土养护不良会导致耐磨性降低。(6) 成本降低掺加粉煤灰在等强度等级的条件下，可以减少水泥用量约10%-15%，因而可降低混凝土的成本。1.6.2 粉煤灰对混凝土的负面作用(1) 强度发展较慢、早期强度较低 由于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料， 故掺加粉煤灰后混凝土的早期强

7、度低于普通混凝土， 且粉煤灰掺量越高早期强度越低。 但对于 高强混凝土， 掺加粉煤灰后混凝土的早期强度降低相对较小。 粉煤灰 混凝土的强度发展相对较慢， 故为保证强度的正常发展， 需将养护时 间延长至 14d 以上。(2) 抗碳化性、抗冻性有所降低粉煤灰的二次水化使得混凝土中氢氧化钙的数量降低， 因而不利 于混凝土的抗碳化性和钢筋的防锈。 而粉煤灰的二次水化使混凝土的 结构更加致密，又有利于保护钢筋。因此，粉煤灰混凝土的钢筋锈蚀 性能并没有比普通混凝土差很多。 许多研究结果也不完全一致， 有的 认为钢筋锈蚀加剧，有的则认为钢筋锈蚀减缓。无论什么结果，掺加 粉煤灰时，如果同时使用减水剂则可有效地减缓掺加粉煤灰所带来的 抗碳化性减弱，从而提高对钢筋的保护能力。粉煤灰混凝土的抗冻性较普通混凝土有所降低， 特别是采用劣质 粉