粉煤灰激發(fā)劑

　　一、簡介

　　它是由堿金屬離子鹽類、富鈣離子堿類和高效減水劑經(jīng)特種工藝復合而成。

　　該活性激發(fā)劑不但能夠充分激活粉煤灰的活性，顯著提高混凝土或砂漿中粉煤灰摻量（一般＞ 50% ），同時具有高效減水作用。

　　二、用途

1 、本產(chǎn)品主要用于建筑混凝土，適用于大摻量粉煤灰水泥混凝土及其制品，尤其適用于生產(chǎn)流動性或大流動性高摻量粉煤灰泵送混凝土，還可應用于不振搗自密實混凝土。

2 、本產(chǎn)品還應用于種類混凝土制品，如混凝土承重及非承重砌塊，混凝土路面磚及路沿石的生產(chǎn)。

　　三、產(chǎn)品種類

　　四、產(chǎn)品技術(shù)指標

　　由北京市建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗站對本產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗的結(jié)果如下：

　　檢驗依據(jù)： GB807 6 － 1997( 混凝土外加劑 ) 、 GB/T5008 0 － 2002 （普通混凝土拌合物性能試驗方法標準）

檢驗結(jié)論及意見：以上檢驗結(jié)果均為實驗值；

備注： 1 、本試驗中減水率測定時基準混凝土采用的是 20 ± 2cm 坍落度砼；
2 、本試驗采用水泥為 425 普硅水泥，粉煤灰為 2 級灰，連同本配合比為委托方提供。

大摻量粉煤灰高性能混凝土

　　1 、大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比設計

　　正確的混凝土配合比設計是混凝土質(zhì)量保證的前提。以往粉煤灰混凝土配合比設計都是在一個已經(jīng)確定不摻粉煤灰混凝土配合比基礎上，采用一定量的粉煤灰等量或超量取代水泥，這樣的配合比設計將粉煤灰和水泥等同看待，而沒有充分考慮到兩者之間的差異。大量研究資料表明：粉煤灰對不同齡期混凝土強度的貢獻同水泥是不一致的，此外，粉煤灰對混凝土強度的貢獻還同水膠比密切相關(guān) ( 一般隨著水膠比的減小，粉煤灰對不同齡期混凝土強度的貢獻隨之增加 ) 。因而采用以往的配合比設計方法對大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比進行設計時顯然已經(jīng)不再合適。關(guān)于大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比的設計，英國 Dunstan 提出了一種新的理念，他將粉煤灰做為一種單獨的組分，將混凝土的水膠比、灰膠比 ( 粉煤灰 - 膠結(jié)料比， F/C ＋ F) 和強度建立了一個三維模型 ( 見圖 1) 。這樣進行大摻量粉煤灰高性能混凝土配合比設計時就充分考慮了粉煤灰和水泥之間的性質(zhì)差異以及水膠比對強度影響的差異。如圖 1 所示，等水膠比平面顯示當水膠比不變時 R 28 － F/(C+F) 的關(guān)系，即粉煤灰摻量增加時，混凝土強度下降；等強度平面顯示達到相同強度時 (W ／ (C+F) － F/(C+F)) 的關(guān)系 ( 圖中陰影部分所示 ) ，即增加粉煤灰摻量時，要相應降低水膠比，以保證混凝土強度不變。

　　2 、大摻量粉煤灰高性能混凝土性能研究

2.1 大摻量粉煤灰高性能混凝土拌合物性質(zhì)

大摻量粉煤灰高性能具有良好的粘聚性，能減少泌水。同時，其和易性與粉煤灰的質(zhì)量、外加劑品種及摻量等關(guān)系密切?？偟膩碚f，只要大摻量粉煤灰混凝土的配合比恰當，攪拌時間充分，其工作性能夠滿足不同工程的要求。 　　當所設計的大摻量粉煤灰高性能混凝土需要引起時，粉煤灰的燒失量對引氣效果非常顯著，高摻量與高碳量結(jié)合，會使引氣變得很困難。即使是用低含碳粉煤灰配制的大摻量粉煤灰高性能混凝土，引氣后的氣泡保持能力也相對較差。因此，對于引氣的大摻量粉煤灰高性能混凝土，需要通過適宜的施工工藝措施確保大摻量粉煤灰高性能混凝土入倉后的含氣量滿足設計要求。 　　如果不考慮外加劑的影響，大摻量粉煤灰高性能混凝土的凝結(jié)時間和以往低摻量粉煤灰混凝土一樣，隨摻量增加凝結(jié)時間有所延緩，延緩的程度與水泥品種，粉煤灰的品質(zhì)有關(guān)。大摻量粉煤灰高性能混凝土通常還同時摻用高效減水劑或引氣劑且計量較大，因此，凝結(jié)時間還受高效減水劑或引氣劑用量的影響，當它們用量非常大時，大摻量粉煤灰高性能混凝土有時 1d 乃至 2d 都不能拆摸。但使用活性激發(fā)劑可明顯加快凝結(jié)時間，使其與普通混凝土的凝結(jié)時間基本相同。此外，溫度對大摻量粉煤灰高性能混凝土凝結(jié)時間及早期強度的影響，比普通混凝土和低摻量粉煤灰混凝土更為顯著。

2 .2 大摻量粉煤灰高性能混凝土強度

　　一般而言，混凝土中摻粉煤灰后，其早期強度一般會隨摻量的增加而降低。但大摻量粉煤灰高性能混凝土中各組分的配比可以有較大的靈活性，因此同樣可以配制出早期強度高的大摻量粉煤灰高性能混凝土。同普通混凝土相比，大摻量粉煤灰高性能混凝土 28 d 后強度還有很大的增長。此外，大摻量粉煤灰高性能混凝土強度發(fā)展同溫度密切相關(guān)，溫度高，其強度發(fā)展很快，基本與普通混凝土強度發(fā)展速度同步；溫度低，強度發(fā)展速度遠低于普通混凝土。

2.3 大摻量粉煤灰高性能混凝土變形性能

　　大量工程實際表明，混凝土出現(xiàn)開裂 80% 是在承載之前。即混凝土在承載之前，混凝土變形受到約束作用產(chǎn)生應力，當產(chǎn)生的應力超過混凝土自身抗拉強度時，即產(chǎn)生開裂。因此混凝土的早期變形性能越來越收到人們的重視?；炷猎缙谧冃涡阅苤饕囟茸冃?、收縮變形和徐變變形。大摻量粉煤灰高性能混凝土含有大量粉煤灰，其水化放熱導致的自身溫升比普通硅酸鹽水泥低得多，而且同普通水泥混凝土有明顯的溫峰且達溫峰后溫度下降相對較快相比，大摻量粉煤灰高性能混凝土的溫降不太明顯且達到最大溫度后溫度不會快速下降，因而溫度變形?。淮送?，大摻量粉煤灰高性能混凝土彈性模量同普通混凝土相當，其收縮變形和徐變都低于普通混凝土。因此，可以認為大摻量粉煤灰高性能混凝土具有很好的抗裂性。

2.4 大摻量粉煤灰高性能混凝土耐久性

　　大摻量粉煤灰高性能混凝土的孔徑分布與普通混凝土不同，大孔數(shù)量較少，滲透系數(shù)很小，一般在 1. 6 × 10 -14 ～ 5. 7 × 10 -14 m /s ，具有很強的抗離子滲透能力。大摻量粉煤灰高性能混凝土抗氯離子能力隨齡期而變化，強度越高，氯離子滲透性越低。

　　試驗結(jié)果表明，大摻量粉煤灰高性能混凝土 28d 試件的抗水滲透性都較基準混凝土差，但 90 d 的試件，其抗水滲透性都好于基準混凝土，特別時摻 56 ％粉煤灰的混凝土抗水滲透性達到最好等級。

　　大摻量粉煤灰高性能混凝土具有很好的抗凍融性能。試驗結(jié)果表明，大摻量粉煤灰高性能混凝土的耐久性系數(shù)高于對照混凝土。但試驗中也發(fā)現(xiàn)大約 50 次凍融循環(huán)后，大摻量粉煤灰高性能混凝土有輕微的表面剝落。比較了大摻量粉煤灰高性能混凝土 (C= 150kg /m 3 ， FA=19 0 ㎏ /m 3 ) 與普通混凝土 (C=290 ～ 340 ㎏ /m 3 ) 的抗凍融性，所有配合比都引入了 5 ％～ 7 ％含氣量。結(jié)果表明，大摻量粉煤灰高性能混凝土的抗凍性明顯好于普通混凝土。

　　研究表明，大摻量粉煤灰高性能混凝上的碳化深度均大于同養(yǎng)護齡期、同碳化歷時的普通混凝土 ( 水泥用量與大摻量粉煤灰高性能混凝土總膠材用量相同 ) ，隨養(yǎng)護齡期增長，碳化深度值有所降低。粉煤灰與水泥用量對碳化深度值具有顯著影響。當總膠凝材料為 222 kg /m 3 時，摻 55 ％粉煤灰的大摻量粉煤灰高性能混凝土碳化深度增長平緩，但摻 70 ％粉煤灰的大摻量粉煤灰高性能混凝土碳化深度急劇增長；當總膠凝材料用量 333 kg /m 3 時，摻 55 ％粉煤灰的大摻量粉煤灰高性能混凝土碳化深度值明顯降低且增長趨勢平緩，摻 70 ％時，隨碳化歷時的延長，碳化進程有逐漸加快的趨勢。

　　大摻量粉煤灰高性能混凝土具有非常好的抗硫酸鹽侵蝕性。日本 Kawamura M 等把大摻量粉煤灰高性能混凝土浸入 10 ％的 Na 2 SO 4 溶液中，通過長達 2 年的試驗研究，發(fā)現(xiàn)大摻量粉煤灰混凝土能有效地改善混凝土的抗硫酸鹽性能。

　　大摻量粉煤灰高性能混凝土能有效地抑制堿 - 骨料反應。即使在一些嚴酷的條件下也是如此。 Malhotra 等的研究表明，粉煤灰摻量為 58 ％的大摻量粉煤灰高性能混凝土大大降低了混凝土的膨脹。

　　大摻量粉煤灰高性能混凝土的抗除冰鹽能力較差。用 8 種粉煤灰制作的大摻量粉煤灰高性能混凝土板狀試件進行除冰鹽試驗，結(jié)果除 5 號混凝土在 50 次凍融循環(huán)后表現(xiàn)等級為 4 級外，其余的混凝土經(jīng)過 50 或 100 次凍融循環(huán)后表現(xiàn)等級均為 5 級。根據(jù) ASTM 標準， 4 級與 5 級分別對應于中度剝落和嚴重剝落。

2.5 大摻量粉煤灰高性能混凝土的養(yǎng)護和齡期

　　Swamy 等通過研究認為，大摻量粉煤灰高性能混凝土可以用于結(jié)構(gòu)混凝土和大體積混凝土。養(yǎng)護濕度對大摻量粉煤灰高性能混凝土的性能是很重要的。 Vandewalle 等的研究結(jié)果也顯示，大摻量粉煤灰砂漿，相比于普通混凝土砂漿和低摻量的粉煤灰砂漿對養(yǎng)護濕度更為敏感，較長時間潮濕養(yǎng)護有利于大摻量粉煤灰高性能混凝土的強度發(fā)展，特別是長期強度的發(fā)展。

　　試驗結(jié)果表明，養(yǎng)護齡期對混凝土的干縮有很大的影響，當濕養(yǎng)護 14 d 時，摻粉煤灰的各組混凝土的試件的早期干縮率與未摻粉煤灰的相近，直至后期如 180d 時，未摻粉煤灰的混凝土的干縮率才略大于各組 HVFAC ；濕養(yǎng)護 28d 時各組大摻量粉煤灰高性能混凝土的收縮率明顯地小于未摻粉煤灰的混凝土， 90d 時干縮率可減小 15 ％以上；當濕養(yǎng)護時間長達 60d 時，大摻量粉煤灰混凝土的收縮率更小，而且到后期，無粉煤灰混凝土的干縮率仍有繼續(xù)增大的勢頭，而大摻量粉煤灰混凝土至干縮時間 60 d 后干縮基本不再明顯發(fā)展。

　　工程應用表明，采用“及時而充分”的濕養(yǎng)護，可有效預防或大大減少混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。某大廈已竣工的約 200 00 0 ㎡ 大摻量粉煤灰高性能混凝土現(xiàn)澆樓面板，除了少數(shù)濕養(yǎng)護不夠及時、不夠充分的混凝土表面出現(xiàn)少量細淺裂紋外，至今都未發(fā)現(xiàn)可見裂縫。同時，常壓蒸養(yǎng)——壓力蒸養(yǎng) 2 次養(yǎng)護工藝為大摻量粉煤灰高性能混凝土性能的提高提供了一條可行的途徑。

　　對于 HVFAC 的齡期，試驗結(jié)果顯示，粉煤灰摻量為 55 ％的混凝土抗壓強度，齡期為 28d 時，是基準混凝土的 80 ％；齡期為 90d 時，與基準混凝土大致相同；齡期為 1 年時，超過基準混凝土。

2.6 大摻量粉煤灰高性能混凝土的性能改善

　　雖然不少研究結(jié)果與應用情況說明，大摻量粉煤灰混凝土的性能足以在結(jié)構(gòu)混凝土中使用，但是大摻量粉煤灰混凝土性能的一些不足是顯而易見的。

　　由于大摻量粉煤灰混凝土中的粉煤灰摻量很大，在總的膠凝材料用量比較低的情況下，混凝土的 早期強度很低，這是大摻量粉煤灰高性能混凝土實際應用的不足之一。

　　Bilodeau 等研究結(jié)果表明，以 ASTM Ⅲ 型水泥取代 ASTM I 型水泥，在水泥用量 115 ～ 155 kg /m 3 、粉煤灰摻量為 56 ％時， 1d 抗壓強度可以提高 5 ～ 8MPa ，不僅顯著改善了大摻量粉煤灰高性能混凝土的早期強度比較低的不足，而且也明顯提高大摻量粉煤灰混凝土的耐久性。

　　大摻量粉煤灰混凝土的強度等性能提高還可以用摻加外加劑等方式來實現(xiàn)。很多研究者都提出采用激發(fā)法劑手段來提高大摻量粉煤灰混凝土的早期強度，認為粉煤灰 - 石灰 - 硫酸鹽系統(tǒng)在常溫常壓下能非常有效激發(fā)粉煤灰活性，這一系統(tǒng)也能適應大摻量粉煤灰高性能混凝土。

　　低的抗碳化性能是大摻量粉煤灰高性能混凝土又一不足。改善措施之一是適當提高粉煤灰混凝土的堿儲備，最為經(jīng)濟的是摻加石灰。對于大摻量粉煤灰高性能混凝土，將礦渣粉與粉煤灰復摻，能較大程度改善大摻量粉煤灰的抗碳化性能。用磨細礦渣微粉取代水泥，除了能進一步降低漿體孔隙率，提高抗?jié)B性外，漿體的 CH 含量遠比粉煤灰水泥漿體高，從而使得礦粉水泥基材料的抗碳化能力明顯高于粉煤灰水泥基材料的抗碳化能力。并且認為所有提高抗?jié)B性的途徑，都有利于 HVFAC 抗碳化性能的改善 。