1.5 粉煤灰在混凝土中的基本效應(yīng)
粉煤灰在水泥混凝土中主要有三個基本效應(yīng),即形態(tài)效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)。控制這三個效應(yīng)向有利方向發(fā)展,即可利廢為寶、改善混凝土的性能。
(1) 形態(tài)效應(yīng)
粉煤灰的形態(tài)效應(yīng),主要是指粉煤灰的顆粒形貌、粗細、表面粗糙程度等特征在混凝土中的效應(yīng)。粉煤灰微珠顆??梢云鸬綕L珠的作用,降低混凝土拌和的內(nèi)摩擦力而提高流動性。粉煤灰的密度小于水泥,因而等量替代后可增加漿體的體積,從而改善對粗細集料的潤滑程度,也有利于提高混凝土拌合物的流動性。此外,還可以提高混凝土的勻質(zhì)性、粘聚性和保水性。
劣質(zhì)粉煤灰由于含有較多不規(guī)則的多孔顆粒和未燃盡的碳,而導(dǎo)致需水量增加和保水性變差,對混凝土帶來負面效應(yīng)。
(2)火山灰效應(yīng)(活性效應(yīng))
粉煤灰屬于活性礦物摻合料。粉煤灰中含有的玻璃態(tài)的氧化硅和氧化鋁屬于活性氧化硅和活性氧化鋁,它們可以與水泥水化生成的氫氧化鈣和水發(fā)生水化反應(yīng)(該水化反應(yīng)亦稱二次反應(yīng)),生成具有水硬性特點的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等,并填充于毛細孔隙內(nèi)。這些水化產(chǎn)物同樣具有強度,特別是水化硅酸鈣,該水化反應(yīng)在28d時較弱,特別是在7d以內(nèi),而在28d以后逐步明顯。粉煤灰的細度越大,即顆粒越小,活性越高,水化反應(yīng)能力越高;溫度越高水化反應(yīng)能力越強,強度增長越快。當(dāng)溫度低于5時該水化反應(yīng)基本停止,強度發(fā)展緩慢.
火山灰效應(yīng)可以提高混凝土以后的強度,以后的強度要高于不摻粉煤灰的混凝土,且齡期越長該差異越大。因而對早期承載能力要求不大的工程可利用其60d、90d、180d時的強度。
(3) 微集料效應(yīng)
粉煤灰微珠具有極高的強度,其填充在水泥顆粒間的空隙,既減少了毛細孔隙,又起到了微骨架作用。隨水化的不斷進行,粉煤灰的水化產(chǎn)物與未水化的粉煤灰內(nèi)核的粘結(jié)力不斷提高,這也有利于提高粉煤灰的微集料效應(yīng)。
除上述三個基本效應(yīng)外,粉煤灰還有許多其它效應(yīng),如免疫效應(yīng)(抑制堿集料反應(yīng)效應(yīng)、提高耐腐蝕性效應(yīng)等)、減熱效應(yīng)(降溫升效應(yīng))、泵送效應(yīng)等,不過這些效應(yīng)都離不開上述三個基本效應(yīng)。