粉煤灰对水泥混凝土强度的影响
粉煤灰是电厂用粉煤炉发电烟道排放的废弃物｡粉煤灰单独作用, 不能作为自硬性胶结材料｡掺入水泥混凝土中, 在新拌和硬化阶段, 可改善水泥混凝土的工作性､降低水化热, 调节硬化过程｡在水泥混凝土的硬化阶段, 粉煤灰中的活性组分SiO2与水泥水化生成的游离石灰结合生成新的胶结物质, 不断填充水泥混凝土的内部孔隙, 使水泥混凝土更加密实, 比普通水泥混凝土强度更高, 耐久性更好｡ 2 粉煤灰基本性质
粉煤灰按国家标准分为三个等级｡品质好的粉煤灰, 烧失量小, 粒径小, 需水灰比小｡同一电厂收集的不同等级粉煤灰, 其化学成分差别不大, 活性指数却有区别, 见表1｡
粉煤灰由煤粉经充分燃烧最终形成的粒径大小不同的玻璃微珠组成｡粉煤灰的颗粒级配划分为三个基本粒群:45 um以上为微米级粗粒;1~45 um为微米级细粒; 小于1 um为微米级尘粒｡
根据激光衍射粒度分析, 粉煤灰的绝大部分为微米级细粒, 无论是最大粒径还是平均粒径均比水泥小得多, 而比表面积大得多, 见表2｡
3 粉煤灰对水泥混凝土的影响
水泥混凝土中掺入粉煤灰, 在无外加剂掺入的情况下粉煤灰掺量不超过20%,对水泥混凝土的工作性和强度基本无影响, 仅表现前期强度增长慢, 后期强度增长快的特点｡掺量超过20%,不降低水灰比, 水泥混凝土强度随着掺量的增大而降低, 水泥混凝土的工作性却随
着掺量的增大而得到进一步的改善, 见表3｡
水泥混凝土中掺粉煤灰同时掺外加剂(减水剂､早强剂 ､降低水灰比后, 更能反映粉煤灰对水泥混凝土的贡献｡水是影响水泥混凝土强度和耐久性的关键因素｡普通水泥混凝土水泥完全水化需要的水量很少, 约占水泥质量的0.23左右｡配制C40流动性普通水泥混凝土, 水灰比要在0.40~0.45才能保证水泥混凝土的强度､并使水泥混凝土具有可施工的流动性｡多余的水以及因振捣水泥浆体泌出的水, 会在水泥混凝土的内部及集料的表面或下面形成水膜和水囊, 水泥混凝土硬化后会留下孔隙, 影响水泥混凝土的强度｡粉煤灰和外加剂的掺入, 减少了水泥混凝土中25%左右的水, 降低水灰比, 从而使粉煤灰水泥混合浆体的泌水率大大减少, 粉
煤灰水泥浆体充分包裹砂石表面､并填满集料孔隙, 充分发挥粉煤灰的活性效应, 使水泥混凝土不仅早期强度不降低, 并且后期和长期强度都有显著增长｡例如掺25%的Ⅱ级粉煤灰, 水泥用量328 kg/m3 (P.032.5级, 水灰比0.418, 坍落度80 mm,水泥混凝土一年的强度达到63.0 MPa,比28d 强度提高了42%,比基准水泥混凝土一年的强度还提高了19%,掺减水剂的水泥混凝土强度更高, 见表4｡
掺用品质好的超细粉煤灰和GK-5A 高效减水剂, 粉煤灰掺量30%,使用P.042.5级水泥, 水泥用量仅365 kg/m3 ,水灰比0.32, 水泥混凝土28 d强度可达到71.2 MPa,2个月可达80.4 MPa,成为高强度性能水泥混凝土｡掺Ⅱ级粉煤灰, 配比相同, 强度就低得多｡见表5｡
施工中水泥混凝土掺粉煤灰, 其掺量和品种要根据水泥混凝土结构性质来确定｡
