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粉煤灰+混凝土?混凝土耐久性

編輯:華偉銀凱   發(fā)布時(shí)間:2017-3-9?
  自從德國和日本分別成功研制出了高效減水劑后,各種礦物摻合料和高效添加劑的使用就彌補(bǔ)了水泥凝膠體在微觀尺度的很多缺陷。目前,礦物摻合料也幾乎成了混凝土必不可少的功能性組分材料。粉煤灰作為活性礦物摻合料的代表,受到國內(nèi)外研究學(xué)者的青睞,對(duì)其摻加到混凝土的耐久性做了大量試驗(yàn)研究。雖然由于試驗(yàn)材料、方法等的不同,試驗(yàn)結(jié)論雖然有所差異,但在粉煤灰的摻量對(duì)于混凝土耐久性的影響方面卻得出了一致的結(jié)論。因此華偉銀凱結(jié)合自身30年來的混凝土外加劑做過的大量工程從抗氯離子滲透性、抗碳化性能和抗凍性三個(gè)方面來綜述粉煤灰摻量對(duì)混凝土耐久性的影響。

粉煤灰摻量對(duì)混凝土耐久性的影響

粉煤灰

粉煤灰+混凝土?混凝土耐久性

  對(duì)抗?jié)B性能的影響
  粉煤灰的加入會(huì)增加混凝土硬化前期的孔隙率,降低前期混凝土的抗?jié)B性能。但隨著水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2的增多,粉煤灰的活性被激發(fā),與Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)生成水化硅酸鹽凝膠,填充細(xì)化反應(yīng)前期產(chǎn)生的孔隙。在這期間,微集料效應(yīng)也發(fā)揮作用,混凝土的孔隙率降低,大孔孔徑減小,密實(shí)度增大。但粉煤灰摻量過大也會(huì)因?yàn)槲此w粒過多沉積在膠凝材料與骨料的界面處,影響混凝土的黏聚性,降低混凝土的密實(shí)度。混凝土的密實(shí)度不僅影響到抗氯離子滲透性,還關(guān)系到混凝土的抗碳化、抗凍和耐腐蝕性能。因此混凝土的抗?jié)B性能是衡量混凝土耐久性的重要指標(biāo)。
  對(duì)抗碳化性能的影響
  粉煤灰對(duì)混凝土抗碳化性能的改善作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:①粉煤灰中的活性成分與氫氧化鈣二次反應(yīng)產(chǎn)生的C-S-H類凝膠阻斷或減小了毛細(xì)孔徑,使混凝土微觀結(jié)構(gòu)致密,CO2分子難以侵入;② C-S-H類凝膠可以吸附部分CO2,阻止其繼續(xù)侵入。但是粉煤灰中的活性成分與Ca(OH)2反應(yīng),使混凝土孔溶液的PH值由原來的13降低到9左右。實(shí)際上,在CO2和水的作用下,當(dāng)PH值降低到11左右時(shí),鋼筋表面的鈍化膜就會(huì)破壞。粉煤灰對(duì)混凝土抗碳化性能的影響就是在這正負(fù)兩個(gè)方面的作用下形成的。
對(duì)抗凍性能的影響
  混凝土的凍融破壞與本身的強(qiáng)度和孔結(jié)構(gòu)有關(guān),受溫濕度環(huán)境的影響。當(dāng)水泥水化產(chǎn)生Ca(OH)2后,粉煤灰與其進(jìn)行二次水化反應(yīng),產(chǎn)生的水化硅酸鈣凝膠使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密,有害孔的數(shù)量減少。但混凝土硬化前期,二次水化反應(yīng)進(jìn)行較慢,粉煤灰混凝土的抗凍性能較差。粉煤灰摻量越多,水化反應(yīng)越慢,越不利于消除有害孔,混凝土的抗凍性能越差;粉煤灰摻量過少又不足以降低水化熱,減少溫縮裂縫,起到改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)的作用。因此合適的粉煤灰摻量對(duì)混凝土的抗凍性能有重要的影響。
  粉煤灰對(duì)混凝土耐久性的影響隨粉煤灰的質(zhì)量,混凝土的水灰比、齡期,復(fù)摻礦物摻合料的種類,混凝土添加劑的摻量和其他材料的用量等的變化而有所不同。這些研究結(jié)論或者針對(duì)某一類混凝土,或者針對(duì)耐久性的某一指標(biāo),但粉煤灰對(duì)于混凝土的影響規(guī)律不應(yīng)止于此。粉煤灰的摻入對(duì)混凝土強(qiáng)度和耐久性并不是完全有利的。粉煤灰對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度不利,各項(xiàng)耐久性指標(biāo)也較差,但對(duì)硬化后期混凝土的耐久性有明顯改善。隨著粉煤灰摻量的變化,混凝土各項(xiàng)耐久性指標(biāo)也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在齡期一定時(shí),隨著粉煤灰摻量的增加,混凝土的抗氯離子滲透性逐漸降低,在摻量20%~30%,會(huì)取得一個(gè)最佳值;隨著粉煤灰摻量的增加,混凝土抗碳化性能降低,摻量在20%~35%時(shí),碳化速率會(huì)較其他摻量的速率減慢;優(yōu)質(zhì)的粉煤灰可以提高混凝土的抗凍性能,且摻量在15%~25%時(shí),混凝土的相對(duì)凍融破壞較小,摻量過大對(duì)混凝土的抗凍性不利。雖然這些摻量數(shù)據(jù)會(huì)隨著所選用粉煤灰的質(zhì)量、細(xì)度的不同而有所差別,也會(huì)因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度、水灰比、添加劑種類的不同有所改變,但是不能否認(rèn)25%左右的一個(gè)摻量范圍內(nèi)無論是在普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土還是再生混凝土中都表現(xiàn)出較其它摻量優(yōu)異的性質(zhì),出現(xiàn)最佳值或分界點(diǎn)。因此粉煤灰對(duì)混凝土耐久性影響最佳摻量是一個(gè)值得研究的課題。
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