粉煤灰技術(shù)應(yīng)用與性能分析 畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　論文題目：粉煤灰技術(shù)應(yīng)用與性能分析 </p><p><b>　　班 級 </b></p><p><b>　　專 業(yè) </b></p><p>　　學(xué)生姓名 </p>

2、;<p><b>　　學(xué)號 </b></p><p>　　粉煤灰技術(shù)應(yīng)用與性能分析</p><p>　　摘要；我國的能源以燃煤為主，每年有近億噸粉煤灰大量排放，不僅占用土地，而且對環(huán)境造成很大危害。由于粉煤灰對水中的污染物具有較強(qiáng)的吸附性，用粉煤灰處理廢水不僅可以達(dá)到以廢治廢的目的，而且處理費(fèi)用低廉。本文用粉煤灰作為吸附材料，甲基橙為吸附質(zhì)，采用粉煤灰對

3、其進(jìn)行吸附。通過一系列平衡實(shí)驗(yàn)，利用分光光度法跟蹤吸附過程濃度變化，計(jì)算相關(guān)條件下的吸附量，確定吸附量與粉煤灰粒徑、時(shí)間、粉煤灰投加量、溫度、pH值之間的吸附規(guī)律，進(jìn)而評價(jià)粉煤灰的吸附特性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：粉煤灰；混凝土；形成；作用；性質(zhì) </p><p>　　Abstract：Our country's energy burns coal primarily, to

4、 have the nearly hundred million tons pulverized coal ash to discharge massively every year, not only takes the land, moreover causes the very big harm to the environment. Because in the pulverized coal ash adding water

5、pollutant has the strong adsorbability, not only may achieve with the pulverized coal ash processing waste water by governs the waste goal waste, moreover the disposal cost is inexpensive. this article takes the adsorpti

6、on mat</p><p>　　Keywords: Highway；Pavement；Asphalt；Pavement；Structure；aggregates</p><p>　　目 錄</p><p>　　1 粉煤灰現(xiàn)狀–––––––––––––––––––––</p><p>　　1.1國內(nèi)外粉煤灰混凝土的發(fā)

7、展簡況––––––––––––––––1</p><p>　　2 粉煤灰–––––––––––––––––––––</p><p>　　2.1粉煤灰的形成––––––––––––––––––––––––3</p><p>　　2.2粉煤灰的基本性質(zhì)––––––––––––––––––––––4</p><p>　　2.3粉煤灰的組成及結(jié)

8、構(gòu)–––––––––––––––––––––7</p><p>　　2.4粉煤灰在混凝土中的作用–––––––––––––––––8</p><p>　　2.5粉煤灰的存在形態(tài)––––––––––––––––––––11</p><p>　　3 粉煤灰混凝土–––––––––––––––––––––</p><p>　　3.1粉煤灰高性

9、能混凝土的力學(xué)性能––––––––––––––––12</p><p>　　3.2粉煤灰高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度––––––––––––––––13</p><p>　　3.3粉煤灰混凝土收縮––––––––––––––––––––––13</p><p>　　3.4粉煤灰混凝土徐變––––––––––––––––––––––13</p><p&g

10、t;　　3.5粉煤灰混凝土碳化性能––––––––––––––––––––14</p><p>　　3.6粉煤灰混凝土鋼筋銹蝕––––––––––––––––––––14</p><p>　　4 粉煤灰混凝土的物理性能試驗(yàn)方法–––––––––––––––––––––</p><p>　　4.1粉煤灰混凝土水化熱–––––––––––––––––––––15

11、</p><p>　　4.2粉煤灰混凝土堿-集料反應(yīng)––––––––––––––––––15</p><p>　　4.3粉煤灰混凝土抗凍性–––––––––––––––––––––16</p><p>　　4.4粉煤灰混凝土抗?jié)B性能––––––––––––––––––––17</p><p>　　4.5粉煤灰混凝土泵送性能––––––––––

12、––––––––––18</p><p>　　4.6粉煤灰混凝土的施工–––––––––––––––––––––19</p><p>　　5 小結(jié)–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

13、<p><b>　　1 粉煤灰現(xiàn)狀</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外粉煤灰混凝土的發(fā)展簡況</p><p>　　我國是個(gè)產(chǎn)煤大國，以煤炭為電力生產(chǎn)基本燃料。近年來，我國的能源工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，發(fā)電能力年增長率為7.3%，電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，1995年粉煤灰排放量達(dá)1.25億噸，20

14、00年約為1.5億噸，到2010年將達(dá)到2億噸，給我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。另一方面，我國又是一個(gè)人均占有資源儲(chǔ)量有限的國家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，是解決我國電力生產(chǎn)環(huán)境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段，也是電力生產(chǎn)所面臨解決的任務(wù)之一。經(jīng)過開發(fā)，粉煤灰在建工、建材、水利等各部門得到廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，世界性能源危機(jī)，環(huán)境污染以及礦物資源的枯竭等強(qiáng)烈

15、地激發(fā)了粉煤灰利用的研究和開發(fā)，多次召開國際性粉煤灰會(huì)議，研究工作日趨深入，應(yīng)用方面也有了長足的進(jìn)步。粉煤灰成為國際市場上引人注目的資源豐富、價(jià)格低廉，興利除害的新興建材原料和化工產(chǎn)品的原料，受到人們的青睞。</p><p>　　目前，對粉煤灰的研究工作大都由理論研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究，特別是著重要資源化研究和開發(fā)利用。利用粉煤灰生產(chǎn)的產(chǎn)品在不斷增加，技術(shù)在不斷更新。國內(nèi)外粉煤灰綜合利用工作與過去相比較，發(fā)生了重大的變

16、化，主要表現(xiàn)為：粉煤灰治理的指導(dǎo)思想已從過去的單純環(huán)境角度轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合治理、資源化利用；粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應(yīng)用外，發(fā)展到目前的在水泥原料、水泥混合材、大型水利樞紐工程、泵送混凝土、大體積混凝土制品、高級填料等高級化利用途徑。</p><p>　　為保證交通的正常開放，隨著高速公路和城市立交越來越多的在冬季撒鹽除冰化冰雪，進(jìn)而加劇了對混凝土路面和橋面的凍融破壞，摻

17、粉煤灰混凝土抗鹽凍性能60年代以來，我國就開始研究粉煤灰的開發(fā)利用，但與社會(huì)發(fā)展的要求以及發(fā)達(dá)國家相比，差距甚遠(yuǎn)。主要表現(xiàn)為粉煤灰利用率偏低，地區(qū)差異大，用于生產(chǎn)新型建筑材料的粉煤灰占總量的比例不足5%，大部分為筑路填方的低層次開發(fā)。20世紀(jì)70年代以后，世界上燃燒煤炭的火力發(fā)電這一發(fā)展方向得到新的共識(shí)，在許多國家中粉煤灰資源迅速增長，備受重視，粉煤灰混凝土技術(shù)的進(jìn)步也加快了步伐。國外開始開發(fā)研制高性能粉煤灰混凝土。我國也加強(qiáng)了這一對于

18、混凝土工程學(xué)具有劃時(shí)代意義的工作川。</p><p>　　我國粉煤灰的年產(chǎn)量大，但總利用率不高，利用技術(shù)水平較低，同時(shí)國內(nèi)粉煤灰的利用開發(fā)也很不平衡，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)如上海、廣州、深圳等地粉煤灰有供不應(yīng)求之勢，而湖南省粉煤灰的利用率僅25%左右。我國粉煤灰年排放量約為1.5億噸，其利用率僅達(dá)40%左右未被利用的粉煤灰堆積如山，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。按目前的排灰狀況和利用水平，沖灰用水量和貯灰場占地將要增加一倍。對我們這

19、個(gè)水資源缺乏，耕地人均占有率很低的國家來說，如何做好粉煤灰的利用和處置確實(shí)是一個(gè)十分重要的問題。1993年，雖然我國粉煤灰的綜合利用率已達(dá)到了34.8%，但包頭等地區(qū)粉煤灰利用率還非常低，粉煤灰的現(xiàn)儲(chǔ)存量達(dá)數(shù)百萬噸之多，并以每年85～90萬噸的速度遞增，粉煤灰的不斷排放，不僅占用了大量土地資源，還需投資興建儲(chǔ)灰場，并不斷地對其進(jìn)行擴(kuò)容和維護(hù)，而且大量儲(chǔ)存的粉煤灰嚴(yán)重地污染了周邊的環(huán)境近年來，粉煤灰及其他工業(yè)廢料的資源化已成為我國可持續(xù)發(fā)

20、展戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著火力發(fā)電能力的迅速增加，粉煤灰處理、消納，以及由此派生的污染防治問題業(yè)已成為煤炭轉(zhuǎn)化利用過程中不可忽視的環(huán)節(jié)。通過對粉煤灰的治理和資源化綜合利用，各方面都取得了令人矚目的成就。</p><p>　　我國粉煤灰50%排入灰廠堆存，10%直接注入江河湖泊，綜合利用率為30%~45%，與西方發(fā)達(dá)國家相比利用率較低。國外粉煤灰主要用于建材工業(yè)、建筑工程、筑壩以及造地、造田等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。因此加大對粉

21、煤灰的資源化利用，對我國具有重要、緊迫的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)意義。雖然我國的粉煤灰利用率不斷的上升，但是同發(fā)達(dá)國家相比，我國還存在不少差距:</p><p>　　(1)粉煤灰在水泥和混凝土中的利用率還不高。</p><p>　　(2)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益方面，以粉煤灰混凝土技術(shù)推廣較好的上海地區(qū)為例，目前僅節(jié)約水泥5%~15%，且局限于土建工程，而國外一般水平是節(jié)約水泥20%，英國是30%。</p&

22、gt;<p>　　(3)粉煤灰商品混凝土總產(chǎn)量的比例低于國際一般水平，而且產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、生產(chǎn)和經(jīng)營管理等方面也都處于起步階段，大量研究開發(fā)工作有待重視。 </p><p>　　1.2粉煤灰在國外的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　早在1914年，美國Anon首次發(fā)現(xiàn)粉煤灰中的氧化物具有火山灰的特性。此后前蘇聯(lián)、英國、美國、荷蘭、日本等發(fā)達(dá)國家相繼開始對粉煤灰的物理、化學(xué)特性，實(shí)

23、踐應(yīng)用等課題進(jìn)行了研究和開發(fā)。國內(nèi)外文獻(xiàn)介紹粉煤灰混凝土技術(shù)時(shí)，可以追溯到20(X)多年前古羅馬大型工程中曾采用的火山灰混凝土，其目的是要驗(yàn)證粉煤灰是一種人工火山灰。粉煤灰混凝土技術(shù)發(fā)展的先驅(qū)是美國加州大學(xué)伯克利理工學(xué)院的 DavisRE，他于1933年開始研究粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用，隨后與其合作者陸續(xù)發(fā)表了國際上首批粉煤灰混凝土的研究報(bào)告。</p><p>　　20世紀(jì)40年代，美國墾務(wù)局等工程部門，通過不少水

24、壩工程混凝土中摻加粉煤灰的成功試點(diǎn)，終于決定在蒙大拿州的俄馬壩大型工程中，大規(guī)模應(yīng)用粉煤灰，共摻用粉煤灰13萬噸?？⒐ず蟮亩ㄆ谟^察表明，粉煤灰混凝土至今保持良好的性能。因此，歐美國家有關(guān)文獻(xiàn)，將俄馬壩工程中粉煤灰的應(yīng)用列為粉煤灰混凝土技術(shù)發(fā)展史中第一塊里程碑。從總體上看，隨著粉煤灰應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，各國粉煤灰的利用率水平在逐年提高。以美國為例，1980年，美國粉煤灰的排放量為4380萬噸，其中僅267萬噸用于水泥和混凝土，占總排放量的5.

25、5%，到了1994年粉煤灰利用率提高至29%l33洲。1992年全世界粉煤灰及爐底灰、利用率約為33.3%。世界各國粉煤灰的利用率水平有很大差異，一些國家達(dá)到oo%以上(德國、韓國、法國等)，而有些國家只有不到10%的粉煤灰被利用(印度、泰國、墨西哥等)。從利用方式上看，粉煤灰用于混凝土是粉煤灰利用的主要方式，尤其在發(fā)展中國家，由于大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)，粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用量遠(yuǎn)比發(fā)達(dá)國家為高腳洲。目前，歐美發(fā)達(dá)國家粉煤灰的綜合利用率基本達(dá)

26、到50%以上，個(gè)別國家達(dá)到90%以上。英、法、美、印度、加拿大等國家都</p><p><b>　　2 粉煤灰</b></p><p><b>　　2.1粉煤灰的形成</b></p><p>　　第一階段，粉煤在開始燃燒時(shí)，其中氣化溫度低的揮發(fā)分，首先自礦物質(zhì)與固體碳連接的縫隙間不斷逸出，使粉煤灰變成多孔型炭粒。此時(shí)的煤

27、灰，顆粒狀態(tài)基本保持原煤粉的不規(guī)則碎屑狀，但因多孔型性，使其表面積更大。</p><p>　　第二階段，伴隨著多孔性炭粒中的有機(jī)質(zhì)完全燃燒和溫度的升高，其中的礦物質(zhì)也將脫水、分解、氧化變成無機(jī)氧化物，此時(shí)的煤灰顆粒變成多孔玻璃體，盡管其形態(tài)大體上仍維持與多孔炭粒相同，但比表面積明顯地小于多孔炭粒。</p><p>　　第三階段，隨著燃燒的進(jìn)行，多孔玻璃體逐漸融收縮而形成顆粒，其孔隙率不斷降

28、低，圓度不斷提高，粒徑不斷變小，最終由多孔玻璃轉(zhuǎn)變?yōu)橐幻芏容^高、粒徑較小的密實(shí)球體，顆粒比表面積下降為最小。不同粒度和密度的灰粒具有顯著的化學(xué)和礦物學(xué)方面的特征差別，小顆粒一般比大顆粒更具玻璃性和化學(xué)活性。最后形成的粉煤灰(其中80%～90%為飛灰，10%～20%為爐底灰)是外觀相似，顆粒教細(xì)而不均勻的復(fù)雜多變的多相物質(zhì)。飛灰是進(jìn)入煙道氣灰塵中最細(xì)的部分，爐底灰是分離出來的比較粗的顆粒，或是爐渣。這些東西有足夠的重量，燃燒帶跑到爐子的底

29、部</p><p>　　2.2粉煤灰的基本性質(zhì)</p><p>　　粉煤灰的物理性質(zhì)包括密度、堆積密度、細(xì)度、比表面積、需水量等，這些性質(zhì)是化學(xué)成分及礦物組成的宏觀反映。由于粉煤灰的組成波動(dòng)范圍很大，這就決定了其物理性質(zhì)的差異也很大。粉煤灰比表面積研究和相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告中，只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，因?yàn)閲鴥?nèi)外制定出來的比表面積測定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的?！稑?biāo)準(zhǔn)名

30、稱》(GB.T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積測定分析有專用的比表面積測試儀，國內(nèi)比較成熟的是動(dòng)態(tài)氮吸附法，現(xiàn)有國產(chǎn)儀器中大多數(shù)還只能進(jìn)行直接對比法的，北京金埃譜科技公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉Ρ确ǎ?，更重要的北京金埃譜科技公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測設(shè)備，其測試結(jié)果

31、與國際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測試結(jié)果精確性。</p><p>　　粉煤灰的基本物理特性</p><p>　　項(xiàng) 目 范 圍 均 值</p><p>　　密度/（g/cm3） 1.9～2.9 2.1</p><p>　　堆積密度/（g/cm3） 0.531～1.261 0.780</p><p>

32、;　　比表面積（cm2/g） 氮吸附法 800～19500 3400 (由北京金埃譜科技公司生產(chǎn)的F-Sorb 2400全自動(dòng)比表面積測試儀BET方法檢測)</p><p>　　透氣法 1180～6530 3300</p><p>　　原灰標(biāo)準(zhǔn)稠度/% 27.3～66.7 48.0</p><p>　　需水量/% 89～130 106</p><

33、p>　　28d抗壓強(qiáng)度比/% 37～85 66</p><p>　　粉煤灰的物理性質(zhì)中，細(xì)度和粒度是比較重要的項(xiàng)目。它直接影響著粉煤灰的其他性質(zhì)，粉煤灰越細(xì)，細(xì)粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的細(xì)度影響早期水化反應(yīng)，而化學(xué)成分影響后期的反應(yīng)。</p><p>　　粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材料，它本身略有或沒有水硬膠凝性能，但當(dāng)以粉狀及水存在時(shí)，能在常溫，特別是在水熱處理(蒸汽

34、養(yǎng)護(hù))條件下，與氫氧化鈣或其他堿土金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。 </p><p>　　表2.2 粉煤灰的技術(shù)要求</p><p><b>　　2.3粉煤灰的組成</b></p><p>　　2.3.1粉煤灰的化學(xué)組成</p><p>　　我國火電廠粉煤灰的主要氧

35、化物組成為：SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO等，此外還有P2O5等。其中氧化硅、氧化鈦來自黏土，巖頁；氧化鐵主要來自黃鐵礦；氧化鎂和氧化鈣來自與其相應(yīng)的碳酸鹽和硫酸鹽。</p><p>　　粉煤灰的元素組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為：O 47.83%，Si 11.48%～31.14%，A1 6.40%～22.91%，F(xiàn)e 1.90%～18.51%， C

36、a 0.30%～25.10%，K 0.22%～3.10%，Mg 0.05%～1.92%，Ti 0.40%～1.80%，S 0.03%～4.75%，Na 0.05%～1.40%，P 0.00%～0.90%，C1 0.00%～0.12%，其他0.50%～29.12%。</p><p>　　由于煤的灰量變化范圍很廣，而且這一變化不僅發(fā)生在來自世界各地或同一地區(qū)不同煤層的煤中，甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此，

37、構(gòu)成粉煤灰的具體化學(xué)成分含量，也就因煤的產(chǎn)地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。</p><p>　　粉煤灰的活性主要來自活性SiO2(玻璃體SiO2)和活性A12O3 (玻璃體A12O3 )在一定堿性條件下的水化作用。因此，粉煤灰中活性SiO2、活性A12O3和f-CaO(游離氧化鈣)都是活性的的有利成分，硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏(CaSO4)的形式存在，它對粉煤灰早期強(qiáng)度的發(fā)揮有一定作用，因此粉煤灰中

38、的硫?qū)Ψ勖夯一钚砸彩怯欣M成。粉煤灰中的鈣含量在3%左右，它對膠凝體的形成是有利的。國外把CaO含量超過10%的粉煤灰稱為C類灰，而低與10%的粉煤灰稱為F類灰。C類灰其本身具有一定的水硬性，可作水泥混合材，F(xiàn)類灰常作混凝土摻和料，它比C類灰使用時(shí)的水化熱要低。</p><p>　　粉煤灰中少量的MgO、Na2O、K2O等生成較多玻璃體，在水化反應(yīng)中會(huì)促進(jìn)堿硅反應(yīng)。但MgO含量過高時(shí)，對安定性帶來不利影響。<

39、;/p><p>　　粉煤灰中的未燃炭粒疏松多孔，是一種惰性物質(zhì)不僅對粉煤灰的活性有害，而且對粉煤灰的壓實(shí)也不利。過量的Fe2O3對粉煤灰的活性也不利。</p><p>　　2.3.2粉煤灰的礦物組成</p><p>　　由于煤粉各顆粒間的化學(xué)成分并不完全一致，因此燃燒過程中形成的粉煤灰在排出的冷卻過程中，形成了不同的物相。比如：氧化硅及氧化鋁含量較高的玻璃珠在鐵礦，另

40、外，粉煤灰中晶體礦物的含量與粉煤灰冷卻速度有關(guān)。一般來說，冷卻速度較快時(shí)，玻璃體含量較多：反之，玻璃體容易析晶?？梢姡瑥奈锵嗌现v，粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物。其礦物組成的波動(dòng)范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來石、磁鐵礦、氧化鎂、生石灰及無水石膏等，非晶體礦物為玻璃體、無定形碳和次生褐鐵礦，其中玻璃體含量占50%以上。</p><p>　　粉煤灰的結(jié)構(gòu)是在煤粉燃燒和排出過程中形成的，比較復(fù)雜。在顯微鏡下觀

41、察，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)的混合體。混合體中這三者的比例隨著煤燃燒所選用的技術(shù)及操作手法不同而不同。其中結(jié)晶體包括石英、莫來石、磁鐵礦等；玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子、形狀不規(guī)則孔隙少的小顆粒、疏松多孔且形狀不規(guī)則的玻璃體球等；未燃炭多呈疏松多孔形式。</p><p>　　2.4粉煤灰在混凝土中的作用摻入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性</p><p>　　拌

42、混凝土的和易性受漿體的體積、水灰比、骨料的級配、形狀、孔隙率等的影響。摻用粉煤灰對新拌混凝土的明顯好處是增大漿體的體積，大量的漿體填充了骨料間的孔隙，包裹并潤滑了骨料顆粒，從而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。粉煤灰的骨料顆?？梢詼p少漿體與骨料間的界面摩擦，在骨料的接觸點(diǎn)起滾珠軸承效果，從而改善了混凝土拌和物的和易性。 粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水。粉煤灰的摻入可以補(bǔ)償細(xì)骨料中的細(xì)屑不足，中斷砂漿基體中泌水渠道的連續(xù)性，

43、同時(shí)粉煤灰作為水泥的取代材料在同樣的稠度下會(huì)使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而摻用粉煤灰對防止新拌混凝土的泌水是有利的。 摻用粉煤灰，可以提高混凝土的后期強(qiáng)度。有試驗(yàn)資料表明，在混凝土中摻入粉煤灰后，隨著粉煤灰摻量的增加，早期強(qiáng)度（28天以前）逐減，而后期強(qiáng)度逐漸增加。粉煤灰對混凝土的強(qiáng)度有三重影響：減少用水量，增大膠結(jié)料含量和通過長期火山灰反應(yīng)提高強(qiáng)度。     當(dāng)原材料和環(huán)境條

44、件一定時(shí)，摻粉煤灰混凝土的強(qiáng)度增長主要取決于粉煤灰的火山灰效應(yīng)，即粉煤灰中玻璃態(tài)的活性氧化硅、氧化鋁與水泥漿體中的Ca(OH)2作用生成堿度較小的二次水化硅酸</p><p>　　隨著水解層被反應(yīng)產(chǎn)物充滿，粉煤灰顆粒和水泥水化產(chǎn)物之間逐步形成牢固聯(lián)系，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度、不透水性和耐磨性的增長，這就是摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長較高的主要原因。 </p><p>　　摻粉煤灰可

45、降低混凝土的水化熱?；炷林兴嗟乃磻?yīng)是放熱反應(yīng)，在混凝土中摻入粉煤灰由于減少了水泥的用量可以降低水化熱。</p><p>　　水化放熱的多少和速度取決于水泥的物理、化學(xué)性能和摻入粉煤灰的量，例如，若按重量計(jì)用粉煤灰取代30％的水泥時(shí)，可使因水化熱導(dǎo)致的絕熱溫升降低15％左右。眾所周知，溫度升高時(shí)水泥水化速率會(huì)顯著加快，研究表明：與20℃相比，30℃時(shí)硅酸鹽水泥的水化速率要加快1倍。</p>&

46、lt;p>　　一些大型、超大型混凝土結(jié)構(gòu)，其斷面尺寸增大，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級提高，所用水泥強(qiáng)度等級高，單位量增大，施行新標(biāo)準(zhǔn)后水泥的粉磨細(xì)度加大，這些因素的疊加，導(dǎo)致混凝土硬化過程溫升明顯加劇，溫峰升高，這是導(dǎo)致許多混凝土結(jié)構(gòu)物在施工期間，模板剛拆除時(shí)就發(fā)現(xiàn)大量裂縫的原因。粉煤灰混凝土可減少水泥的水化熱，減少結(jié)構(gòu)物由于溫度而造成的裂縫。</p><p>　　摻粉煤灰可改善混凝土的耐久性。在混凝土中摻粉煤灰對

47、其凍融耐久性有很大影響。當(dāng)粉煤灰質(zhì)量較差，粗顆粒多，含碳量高都對混凝土抗凍融性有不利影響。質(zhì)量差的粉煤灰隨摻量的增加，其抗凍融耐久性降低。但當(dāng)摻用質(zhì)量較好的粉煤灰同時(shí)適當(dāng)降低水灰比，則可以收到改善抗凍性的效果。</p><p>　　水泥混凝土中如果使用了高堿水泥，會(huì)與某些活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng)，會(huì)引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞，而且這種破壞會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去，難以補(bǔ)救。近年來，我國水泥含堿量的增加、混凝

48、土中水泥用量的提高及含堿外加劑的普遍應(yīng)用，更增加了堿集料反應(yīng)破壞的潛在危險(xiǎn)。</p><p>　　在混凝土中摻加粉煤灰，可以有效地防止堿集料反應(yīng)，提高混凝土的耐久性。在水膠比低于0.38的高性能混凝土中摻入粉煤灰，其作用機(jī)理不同于普通的混凝土。普通混凝土水膠比通常在0.45～0.7之間，在如此高水膠比的水泥漿中，水所占據(jù)的體積大約為水泥固體體積的兩倍以上。水泥顆粒周圍有充足的水提供給水泥水化，水泥從顆粒表面開始水

49、化，生成表面積增大1000倍左右的水化產(chǎn)物，并具有良好的向周圍空間擴(kuò)散、填充的能力。</p><p>　　如果在這種漿體中摻入粉煤灰以代替部分水泥，雖然從顆粒形狀來說，粉煤灰呈球形易于堆積得較為密實(shí)，但是它水化緩慢生成的凝膠量比同體積的水泥少得多，難以填充粉煤灰顆粒自身周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿的強(qiáng)度及其他性能與純水泥漿相比有所下降，并且摻量越大(水泥用量減少)這種下降的趨勢越明顯，這種現(xiàn)象在水化早期更加明顯

50、。</p><p>　　而高性能混凝土的最大特點(diǎn)是水膠比低，膠凝材料用量大，由于水膠比低，水所占據(jù)的空間小，需要填充的空隙也減少，同時(shí)，由于高效減水劑的作用，膠凝材料顆粒呈高度分散狀態(tài)，顆粒間距以及生成的水化凝膠粒子間距減小，水泥凝膠體密實(shí)且分子間范德華力與普通混凝土相比明顯加大。</p><p>　　這些因素使得高性能混凝土的微觀結(jié)構(gòu)得到改善，其強(qiáng)度比普通混凝土有很大提高。對于這種低水膠

51、比、膠凝材料用量大的高性能混凝土，如果不摻粉煤灰，完全使用水泥，顆粒周圍可提供水泥水化的水量有限，水泥的水化程度降低，未水化的水泥內(nèi)核增大。盡管需要填充的空隙小，未完全水化所生成的水化產(chǎn)物量也足以密實(shí)地填充水泥顆粒間空隙，但將有相當(dāng)量的未水化的水泥顆粒內(nèi)核長期殘存，這部分水泥沒有發(fā)揮膠凝材料的活性作用，只是作為填充料存在于水泥石中，如果混凝土長期工作處于濕潤環(huán)境中，混凝土吸水使這些水泥水化，還會(huì)引起體積膨脹，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如果摻入粉煤

52、灰代替部分水泥，保持水膠比不變，由于早期粉煤灰水化很緩慢，相當(dāng)于增大了水與水泥的相對量，使水泥的水化條件得到改善，水化程度提高，生成的水化產(chǎn)物量增大，使得水泥凝膠體填充得更加密實(shí)。同時(shí)，球形顆粒的粉煤灰在水泥漿體中的分散效果良好，粉煤灰顆粒與水泥顆粒間的距離小，水化產(chǎn)物向粉煤灰顆粒遷移的距離短，生成的水化產(chǎn)物多，大量的Ca(OH)2能很好地激發(fā)粉煤灰從表面開始水化，粉煤灰顆粒內(nèi)部不能完全水化的內(nèi)核充當(dāng)了上述不摻粉煤灰時(shí)的水泥顆粒未水化內(nèi)

53、核的填充作用。所以，在宏觀上摻入</p><p>　　1.保持水膠比不變的前提下，摻入的粉煤灰使實(shí)際的水灰比有所增大，水泥的水化程度提高，盡管減少了部分水泥，但水泥水化生成的凝膠體的量沒有同步減少;</p><p>　　2.低水膠比的水泥漿體中，顆粒之間距離小，水化產(chǎn)物擴(kuò)散距離小，同時(shí)水化產(chǎn)物量大，對粉煤灰的二次水化激發(fā)作用強(qiáng)，粉煤灰的活性效應(yīng)比普通混凝土中發(fā)揮得好;</p>

54、<p>　　3.環(huán)形的粉煤灰顆粒分散效果好，在新拌在新拌狀態(tài)下能改善混凝土的工作性，混凝土硬化后作為微粉填料填充凝膠間的空隙，使水泥石的微觀結(jié)構(gòu)得到改善。因此低水膠比條件下，適量粉煤灰的摻入不會(huì)明顯降低混凝土的強(qiáng)度和其他性能，與普通混凝土相比可以適當(dāng)加大粉煤灰的摻量。</p><p>　　研究試驗(yàn)結(jié)果表明，粉煤灰作為高性能混凝土用礦物摻料，主要發(fā)揮了以下的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)作用:l)提高水泥與高效減水劑的相容

55、性;2)改善混凝土拌合物的工作性，延緩或減小工作度損失;3)降低混凝土水化硬化過程中、尤其是水化初期的水化熱溫升;4)提高混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，減小混凝土的滲透性，改善耐久性;5)減少水泥用量，消化工業(yè)廢料，有利于環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的方針;6)降低混凝土成本，提高混凝土生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2．5粉煤灰的存在形態(tài)</p><p>　　粉煤灰是以顆粒形態(tài)存在的，且這些顆

56、粒的礦物組成、粒徑大小、形態(tài)各不相同。人們通常將其形狀分為珠狀顆粒和渣狀顆粒兩大類。根據(jù)北京科技大學(xué)宋存義等用掃描式電子顯微鏡的觀察表明，粉煤灰由多種粒子構(gòu)成，其中珠狀顆粒包括空心玻珠(漂珠)、厚壁及實(shí)心微珠(沉珠)、鐵珠(磁珠)、炭粒、不規(guī)則玻璃體和多孔玻璃體等五大品種。其中不規(guī)則玻璃體是粉煤灰中較多的顆粒之一，大多是由似球和非球形的各種渾圓度不同的粘連體顆粒組成。有的粘連體斷開后，其外觀和性質(zhì)與各種玻璃球形體相同，其化學(xué)成分則略有不

57、同。多孔玻璃體形似蜂窩，具有較大的表面積，易黏附其他碎屑，密度較小，熔點(diǎn)比其他微珠偏低，其顏色由乳白至灰色不等。在掃描式電子顯微鏡下可以比較容易地觀察到不規(guī)則玻璃體的存在。渣狀顆粒包括海綿狀玻璃渣粒、炭粒、鈍角顆粒、碎屑和粘聚顆粒等五大品種。</p><p>　　正是由于這些顆粒各自組成上的變化，組合上的比例不同，才直接影響到粉煤灰質(zhì)量的優(yōu)劣。</p><p>　　從煤燃燒后的煙氣中收捕下

58、來的細(xì)灰稱為粉煤灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。</p><p>　　粉煤灰的燃燒過程：煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫?zé)煔庵?。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時(shí)由于其表面張力的作用，形成大量細(xì)小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風(fēng)機(jī)的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細(xì)粒因受到一定程度的急冷呈

59、玻璃體狀態(tài)，從而具有較高的潛在活性。在引風(fēng)機(jī)將煙氣排入大氣之前，上述這些細(xì)小的球形顆粒，經(jīng)過除塵器，被分離、收集，即為粉煤灰。</p><p>　　粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，現(xiàn)階段我國年排渣量已達(dá)3000萬t。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對人體和生物造成危害。因此，粉煤灰的處理和利

60、用問題引起人們廣泛的注意。</p><p>　　3 煤灰混凝土的特性</p><p>　　3.1粉煤灰高性能混凝土的力學(xué)性能</p><p>　　本章研究粉煤灰在高性能混凝土中不同配比條件下的活性效應(yīng)，測定不同粉煤灰用量、水膠比等條件下多組高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度、靜彈性模量等力學(xué)性能。通過試驗(yàn)，比較分析粉煤灰在高性能混凝土中的效應(yīng)，研究粉煤灰及其摻量對混凝土力學(xué)性

61、能的影響。</p><p>　　試驗(yàn)采用蒙西52.SR水泥及前述的粗、細(xì)集料和DSF一工工高效減水劑。取混凝土中膠凝材料(包括水泥和粉煤灰)的總量為500~550kg/m3，粉煤灰摻量變化范圍為30%~50%，水膠比為0.28~0.42，設(shè)計(jì)多組混凝土配合比，進(jìn)行混凝土試配。</p><p>　　粉煤灰高性能混凝土的力學(xué)性能</p><p><b>　　圖

62、3.1</b></p><p>　　本章研究粉煤灰在高性能混凝土中不同配比條件下的活性效應(yīng)，測定不同粉煤灰用量、水膠比等條件下多組高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度、靜彈性模量等力學(xué)性能。通過試驗(yàn)，比較分析粉煤灰在高性能混凝土中的效應(yīng)，研究粉煤灰及其摻量對混凝土力學(xué)性能的影響。</p><p>　　3.2粉煤灰高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度</p><p>　　試驗(yàn)采用蒙西

63、52.SR水泥及前述的粗、細(xì)集料和DSF一工工高效減水劑。取混凝土中膠凝材料(包括水泥和粉煤灰)的總量為500~550kg/m3，粉煤灰摻量變化范圍為30%~50%，水膠比為0.28~0.42，設(shè)計(jì)多組混凝土配合比，進(jìn)行混凝土試配?；炷僚浜媳纫姳?.1。粉煤灰高性能混凝土的力學(xué)性能。研究粉煤灰在高性能混凝土中不同配比條件下的活性效應(yīng)，測定不同粉煤灰用量、水膠比等條件下多組高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度、靜彈性模量等力學(xué)性能。通過試驗(yàn)，比較分析

64、粉煤灰在高性能混凝土中的效應(yīng)，研究粉煤灰及其摻量對混凝土力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)采用蒙西52.SR水泥及前述的粗、細(xì)集料和DSF一工工高效減水劑。取混凝土中膠凝材料(包括水泥和粉煤灰)的總量為500~550kg/m3，粉煤灰摻量變化范圍為30%~50%，水膠比為0.28~0.42，設(shè)計(jì)多組混凝土配合比，進(jìn)行混土試配。</p><p><b>　　表3.2</b></p><p

65、>　　3.3粉煤灰混凝土收縮</p><p>　　混凝土的收縮與混凝土的拌和用水量和漿體體積有關(guān)，用水量越少，收縮也越小。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰需水量比小于100%，拌和水量的減少使摻粉煤灰混凝土28d后的自干燥收縮和干燥收縮都小。粉煤灰混凝土的干縮也隨粉煤灰摻量的提高而降低。但由于粉煤灰混凝土的水化反應(yīng)慢，水分蒸發(fā)快，所以粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大。為防止粉煤灰混凝土的早期收縮開裂，對其更應(yīng)加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。 &

66、#160; </p><p>　　3.4粉煤灰混凝土徐變</p><p>　　28天齡期以前，混凝土的強(qiáng)度較低，其相應(yīng)齡期的徐變應(yīng)變也較普通混凝土的大，然而與普通混凝土等強(qiáng)度的粉煤灰混凝土在此后所有齡期的徐變均小于普通混凝土。 </p><p>　　3.5粉煤灰混凝土碳化性能</p><p>　　煤灰混凝土的抗碳化性能較差。粉煤灰混凝土中的水

67、泥用量減少，水泥水化析出的圖3.2 脹縮量</p><p>　　Ca（OH）2 數(shù)量也相應(yīng)減少，而且，火山灰反應(yīng)也消耗了一定量的Ca（OH）2 ，使混凝土的PH值降低，會(huì)增加混凝土的碳化速度。特別在水化早期，粉煤灰火山灰反應(yīng)程度低，粉煤灰-水泥體系孔結(jié)構(gòu)疏松，CO2、O2、水分等入侵阻力小，因此碳化深度較大。隨著齡期的增長和粉煤灰火山灰效應(yīng)的逐漸發(fā)揮，碳化速度將逐漸降低。粉煤灰混凝土的碳化深度隨水灰比及粉煤灰摻量

68、的增加而有所增加。在水灰比為0.5～0.55，粉煤灰摻量不大于30%和一般施工水平的情況下，15～17年混凝土的碳化深度可達(dá)20mm左右。</p><p>　　碳化反應(yīng)在一定的相對濕度范圍內(nèi)進(jìn)行最快，否則，反應(yīng)較慢。當(dāng)相對濕度在25%以下或者接近100%，即混凝土在充分干燥或水飽和的場合，混凝土都不易產(chǎn)生碳化收縮。在基礎(chǔ)工程等不與大氣接觸的混凝土工程中，由于與CO2隔絕，不會(huì)發(fā)生碳化反應(yīng)，因此可較多地?fù)郊臃勖夯遥?/p>

69、以充分降低混凝土的水化熱，提高混凝土的耐久性。采用超量取代法，較低的水膠比，同時(shí)摻加以減水劑為主的外加劑進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，可使粉煤灰混凝土的抗碳化性能有所改善。  </p><p>　　3.6粉煤灰混凝土鋼筋銹蝕</p><p>　　混凝土中的鋼筋能夠防銹是由于混凝土的堿性（PH≥12.5）在金屬表面形成一層致密的鈍化膜。在混凝土中摻加粉煤灰，一方面會(huì)消耗Ca（OH）2 ，降低混凝

70、土的堿環(huán)境；另一方面，粉煤灰又與Ca（OH）2反應(yīng)生成水化物，提高混凝土的密實(shí)度，增加混凝土的不透水性和對氯離子擴(kuò)散的阻力，阻礙和防止CO2的侵入，可對鋼筋起保護(hù)作用，所以粉煤灰的摻入，在防止鋼筋銹蝕方面，可以抵消因堿度降低帶來的不利影響。粉煤灰在一定的摻量范圍（FA≤24%），對鋼筋銹蝕基本無影響，甚至優(yōu)于空白混凝土。但是若粉煤灰的摻量大于30%，混凝土的 碳化可使混凝土的PH值由12.5降至8.5左右，在這樣低的PH值條件下，鋼筋不

71、再鈍化。當(dāng)碳化深度到達(dá)鋼筋位置，保護(hù)層被完全碳化，在水與氧氣滲入的條件下，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕而導(dǎo)致混凝土的開裂甚至破壞。</p><p>　　4 灰混凝土的物理性能試驗(yàn)方法</p><p>　　4.1粉煤灰混凝土水化熱</p><p>　　粉煤灰對降低混凝土水化熱的作用十分明顯。低鈣粉煤灰在頭幾天的水化程度并不明顯，所產(chǎn)生的水化熱僅及水泥的一半。在混凝土中用粉煤灰取

72、代20%的水泥，可使混凝土7d的水化熱下降11%。1～28d齡期內(nèi)，大致為摻入粉煤灰的百分?jǐn)?shù)，就是溫升和水化熱降低的百分?jǐn)?shù)。在大體積混凝土中粉煤灰的摻入一般可使水化熱峰出現(xiàn)的時(shí)間延緩至3d以后才出現(xiàn)，可以有效防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。 </p><p>　　4.2粉煤灰混凝土堿-集料反應(yīng)</p><p>　　粉煤灰對有效抑制混凝土堿-集料反應(yīng)的作用已被世界公認(rèn)。一方面粉煤灰中的活性成分SiO

73、2、AI2O3與水泥的水化產(chǎn)物Ca（OH）2反應(yīng)，降低混凝土的堿度；另一方面粉煤灰較大的比表面可吸收K+、Na+、OH—，使之富集在粉煤灰微粒的表面，使骨料周圍的堿金屬離子及OH—減少，降低混凝土孔隙中的堿濃度，從而削弱了混凝土的堿—集料反應(yīng)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，粉煤灰摻量大于20%時(shí)，抑制堿-集料反應(yīng)才有效，當(dāng)摻入30%時(shí)可有效抑制堿-集料反應(yīng)。低鈣粉煤灰中的有效Na2O和K2O都能加速水泥的水化反應(yīng)，并且能激發(fā)粉煤灰中化學(xué)活性成分SiO2

74、、AI2O3與Ca（OH）2的二次水化反應(yīng)，因此粉煤灰中的有效堿是有益的。粉煤灰對水泥與減水劑相容性的影響高性能混凝土的突出特點(diǎn)是在低水膠比條件下，借助高效減水劑的高度分散和塑化作用，使混凝土拌合物獲得很高的流動(dòng)性。要實(shí)現(xiàn)這一目的，選擇相容性較好的水泥與高效減水劑是一個(gè)關(guān)鍵因素。水泥與外加劑相容性的好壞很大程度上決定了混凝土的最低水膠比值以及拌合物的工作性和坍落度損失。高性能混凝土借助于高效減水劑的作用可以在低水膠比較條件下獲得很高的流

75、動(dòng)性。但是由于高效減水劑對水泥的高度</p><p>　　根據(jù)上述分析，本研究采用蒙西水泥與各種粉煤灰組合，按水泥:粉煤灰=l:1，水膠比0.32制備水泥漿體，摻入FDN高效減水劑，其摻量在 0.2～1.2%之間變化，按標(biāo)準(zhǔn)凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)方法測定水泥凈漿的初始擴(kuò)散度和一小時(shí)后的擴(kuò)散度，比較各種水泥漿體的流動(dòng)性變化，考察粉煤灰對水泥與外加劑相容性的改善效果。外加劑摻量超過0.6%時(shí)，擴(kuò)散度有一個(gè)明顯的突變。當(dāng)外加劑

76、摻量達(dá)到1%以后，擴(kuò)散度曲線又趨于平緩。說明外加劑對提高水泥漿體的流動(dòng)性有一個(gè)最佳摻量，大約為1%左右。觀察初擴(kuò)散度和一小時(shí)后的擴(kuò)散度曲線，在外加劑摻量為0.4～1.2%的范圍內(nèi)，均存在著大致為25mm～SOmm的擴(kuò)散度值降低，即隨著時(shí)間的延長，水泥漿體的擴(kuò)散度值減小，也就是流動(dòng)性降低，這個(gè)差值并不隨著外加劑摻量的增大而減小，說明蒙西水泥與FDN高效減水劑的相容性不是十分理想。 </p><p>　　4.3粉煤灰

77、混凝土抗凍性</p><p>　　粉煤灰混凝土28d以前齡期，混凝土的孔結(jié)構(gòu)較純水泥混凝土的粗，故粉煤灰混凝土的早期抗凍性要下降。隨著粉煤灰摻量的增加，抗凍性下降的幅度也越大。但隨著齡期的增長，其抗凍性下降的幅度大大縮小。在等強(qiáng)超量取代的條件下，則對抗凍性的影響不大。在混凝土中以20%的粉煤灰代替相應(yīng)的水泥，其抗凍性超過基準(zhǔn)混凝土，但摻量太高（50%）時(shí)，經(jīng)過150-200次凍融，混凝土出現(xiàn)明顯破壞?；炷恋暮瑲?/p>

78、量也是影響混凝土抗凍能力的重要因素。</p><p>　　對處于嚴(yán)寒地區(qū)的粉煤灰混凝土工程，摻入適量的引氣劑，可提高其抗凍性能。粉煤灰的含碳量、燒失量、碳化性質(zhì)、細(xì)度以及粉煤灰的摻量等會(huì)影響混凝土的含氣量。隨粉煤灰摻量的增加，在相同引氣劑摻量下，混凝土的含氣量呈下降趨勢，影響混凝土的抗凍性。一般認(rèn)為這是由于引氣劑引入的氣泡被粉煤灰中的微對引氣量小于3.5%的粉煤灰混凝土其水灰比對抗凍性有顯著的影響，水灰比越小，抗

79、凍性能越好，如果混凝土中有足夠的含氣量，則其水灰比對混凝土的抗凍性能影響不大。凍融破壞其它破壞形式有所不同，其一在開始混凝土結(jié)構(gòu)物破壞時(shí)，表面分層掉落，最初混凝土出現(xiàn)表面小塊剝落粒徑約2～3mm，隨著時(shí)間的增長，剝落量和剝落粒徑變大，剝落由面及里，有時(shí)骨料已經(jīng)外露，但剝落層下表的混凝土完好，原來的鉆芯取樣實(shí)測強(qiáng)度不下降。其二剝蝕一擔(dān)開始，發(fā)展速度很快。由于環(huán)境溫度、鋼筋混凝土受力狀況、保護(hù)層厚度、結(jié)構(gòu)尺寸的差異，凍融破壞對結(jié)構(gòu)安全的影響

80、程度也大相徑庭。大體積受壓結(jié)構(gòu)(如橋墩)從凍融剝蝕開始到結(jié)構(gòu)破壞的時(shí)間相對則長些。</p><p>　　從混凝土凍融破壞的原理可知，混凝土的抗凍融性和其內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)(空隙的大小、構(gòu)造及數(shù)量等)、可凍水的含量、原材的滲透系數(shù)、溫降速度、經(jīng)過凍融次數(shù)、凍融齡期、混凝土的強(qiáng)度和抵抗破壞能力等因素有關(guān)系。其中最重要的因素是它的孔結(jié)構(gòu)。而混凝土的孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度又由混凝土的水灰比、水泥用量、水泥品種、骨料、含氣量、有無外加劑和養(yǎng)

81、護(hù)方法等決定。</p><p>　　4.4粉煤灰混凝土抗?jié)B性能</p><p>　　影響混凝土抗?jié)B性的主要因素是混凝土的孔結(jié)構(gòu)，包括孔的大小、數(shù)量、曲折度以及分布狀況等。粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，發(fā)生火山灰反應(yīng)生成二次C-S-H凝膠，可以填充其中的孔隙，改善混凝土中水泥石的孔結(jié)構(gòu)，使總的孔隙率降低，大孔數(shù)量減少，小孔數(shù)量增多，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)化，分布更為合理，混凝土更加密實(shí)，

82、抗?jié)B性能得以提高。</p><p>　　粉煤灰的火山灰反應(yīng)是一個(gè)長期進(jìn)行的過程，不斷進(jìn)行的火山灰反應(yīng)，使粉煤灰混凝土的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，混凝土的抗?jié)B性也進(jìn)一步改善。粉煤灰混凝土的抗?jié)B性能與粉煤灰的摻量和混凝土的齡期有關(guān)。</p><p>　　當(dāng)粉煤灰的摻量為30%時(shí)，其滲透系數(shù)僅為純水泥混凝土的38.5%，365d齡期的滲透系數(shù)可比28d時(shí)提高一個(gè)數(shù)量級。 </p><

83、p>　　粉煤灰混凝土抗硫酸鹽侵蝕的能力有所提高。一方面，由于減少了水泥用量，也就減少了混凝土受腐蝕的內(nèi)部因素；另一方面，粉煤灰的細(xì)微顆粒均勻分散到水泥漿體中，會(huì)成為大量水化物沉積的核心，隨著水化齡期的發(fā)展，這些細(xì)微顆粒及其水化反應(yīng)產(chǎn)物填充水泥石孔隙，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)（“微集料效應(yīng)”），逐漸降低混凝土的滲透性，阻礙侵蝕性介質(zhì)侵入。</p><p>　　氯鹽是促使鋼筋銹蝕，威脅鋼筋混凝土建筑物耐久性的最危險(xiǎn)

84、物質(zhì)，是促使混凝土中鋼筋去鈍化的無可匹敵的殺手。大量的研究證明，氯離子從外部環(huán)境對粉煤灰混凝土的侵蝕與膠凝系統(tǒng)的密實(shí)度和粉煤灰對氯離子的物理化學(xué)吸附作用有關(guān)。</p><p>　　氯離子在硬化粉煤灰水泥漿體中的滲透深度隨粉煤灰摻量的增加而增加。在水化早期，粉煤灰水泥體系的孔結(jié)構(gòu)比較疏松，滲透性大，氯離子的滲透深度隨隨粉煤灰摻量的增加而增加，20%以上的粉煤灰摻量將使氯離子侵蝕深度大幅度增加。但混凝土水化后期的抗氯

85、離子的侵蝕能力可有較大的改善。在F/F+C一定的條件下，水膠比的降低可使粉煤灰的微填充、微晶核效應(yīng)得到加強(qiáng)，粉煤灰水泥漿體的密實(shí)度得到改善，因而降低水膠比，可使氯離子的滲透性減小。 </p><p>　　4.5粉煤灰混凝土泵送性能</p><p>　　粉煤灰混凝土具有良好的保水性能，壓力泌水值較小，其初期的壓力泌水率也明顯低于不摻粉煤灰的混凝土。由于粉煤灰的緩凝作用，水化熱降低和水化熱高峰

86、的推遲，以及減水劑所引發(fā)的大量微小氣泡所具有的阻止拌和物沉降分層作用，使得粉煤灰混凝土塌落度經(jīng)時(shí)損失明顯減少。</p><p>　　光滑的球狀玻璃體類似于一個(gè)個(gè)滾軸，使混凝土在泵送、振搗過程中減小了摩擦阻力，有利于混凝土在泵送時(shí)自流和在振搗時(shí)的自密。在高強(qiáng)混凝土中，由于膠凝材料用量增多，新拌混凝土的粘度較大，粉煤灰的摻入可以有效減小其粘度，有利于混凝土的泵送施工。 </p><p>　　4

87、.6粉煤灰混凝土的施工</p><p>　　粉煤灰的種類和摻量對混凝土的用水量影響很大。因?yàn)椴⒉皇撬械姆勖夯叶加袦p水作用，即使是有減水作用的粉煤灰，也有一定的減水范圍，而且不同粉煤灰，其摻量影響也不同。摻粉煤灰時(shí)，外加劑的選用應(yīng)先通過試驗(yàn)，粉煤灰應(yīng)與外加劑相適應(yīng)。還有需要注意的是，無論是抑制硫酸鹽的腐蝕，還是抑制堿-集料反應(yīng)，粉煤灰只有低鈣（CaO≤10%）的才有效。 </p><p>

88、　　粉煤灰和硅粉或磨細(xì)礦渣的復(fù)合使用在HPC和HSC中有良好的效果。由于粉煤灰對混凝土的收縮影響很小，在HPC和HSC中復(fù)合摻入粉煤灰和硅粉或磨細(xì)礦渣，可以補(bǔ)償硅粉或磨細(xì)礦渣所引起的混凝土收縮，同時(shí)，硅粉和磨細(xì)礦渣還可以提高混凝土的早期強(qiáng)度。 </p><p>　　粉煤灰混凝土在進(jìn)行澆筑施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其塌落度，避免塌落度過大；同時(shí)，在保證充分振搗的前提下，要防止混凝土的過振，過振將使混凝土表面出現(xiàn)明顯的粉煤灰浮

89、漿層，影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性及外觀。 </p><p>　　粉煤灰混凝土應(yīng)及早開始養(yǎng)護(hù)，但與水泥混凝土所進(jìn)行的濕養(yǎng)護(hù)不同的是粉煤灰混凝土只需要及早用塑料薄膜或噴灑養(yǎng)護(hù)劑覆蓋，以免水分從表面蒸發(fā)，致使處于表面層的粉煤灰因缺水而不能進(jìn)行二次水化，從而導(dǎo)致表面層微結(jié)構(gòu)疏松，并為內(nèi)部水分進(jìn)一步蒸發(fā)提供通道，導(dǎo)致粉煤灰混凝土的密實(shí)性下降，而如果對剛硬化不久的粉煤灰混凝土進(jìn)行澆水等濕養(yǎng)護(hù)，尤其是在水膠比較大或者溫度較低時(shí)，

90、會(huì)使表層混凝土水膠比加大，同樣也會(huì)形成疏松的結(jié)構(gòu)，并使水分不斷向里滲透，對混凝土整體性能造成類似的影響。</p><p>　　這就是長期以來許多粉煤灰混凝土試驗(yàn)研究得出粉煤灰摻量增大時(shí)，性能下降的重要原因。</p><p>　　在低溫季節(jié)施工，要采取早強(qiáng)和保溫措施，粉煤灰表面最低溫度不得低于5℃，以使混凝土盡快獲得所需的強(qiáng)度。</p><p><b>　　

91、5 小結(jié)</b></p><p>　　1.粉煤灰在砂漿中可以代替部分水泥、石灰或砂用于砂漿中的粉煤灰質(zhì)量要求不高，砂漿在建筑工程中用量很大，可利用大量粉煤灰。目前尚無國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范，在使用前需經(jīng)過配比試驗(yàn)。</p><p>　　2.代替粘土做生產(chǎn)水泥的原料。煤灰的成分與粘土相似，可以替代粘土配料生產(chǎn)水泥，還可利用其殘余碳，在煅燒水泥熟料時(shí)可節(jié)約燃料。生產(chǎn)工藝和技

92、術(shù)裝備與生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥一樣，無特殊工藝技術(shù)要求。但要注意配料方案的調(diào)整，嚴(yán)格控制各種原料的摻入量，以保證出磨生料化學(xué)成分符合要求。</p><p>　　3.粉煤灰用于筑路和回填粉煤灰均可滿足對填方材料的質(zhì)量要求，且粉煤灰對水質(zhì)不會(huì)造成污染。工程回填、圍海造田和礦井回填等可大量使用粉煤灰。</p><p>　　4.用粉煤灰配制的高性能混凝土，其抗?jié)B、抗凍、抑制堿-集料反應(yīng)效果顯著，體積穩(wěn)

93、定性和耐久性良好。 </p><p>　　5.任何強(qiáng)度等級的混凝土以高耐久性來進(jìn)行設(shè)計(jì)，都可以做成高性能混凝土，從而可以廣泛應(yīng)用于普通建筑工程中。</p><p>　　6.粉煤灰混凝土需要在較低的水灰比和適宜的摻量條件下，才能體現(xiàn)其良好的性能。粉煤灰取代20-35%的等量水泥，采用適宜的超量系數(shù)，水膠比為0.3-0.4。</p><p>　　7.應(yīng)加強(qiáng)對粉煤灰的質(zhì)量

94、控制，特別是其顏色和細(xì)度，并應(yīng)加強(qiáng)對粉煤灰混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　粉煤灰的特性、結(jié)構(gòu)及在高分子材料中的應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用， 03（05）：11-16.</p><p>　　粉煤灰混凝土應(yīng)力腐蝕特性試驗(yàn)研究[J].中國公路學(xué)報(bào)，03(05)</p><p&

95、gt;　　粉煤灰摻量對混凝土絕熱溫升的影響[J].建筑材料學(xué)報(bào)05(05)</p><p>　　粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用[J].混凝土 05(05)</p><p>　　粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].河北理工學(xué)院學(xué)報(bào)03(05)</p><p>　　粉煤灰影響高性能混凝土工作性的研究[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)03(05)</p><p>