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改善粉煤灰混凝土早期強度的途徑

更新時間:2019-12-31 15:53:05點擊次數:348次

一、粉煤灰在混凝土中的作用

用優質粉煤灰等量或超量取代水泥,可以降低成本,改善混凝土工作性、耐久性。粉煤灰在水泥混凝土中主要有三個基本效應,即形態效應、火山灰效應和微集料效應??刂七@三個效應向有利方向發展,即可利廢為寶、改善混凝土的性能。

二、粉煤灰混凝土與普通混凝土性能對比

在坍落度和28d強度相同條件下,粉煤灰混凝土與普通混凝土性能對比如下:

1、和易性、泌水性、水化性、徐變、離析、抗硫酸鹽侵蝕性和抗堿集料反應性能與普通混凝土相比有較大改善;

2、坍落度損失、密實度、最大抗壓強度、抗彎與抗拉強度、收縮性、抗滲性好于普通混凝土;

3、凝結時間、彈性模量、抗磨性、抗凍性與普通混凝土相近;

4、早期強度、抗碳化能力不如普通混凝土。

三、改善粉煤灰混凝土早期強度的途徑

由于粉煤灰水化速度小于水泥熟料,活性低于水泥,故摻加粉煤灰后混凝土的早期強度低于普通混凝土,且粉煤灰摻量越高早期強度越低。因此改善粉煤灰混凝土的早期強度是很重要的一個途徑。

1、選用活性較高的粉煤灰

粉煤灰的活性包括物理活性和化學活性。粉煤灰的物理活性對減水、微集料和密實效應有關,通常認為這是體系早期活性和強度的來源。粉煤灰的化學活性主要來自活性SiO2和活性Al2O3在一定堿性條件下的水化作用。因此,粉煤灰中活性SiO2、活性Al2O3和游離氧化鈣都是活性的的有利成分。

2、提高養護溫度

高溫激活粉煤灰活性的主要方法是蒸汽養護。在蒸汽養護條件下,活性Al2O3、SiO2更容易溶出,加快了礦物結構的轉移和水化產物的形成。粉煤灰摻量越高,蒸汽養護激發的效果或優勢越明顯。但蒸汽養護只能應用于粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、粉煤灰硅鈣板以及粉煤灰加氣砼砌塊等,無法用于路面、大壩、地下建筑等大體積混凝土。

3、采用物理、化學激發措施

粉煤灰活性的物理激發是將粉煤灰進行磨細加工,以提高粉煤灰的細度和均勻性,起到降低粒度、增大化學反應時的比表面積、強化粉煤灰效應的作用,從而提高粉煤灰的水化活性。

常用的粉煤灰化學激發方法如下:

酸激發:硫酸激發效果好,但摻量要適當,硫酸濃度過高時,易使體系產生微裂紋,降低后期強度,影響體系的長期耐久性。

堿激發:常使用NaOH、KOH等強堿作為激發劑,其摻量一般不超過1%,否則會使水泥后期強度降低,并可能引起起霜、碳化、堿一集料反應等,破壞混凝土。

硫酸鹽激發:Na2SO4的激發效果優于CaSO4類;因Na2SO4易溶于水,能與體系中Ca(OH)2反應生成高度分散的CaSO4,還可與體系中的Ca(OH)2反應生成NaOH,增加體系的堿性,因此Na2SO4的激發實際上是強堿和硫酸鹽的雙重激發。但Na2SO4摻量太高時,會引起泛霜現象。

氯鹽激發:加入NaCl、CaCl2等氯鹽,也可以提高粉煤灰一石灰體系的強度。但由于引入了Na+、CI-會引起鋼筋的銹蝕,故不宜在鋼筋混凝土中使用。

一般來說,復合激發的效果要優于單獨激發。復合激發時,各種激發方法可能發生相互抑制或促進的作用。

4、摻入復合礦物摻合料

研究表明,利用礦渣和粉煤灰復合摻入水泥混凝土中,可改善粉煤灰的活性。由于二者具有互相激發的效應,故能提高混凝土的早期強度。