粉煤灰對(duì)混凝土的作用
粉煤灰是燃燒煤粉后收集到的灰粒，亦稱飛灰，其化學(xué)成分主要是SiO2（45～65%）、Al2O3（20～35%）及Fe2O3（5～10%）和CaO（5％）等，粉煤灰摻入混凝土后，不僅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保護(hù)環(huán)境，而且能與水泥互補(bǔ)短長(zhǎng)，均衡協(xié)合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
1、摻入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性
新拌混凝土的和易性受漿體的體積、水灰比、骨料的級(jí)配、形狀、孔隙率等的影響。摻用粉煤灰對(duì)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(rùn)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。
2、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，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(duì)防止新拌混凝土的泌水是有利的。
3、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(duì)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(zhǎng)期火山灰反應(yīng)提高強(qiáng)度。
當(dāng)原材料和環(huán)境條件一定時(shí)，摻粉煤灰混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)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鈣、水化鋁酸鈣的速度和數(shù)量。粉煤灰在混凝土中，當(dāng)Ca(OH)2薄膜覆蓋在粉煤灰顆粒表面上時(shí)，就開始發(fā)生火山灰效應(yīng)。但由于在Ca(OH)2薄膜與粉煤灰顆粒表面之間存在著水解層，鈣離子要通過水解層與粉煤灰的活性組分反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在層內(nèi)逐級(jí)聚集，水解層未被火山灰反應(yīng)產(chǎn)物充滿到某種程度時(shí)，不會(huì)使強(qiáng)度有較大增長(zhǎng)。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(zhǎng)，這就是摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度較低、后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較高的主要原因。
4、摻粉煤灰可降低混凝土的水化熱
混凝土中水泥的水化反應(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。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。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(jí)提高，所用水泥強(qiáng)度等級(jí)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。
5、摻粉煤灰可改善混凝土的耐久性
在混凝土中摻粉煤灰對(duì)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(duì)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。
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(guó)水泥含堿量的增加、混凝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)。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。
