粉煤灰对混凝土及砂浆的影响

粉煤灰是以氧化硅(SiO2 ) ,氧化铝(AlO3 ) 为主要成份的火山灰质材料,含有大量的玻璃微珠。粉煤灰本身并不具有水硬性,当水泥加水拌合之后,首先是水泥熟料中的矿物成分(硅酸三钙、硅酸二钙,铝酸三钙和铝酸四钙) 与水作用生成
水化硅酸钙(3CaO·2SiO2·3H2O) 水化铝酸钙(3CaO·AlO3·6H2O) 和氢氧化钙(Ca (OH) 2 ) 等水化物。其中的氢氧化钙再与粉煤灰中含有大量的具有活性的二氧化硅(SiO2 ) 及三氧化二铝(AlO3 ) 相互作用,再生成水化硅酸钙(3CaO·3H2O·2SiO2 ) 与水化铝酸钙(3CaO·AlO3·6H2O) 等水化物,即所谓“二次反应”。也就是说在碱性激发剂的作用下,粉煤灰能产生强度。这是因为水化硅酸钙是由微细结晶而成的硬质胶凝物质,这些胶凝体的形成使水泥石凝结硬化。水化铝酸钙与水泥中的缓凝剂石膏作用生成水化硫酸钙结晶,加速水泥石硬化和温度增长。同时,粉煤灰中含有大量的玻璃微珠(圆形颗粒) ,在混凝土的搅拌、捣实过程中起润滑作用,可增加和易性,减少用水量,具有良好的工作性能。

粉煤灰在混凝土和砂浆应用技术规程规定要求,粉煤灰作为一种胶凝材料,掺于混凝土及砂浆中越细越好(越细活性越高) ,其细度用0. 08mm方空筛的筛余量进行评定。对烧失量、需水量、三氧化硫和含水率提出了不同指标要求,规程按粉煤灰品质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。

根据粉煤灰与水泥“二次反应”的特点,其中SiO2 及Al2O3 的含量要求在70 %以上,才能有利于粉煤灰在建筑工程中的应用。使用粉煤灰时,在细度上必须经过细致的挑选。如能进行加工研磨,使其细度达Ⅰ、Ⅱ级的标准,其它指标全部合格,可扩大粉煤灰的使用范围,用于钢筋混凝土和预应力构件中。

根据粉煤灰在混凝土及砂浆中应用规定的应用范围, Ⅰ级粉煤灰允许用于后张法预应力混凝土及跨度小于6 米的先张法预应力混凝土构件, Ⅱ级粉煤灰主要用于普通混凝土和轻骨料混凝土,3 级粉煤灰主要用于无筋混凝土和砂浆。根据粉煤灰的品质分类,应用于预应力空心板,混凝土构件、素混凝土,砌筑砂浆和抹灰装饰砂浆中。现在出产的水泥标号都较高,一般是32. 5 级、42. 5 级,32. 5 级以下的水泥较少,这样高标号的水泥配制低标号(M5 及M5 以下) 的砂浆和低标号(C15 及C15 以下) 混凝土,按计算配合比,水泥用量少,和易性差,不好使用。掺原状粉煤灰,可以节约水泥,改善砂浆及混凝土的性能。所以在标号较低的混凝土及砂浆中掺粉煤灰,就可以解决这些问题。