浅谈粉煤灰混凝土及应用中存在的问题.doc

浅谈粉煤灰混凝土及应用中存在的问题摘 要：文章论述了粉煤灰在混凝土中的作用机理，指出粉煤灰应用中的问题及改进办法，最后简要说明了应用粉煤灰需注意的问题。粉煤灰混凝土应用于铁路建设中,可以很好的减少铁路线路上存在的病害,为行车安全提供一定的保障,在保证混凝土具有良好耐久性和较高强度的条件下,能提供较好的工作性,确保施工的质量和效率。关键词：粉煤灰混凝土 作用机理 应用问题 1 引言铁路线路上存在着各种病害,主要有桥梁、轨枕病害。病害除了来自于设计上、施工中的问题,还有一个重要来源,就是材料本身的性质,因此,有必要对材料的应用进行探讨。粉煤灰作为一种工业废料,用做混凝土掺和料,有利于变废为宝,能很好的降低工程造价。更主要的是它能提供混凝土的高工作性、高密实度、高体积稳定性等高性能。例如北京西客站主站房基础混凝土,施工中掺入粉煤灰,每立方米混凝土节约水泥15%,仅此项就节约资金100万元。因而,对粉煤灰混凝土的研究与应用更应引起我们的重视。2 粉煤灰在混凝土中的机理分析 2.1粉煤灰的形态效应 粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻璃体，铝硅酸盐玻璃微珠，这些球状玻璃体表面光滑、粒度细，质地致密，内比表面积小，不仅使水泥浆需水量小，而且它们往往填充水泥浆体孔隙中，使混凝土密实性大大提高，或者在相同用水量的情况下，可增大流动性，改善和易性和可泵性。 2.2 粉煤灰的微集料效应 粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，阻止了水泥颗粒的相互粘聚，而处于分散状态有利于水化反应的进行，同时减少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密实度得以提高。 2.3粉煤灰的活性效应 粉煤灰的活性效应也称火山灰效应，粉煤灰中的活性成份SiO2和AI2O3与水泥和石灰的水化产物在水溶液中发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，继而与石膏反应生成水化硫铝酸钙。上述这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的，大大降低了混凝土内部的孔隙率，改变了孔结构，提高了混凝土的密实度。 长期以来，国内外的混凝土中常掺有一定量粉煤灰，但作为水泥的替代材料，绝大多数情况下是以如下三种方式应用的:在旱期强度要求很低，长期强度大约在2535MPa的大体积混凝土中，大掺量的替代水泥使用;在结构混凝土里较少量的替代水泥(10%25%);在强度要求很低的回填或道路基层里大量使用。由于高效减水剂的应用，使混凝土的水胶比可以大幅度降低，从而使掺用粉煤灰的性3 粉煤灰应用中的问题及改进办法粉煤灰对混凝土的强度及工作性有很大的改善,但粉煤灰混凝土存在早期强度低的问题。大量试验证明:水胶比相同时,混凝土的早期强度,随粉煤灰掺量的增加而减少。因为粉煤灰在水化早期没有参与反应,取代水泥后,减少了初期水泥反应的数量,限制了混凝土的早期强度的增长。粉煤灰混凝土可以通过以下办法,来确保其早期强度:一是在粉煤灰数确定后,选择适当的配合比,采用较低的水胶比,是保证混凝土强度的有效办法,可以使粉煤灰效应得到充分的发挥。二是加入一定的激发剂,如氯化钙,使粉煤灰玻璃中Si-0、Al-0键快速断裂,以提高粉煤灰的活性。三是与一定的混合材同时掺加,如硅灰,矿渣。四是加入一定的外加剂,如高效减水剂。五是及时进行蒸养或湿热处理。4 应用粉煤灰需注意的问题4.1粉煤灰的掺量在粉煤灰掺量不大时,混凝土的早期强度还是可以的。这是因为粉煤灰虽然取代了一部分水泥,使在早期参与水化反应的水泥数量减少,但由于粉煤灰的形态、微集料效应,使粉煤灰具有减水增强的作用。随着粉煤灰的增多,更多水泥被取代,生成的CH也相应减少,就可能影响粉煤灰活性的激发。另一方面,二次水化反应生成的CSH凝胶,是粉煤灰和CH相等共同作用的结果,如果生成的CH被大量消耗,不仅会影响混凝土后期强度的增长,还会使混凝土碱度下降和抗碳化能力降低。因此,对粉煤灰的掺入量要进行适当的控制。4.2磨细灰的选用粉煤灰颗粒较为细小,一般为分级灰或磨细灰。而经磨细后的粉煤灰,对提高粉煤灰的抗压强度有明显的作用,这是因为粉煤灰磨细后,有利于增强其活性。但磨细粉煤灰可能会减少混凝土的初凝和终凝时间,反应产生的水化热也比原状灰要高几度。另外,磨细灰比原状灰的烧失量要大。因此,在选用磨细灰时,应注意其带来的负效应是否大于正面效应。在细度能满足的情况下,应采用原状灰或分级灰。4.3粉煤灰与水泥品种粉煤灰对不同品种的水泥,是有不同的影响。例如,粉煤灰大量掺加到镁水泥中,会削弱镁水泥的抗压强度和抗折强度,而对耐水性和体积稳定性是有益的。因此,在实际应用中,应注意粉煤灰对水泥的适应性。4.4粉煤灰与混凝土粉煤灰混凝土的早期强度比较低,对那些早期强度要求高的混凝土(如预应力混凝土)不宜使用,这是制约粉煤灰应用的重要因素,需要对此进行更多的研究。大掺量粉煤灰混凝土,因为有很好的流动性及坍落度经时损失小,可以适用于自流平混凝土、泵送混凝土及商品混凝土。5 结语粉煤灰混凝土具有良好的工作性、高抗渗性、高抗腐蚀性等高性能,其性能大大优于普通混凝土,对工程设施的使用,能提高安全系数,可延长桥梁和轨枕的使用寿命,减少铁路的维修费用。因此,应积极推广粉煤灰在铁路建设中的应用。参考