粉煤灰在混凝土中的效應(yīng)和作用

(1)溫峰削減和形貌效應(yīng)

粉煤灰能顯著地降低水泥水化產(chǎn)生的溫升。因?yàn)樗膿饺?，在保持混凝土的膠結(jié)材總量不變的條件下，相應(yīng)地降低了混凝土中水泥的用量。因而，水泥的水化熱量降低，摻量增大時，降低更多。盡管其本身在混凝土中將產(chǎn)生火山灰反應(yīng)，要放出水化熱，但是，這種反應(yīng)滯后于混凝土中的水泥水化反應(yīng)，而且時間也拉得很長，其反應(yīng)熱可以忽略。所以，粉煤灰有良好的溫峰削減效應(yīng)，能減少因溫升過大造成的混凝土開裂，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。粉煤灰顆粒絕大多數(shù)為玻璃球體，摻入混凝土中可減小內(nèi)摩擦力，從而減少混凝土中用水量，并使混凝土孔結(jié)構(gòu)得到改善，孔徑不斷細(xì)化，孔道曲折程度增大，因此，摻粉煤灰混凝土具有良好的抗?jié)B透能力。

(2)火山灰活性效應(yīng)和吸附作用

粉煤灰顆粒含有活性SiO2和Al2O3,它們不斷吸收水泥水化生成的Ca(OH)2,生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，并和游離石灰以及高堿度水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)、數(shù)量更多的低堿度水化硅酸鈣，改善水化膠凝物質(zhì)的組成，并減少或消除了游離石灰，且粉煤灰混凝土水化時產(chǎn)生的大量C一S一H凝膠會吸收和固定大量Na+,K+和氯化物，使混凝土孔溶液中的有效堿和氯離子含量大大減少，因而有效抑制堿一集料反應(yīng)，減少氯離子的侵蝕。

(3)微集料填充效應(yīng)

水泥粒子之間填充性并不好，通常其平均粒徑為20~30μm,而粉煤灰(I,Ⅱ級)的平均粒徑比水泥小，超細(xì)粉煤灰更小，平均粒徑3~6μm。因此，如果在水泥中摻入粉煤灰，則可大幅度改善膠凝材料顆粒的填充性，提高水泥石的致密度。純粉煤灰的相對密度比水泥的相對密度要小，在取代細(xì)度相近、重量相當(dāng)?shù)乃鄷r，可使細(xì)顆粒含量增多，這些顆粒填充在水泥粒子之間和界面的空隙中，使水泥石結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)更為致密。同時，粉煤灰中活性成分火山灰反應(yīng)生成的水化硅酸鈣C一S一H凝膠，能填塞了水泥石中毛細(xì)孔隙，堵塞滲透通道，從而使混凝土的抗?jié)B性大幅提高。這樣，水和侵蝕介質(zhì)難以進(jìn)入混凝土的內(nèi)部，因而極大地提高了混凝土的耐久性。以上效應(yīng)或作用協(xié)同發(fā)揮，極大的提高了混凝土的耐久性。