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粉煤灰＋混凝土？混凝土耐久性

編輯：華偉銀凱   發布時間：2017-3-9?
　　自從德國和日本分別成功研制出了高效減水劑后，各種礦物摻合料和高效添加劑的使用就彌補了水泥凝膠體在微觀尺度的很多缺陷。目前，礦物摻合料也幾乎成了混凝土必不可少的功能性組分材料。粉煤灰作為活性礦物摻合料的代表，受到國內外研究學者的青睞，對其摻加到混凝土的耐久性做了大量試驗研究。雖然由于試驗材料、方法等的不同，試驗結論雖然有所差異，但在粉煤灰的摻量對于混凝土耐久性的影響方面卻得出了一致的結論。因此華偉銀凱結合自身30年來的混凝土外加劑做過的大量工程從抗氯離子滲透性、抗碳化性能和抗凍性三個方面來綜述粉煤灰摻量對混凝土耐久性的影響。

粉煤灰摻量對混凝土耐久性的影響

粉煤灰

粉煤灰＋混凝土？混凝土耐久性

　　對抗滲性能的影響
　　粉煤灰的加入會增加混凝土硬化前期的孔隙率，降低前期混凝土的抗滲性能。但隨著水泥水化產物Ca(OH)2的增多，粉煤灰的活性被激發，與Ca(OH)2發生二次水化反應生成水化硅酸鹽凝膠，填充細化反應前期產生的孔隙。在這期間，微集料效應也發揮作用，混凝土的孔隙率降低，大孔孔徑減小，密實度增大。但粉煤灰摻量過大也會因為未水化顆粒過多沉積在膠凝材料與骨料的界面處，影響混凝土的黏聚性，降低混凝土的密實度。混凝土的密實度不僅影響到抗氯離子滲透性，還關系到混凝土的抗碳化、抗凍和耐腐蝕性能。因此混凝土的抗滲性能是衡量混凝土耐久性的重要指標。
　　對抗碳化性能的影響
　　粉煤灰對混凝土抗碳化性能的改善作用主要體現在兩個方面：①粉煤灰中的活性成分與氫氧化鈣二次反應產生的C-S-H類凝膠阻斷或減小了毛細孔徑，使混凝土微觀結構致密，CO2分子難以侵入；② C-S-H類凝膠可以吸附部分CO2，阻止其繼續侵入。但是粉煤灰中的活性成分與Ca(OH)2反應，使混凝土孔溶液的PH值由原來的13降低到9左右。實際上，在CO2和水的作用下，當PH值降低到11左右時，鋼筋表面的鈍化膜就會破壞。粉煤灰對混凝土抗碳化性能的影響就是在這正負兩個方面的作用下形成的。
對抗凍性能的影響
　　混凝土的凍融破壞與本身的強度和孔結構有關，受溫濕度環境的影響。當水泥水化產生Ca(OH)2后，粉煤灰與其進行二次水化反應，產生的水化硅酸鈣凝膠使混凝土內部結構更加致密，有害孔的數量減少。但混凝土硬化前期，二次水化反應進行較慢，粉煤灰混凝土的抗凍性能較差。粉煤灰摻量越多，水化反應越慢，越不利于消除有害孔，混凝土的抗凍性能越差；粉煤灰摻量過少又不足以降低水化熱，減少溫縮裂縫，起到改善混凝土微觀結構的作用。因此合適的粉煤灰摻量對混凝土的抗凍性能有重要的影響。
　　粉煤灰對混凝土耐久性的影響隨粉煤灰的質量，混凝土的水灰比、齡期，復摻礦物摻合料的種類，混凝土添加劑的摻量和其他材料的用量等的變化而有所不同。這些研究結論或者針對某一類混凝土，或者針對耐久性的某一指標，但粉煤灰對于混凝土的影響規律不應止于此。粉煤灰的摻入對混凝土強度和耐久性并不是完全有利的。粉煤灰對混凝土的早期強度不利，各項耐久性指標也較差，但對硬化后期混凝土的耐久性有明顯改善。隨著粉煤灰摻量的變化，混凝土各項耐久性指標也表現出一定的規律性。在齡期一定時，隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土的抗氯離子滲透性逐漸降低，在摻量20%～30%，會取得一個最佳值；隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土抗碳化性能降低，摻量在20%～35%時，碳化速率會較其他摻量的速率減慢；優質的粉煤灰可以提高混凝土的抗凍性能，且摻量在15%～25%時，混凝土的相對凍融破壞較小，摻量過大對混凝土的抗凍性不利。雖然這些摻量數據會隨著所選用粉煤灰的質量、細度的不同而有所差別，也會因為混凝土的強度、水灰比、添加劑種類的不同有所改變，但是不能否認25%左右的一個摻量范圍內無論是在普通混凝土、高強混凝土、輕骨料混凝土還是再生混凝土中都表現出較其它摻量優異的性質，出現最佳值或分界點。因此粉煤灰對混凝土耐久性影響最佳摻量是一個值得研究的課題。
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