粉煤灰混凝土是指掺入一定量粉煤灰的混凝土,是现代混凝土技术新潮流中发展起来的一种经济的改性混凝土。粉煤灰,也被称为烟灰,是一种外观呈现灰白色的粉末状物质,主要由煤粉作为燃料的火力发电厂在燃烧过程中产生的工业废料组成。当煤粉燃烧时,其中的一部分不可燃杂质和未完全燃烧的碳会被排放出来,形成了粉煤灰。
粉煤灰混凝土的性能提升主要得益于粉煤灰的三大效应:
火山灰效应:在常温下有水存在时,粉煤灰可以与混凝土中的成分进行二次反应,生成难溶于水的水化硅酸钙凝胶,这样不仅降低了溶出的可能,也填充了混凝土内部的孔隙,对混凝土强度和抗渗性都有提高作用。
形貌效应:粉煤灰的主要矿物组成是玻璃体,这些球形玻璃体表面光滑、粒度细、质地致密、内比表面积小、对水的吸附力小。因此,粉煤灰的加入使混凝土制备需水量减小,降低了混凝土早期干燥收缩,使混凝土密实性得到很大提高。
填充效应:粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中,不仅能填充水泥颗粒间的空隙,而且能改善胶凝材料的颗粒级配,并增加水泥胶体的密实度。
粉煤灰对混凝土性能的具体影响包括:
提高强度和耐久性:粉煤灰中的活性成分能与水泥反应生成新的水化产物,增加了混凝土的强度和耐久性。同时,粉煤灰颗粒填充了混凝土中的微孔,使得混凝土更加致密,提高了强度和硬化特性。
减少热裂缝和收缩:添加粉煤灰可以减少混凝土的水化热释放,降低温度应力,从而减少混凝土内部的热裂缝。此外,粉煤灰的颗粒形态可以填充混凝土中的空隙,减少混凝土的收缩,降低应力。
改善工作性能:适量添加粉煤灰可以提高混凝土的流动性,改善其可加工性。粉煤灰中的球形颗粒具有润滑作用,减少了混凝土内颗粒间的粘结力,增加了流动性。
提高抗冻融耐久性:质量良好的粉煤灰可以适当降低水胶比,进而改善混凝土的抗冻融耐久性,使其在恶劣环境下也能保持稳定性。
环保效益:适量添加粉煤灰可以利用工业废弃物资源,减少对天然资源的开采。同时,粉煤灰的使用也能减少碳排放,降低环境污染。
综上所述,粉煤灰混凝土通过合理利用工业废弃物粉煤灰,不仅提高了混凝土的性能,还带来了显著的环保效益,是现代建筑行业中一种值得推广的建筑材料。