粉煤灰在混凝土中起到了多种关键作用,以下是具体的作用分析:
替代部分水泥,降低成本:粉煤灰作为一种工业废渣,价格相对低廉,可以作为混凝土的掺合料,替代部分水泥使用。这不仅可以减少水泥的用量(通常可以减少约10%~15%),从而降低生产成本,还有助于节约原材料资源。
提高混凝土强度:粉煤灰中的硅、铝等活性成分能与混凝土中的氢氧化钙发生反应,生成具有胶凝性的物质,这些物质能够填充混凝土中的空隙,增强混凝土的内部结构,从而提高混凝土的强度。
改善混凝土和易性:粉煤灰的颗粒细度较小,能够填充混凝土中的空隙,使混凝土更加致密。同时,粉煤灰的加入还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性,使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型,减少了泌水和离析现象,提高了混凝土的工作性(和易性、可泵性)。
降低混凝土温升:由于粉煤灰水化放热量很少,因此掺加粉煤灰后可以减少水化放热量,降低施工时混凝土的温升。这有助于减少温度裂缝的产生,对大体积混凝土工程特别有利。
提高混凝土耐久性:粉煤灰与水泥中的氢氧化钙发生二次水化反应,生成额外的水化硅酸钙凝胶,有助于填充孔隙,降低混凝土的渗透率。这增强了混凝土对化学侵蚀和冻融循环的抵抗力,提高了混凝土的耐久性。同时,粉煤灰还能抑制碱骨料反应,进一步保护混凝土不受损害。
减小混凝土变形:粉煤灰混凝土的徐变低于普通混凝土,且其减水效应使得粉煤灰混凝土的干缩及早期塑性干裂与普通混凝土基本一致或略低。这有助于保持混凝土结构的稳定性和尺寸精度。
提高混凝土耐磨性:粉煤灰的强度和硬度较高,因此掺加粉煤灰后可以提高混凝土的耐磨性。但需要注意的是,如果混凝土养护不良,其耐磨性可能会降低。
综上所述,粉煤灰在混凝土中起到了降低成本、提高强度、改善和易性、降低温升、提高耐久性、减小变形和提高耐磨性等多重作用。因此,在混凝土工程中广泛应用粉煤灰是一种经济、环保且有效的做法。