首先,粉煤灰“填充效應(yīng)”可以改善水泥與粉煤灰組成的二元膠凝材料體系的顆粒級(jí)配,降低降凝材料的空隙率,進(jìn)而使填充在水泥顆粒間的“填充水”釋放出來,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃體,在混凝土中起到“滾珠、軸承”潤(rùn)滑效應(yīng),減少顆粒間的摩擦力,進(jìn)而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度損失。此外,粉煤灰對(duì)外加劑的吸附僅僅存在表面的物理吸附,優(yōu)質(zhì)粉煤灰對(duì)外加劑的吸附低于水泥,混凝土中使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰相當(dāng)于增加外加劑用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的漿體量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗離析能力,減水泌水,從而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流動(dòng)性、密實(shí)性、勻質(zhì)性,便于混凝土的施工。 實(shí)踐應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),質(zhì)量?jī)?yōu)良的粉煤灰具有一定的減水作用,當(dāng)摻量50%時(shí),需水量減小幅度很小。粉煤灰有無減水性以及減水性的大小與其質(zhì)量有很大的關(guān)系,因此應(yīng)通過試驗(yàn)確定,不宜盲目偏信。
近年來,許多混凝土公司發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的混凝土出現(xiàn)刺鼻的氨味,而且在驗(yàn)收粉煤灰時(shí)進(jìn)行需水量比試驗(yàn)也常伴有刺鼻的氨味。出現(xiàn)氨味的混凝土有時(shí)候還伴有凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)或漲模等現(xiàn)象,有的甚至因含氣量過高而造成混凝土強(qiáng)度大幅度下降,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是混凝土中摻入的脫硝供應(yīng)三級(jí)粉煤灰。脫硝作為節(jié)能減排的一項(xiàng)重要指標(biāo),許多燃煤電廠都增加了脫硝裝置,所以近年來脫硝粉煤灰量有所增加。正常情況下的脫硝粉煤灰與傳統(tǒng)供應(yīng)三級(jí)粉煤灰沒有明顯的區(qū)別,應(yīng)用于混凝土中也不會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生較大的不利影響。但當(dāng)脫硝過程出現(xiàn)問題,粉煤灰中含有的脫硝副產(chǎn)物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量較高時(shí),生產(chǎn)的混凝土就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)、產(chǎn)生刺激性氣體、強(qiáng)度下降等問題。如某工程使用了摻入非正常脫硝粉煤灰的混凝土,結(jié)果混凝土出現(xiàn)了和易性差、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度降低等問題,導(dǎo)致拆模后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷.
在混凝土的配制過程中,摻加粉煤灰可以節(jié)省水泥,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。本文在研究混凝土、粉煤灰、水泥等物質(zhì)基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上,用控制變量法的思想,設(shè)計(jì)了幾組實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析了不同粉煤灰摻量和細(xì)度對(duì)配制的混凝土性能的影響。(1)在供應(yīng)三級(jí)粉煤灰摻量對(duì)混凝土性能的影響實(shí)驗(yàn)中,在其他條件都相同的情況下,取5 種摻量百分比:40%、30%、20%、10%、0%,并對(duì)它們配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度作對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:粉煤灰混凝土的前期強(qiáng)度增長(zhǎng)慢,后期強(qiáng)度提升大;適量粉煤灰的摻入會(huì)提高混凝土強(qiáng)度,摻量取20%為宜。供應(yīng)三級(jí)粉煤灰(2)在粉煤灰細(xì)度對(duì)混凝土性能的影響實(shí)驗(yàn)中,在其他條件都相同的情況下,用細(xì)度分別為13.20μm、11.00μm和9.30μm的粉煤灰配制混凝土,并對(duì)它們的抗壓強(qiáng)度作對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:粉煤灰的細(xì)度值越小,制成的混凝土的抗壓強(qiáng)度越大。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國(guó)內(nèi)采購(gòu)不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護(hù)窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應(yīng)溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結(jié)晶度不夠,雖然抗壓強(qiáng)度勉強(qiáng)可以滿足承重墻體要求,但其干燥收縮值大,用該磚建造的建筑,建成后一段時(shí)間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺(tái)下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴(yán)重的發(fā)生在60、70年代的湖南株洲市粉煤灰磚混建筑的內(nèi)外墻體涉及建筑物安全而拆除。因此,使整個(gè)普通蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術(shù)政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺(tái)下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對(duì)大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺(tái)下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達(dá)到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問題,必須通過改進(jìn)配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級(jí)配,采用輪碾攪拌混合,加強(qiáng)混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實(shí)度,提高蒸壓養(yǎng)護(hù)的溫度(相應(yīng)飽和蒸汽壓力應(yīng)在10~12大氣壓以上),以增加水化硅酸鹽產(chǎn)物數(shù)量和改善結(jié)晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來石晶體,改善結(jié)晶度和晶型,使磚的抗壓強(qiáng)度達(dá)到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進(jìn)一步減少粉煤灰磚的收縮,可以比較好地解決粉煤灰墻體的裂縫問題。若采用粉煤灰、石灰與一定級(jí)配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護(hù)也可獲得較高磚強(qiáng)度和較低收縮值。
優(yōu)質(zhì)的粉煤灰摻入混凝土可明顯地改善混凝土的和易性,當(dāng)粉煤灰摻量大于膠材總量的5%~10%時(shí),效果極為明顯?,F(xiàn)今在混凝土實(shí)際生產(chǎn)中,粉煤灰摻量往往達(dá)到20%,有的甚至高達(dá)30%,但混凝土的和易性卻不盡人意。抽取原材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)供應(yīng)三級(jí)粉煤灰的檢測(cè)結(jié)果經(jīng)常不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求或者與驗(yàn)收時(shí)的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)?,F(xiàn)以某公司所用Ⅱ級(jí)粉煤灰進(jìn)場(chǎng)及抽樣常規(guī)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,出現(xiàn)這種情況的最大原因就是粉煤灰供貨廠家為謀求利益而以次充好,甚至摻假。供應(yīng)三級(jí)粉煤灰進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí),檢測(cè)結(jié)果符合要求的原因主要是檢測(cè)的樣品是供貨廠家提前準(zhǔn)備好的合格樣品或是在易取樣部位裝入合格粉煤灰。有些公司由于人員配備或節(jié)省成本等原因不能做到車檢或抽檢,就導(dǎo)致許多劣質(zhì)粉煤灰被用于混凝土生產(chǎn)中。結(jié)果不僅沒有起到應(yīng)有的作用,反而給混凝土的質(zhì)量埋下了隱患。
有部分供應(yīng)商摻入石灰石粉對(duì)粉煤灰進(jìn)行造假,石灰石粉遇酸反應(yīng)起氣泡,檢驗(yàn)時(shí)可以采取用稀冷鹽酸滴定的方法,觀察是否發(fā)生劇烈起泡,來鑒別粉煤灰是否含有石粉。但石灰?guī)r中含有一種叫白堊石的白色、疏松的土狀巖石,主要由粉末狀的方解石組成,遇酸不起泡遇到這種情況,可以使用40倍以上放大鏡或顯微鏡觀察粉煤灰的玻璃珠體含量,若玻璃體偏少或無玻璃珠體,不規(guī)則白色發(fā)光晶體多,應(yīng)檢測(cè)粉煤灰活性指數(shù)后,再?zèng)Q定是否使用。