超細粉煤灰對水泥和高效減水劑的相容性有明顯的改善作用;粉煤灰細度越小效果越好,但過度細化會對相容性產(chǎn)生負面效應(yīng)。不同細度的粉煤灰在去離子水中的Zeta電位值不同,粉煤灰所帶電荷的絕對值越大,分散均化能力越強。三級粉煤灰廠家粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的固體廢物,也是一種活性礦物資源,具有特殊的活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)和微集料效應(yīng)[1-3],高品質(zhì)的粉煤灰已成為混凝土必不可少的成分。目前研究較多的是I、II級粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用,由于我國電廠排放的專業(yè)三級粉煤灰優(yōu)質(zhì)灰較少,95%以上的為III級灰或等外灰,活性較低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性摻合料,因此,高效低成本的研究開發(fā)低等級粉煤灰粉磨技術(shù)具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。如能使生產(chǎn)的超細粉煤灰在混凝土的制備中得到廣泛應(yīng)用,既可改善水泥與高效減水劑的相容性、提高混凝土的抗侵蝕能力及耐久性[5-8],節(jié)約水泥用量,還可解決粉煤灰對環(huán)境的污染。但在混凝土制備過程中經(jīng)常遇到水泥與減水劑相容性問題,有時盡管高效減水劑摻量很大,而混凝土仍顯得干硬或坍落度經(jīng)時損失很大,這些相容性問題會影響混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超細粉煤灰對水泥與高效減水劑相容性的影響。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內(nèi)采購不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護生產(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,雖然抗壓強度勉強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,建成后一段時間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴重的發(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,使整個普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚發(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下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺下仍生產(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,必須通過改進配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級配,采用輪碾攪拌混合,加強混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實度,提高蒸壓養(yǎng)護的溫度(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,使磚的抗壓強度達到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進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)護也可獲得較高磚強度和較低收縮值。
因供需矛盾加劇及現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不足,導(dǎo)致市場上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)粉煤灰。另外,隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的改變,專業(yè)三級粉煤灰的種類趨于多樣化,現(xiàn)有研究卻相對薄弱,導(dǎo)致粉煤灰應(yīng)用于混凝土?xí)r出現(xiàn)了一定的未知性。劣質(zhì)專業(yè)三級粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰摻入混凝土中,不僅不能使混凝土獲得應(yīng)有的優(yōu)良性能,甚至嚴重威脅混凝土的質(zhì)量和使用壽命。
采用45um方孔篩做篩析試驗,劣質(zhì)粉煤灰的細度通常在30%以上的粉煤灰。粉煤灰中粗顆粒較多,海綿體多,含炭量高,“兩多一高”使粉煤灰的填充效應(yīng)下降,吸水性和吸附外加劑能力增加,混凝土工作性能明顯變差,28d活性也會隨之下降。在加上玻璃體微珠少,起不到“滾珠軸承”潤滑作用。