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(chǎng)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,找二級(jí)粉煤灰的種類(lèi)趨于多樣化,現(xiàn)有研究卻相對(duì)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)找二級(jí)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(yán)重威脅混凝土的質(zhì)量和使用壽命。
粉煤灰作為現(xiàn)代混凝土膠結(jié)材料中不可缺少的材料之一,市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng),導(dǎo)致大量以次充好的粉煤灰流入市場(chǎng)。隨著生產(chǎn)工藝的改變,粉煤灰的種類(lèi)日益增多,且摻和料本身性質(zhì)也發(fā)生了一定的變化,對(duì)混凝土性能產(chǎn)生一定的影響。對(duì)于找二級(jí)粉煤灰種類(lèi)的增加和性質(zhì)的變化,有關(guān)的基礎(chǔ)研究卻相對(duì)薄弱,缺乏指導(dǎo)性研究成果。(1)針對(duì)找二級(jí)粉煤灰生產(chǎn)工藝的改變及其性質(zhì)的變化,應(yīng)加快研究的步伐,推出具有指導(dǎo)性意義的研究成果(2)針對(duì)現(xiàn)有粉煤灰種類(lèi)的多樣性,積極尋求新的檢測(cè)方法,制定新的技術(shù)規(guī)范及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。(3)針對(duì)粉煤灰市場(chǎng)的供需量,探索新的可替代材料。
燒結(jié)粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構(gòu)件、框架結(jié)構(gòu)用混凝土等,在有條件的地方應(yīng)大力發(fā)展,這項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外都已成熟。我國(guó)天津硅酸鹽制品廠(chǎng)的燒結(jié)粉煤灰陶粒,英國(guó)與荷蘭的“萊泰克”燒結(jié)粉煤灰陶粒皆屬此類(lèi)。因“萊泰克”技術(shù)對(duì)所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時(shí)在造粒成球過(guò)程中不需加入任何粘結(jié)劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時(shí),添加不超過(guò)5 %的煤粉。我國(guó)的粉煤灰極少能滿(mǎn)足這些要求,若經(jīng)過(guò)分選也有可能滿(mǎn)足。一般在生產(chǎn)時(shí)需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤(rùn)土)做粘結(jié)劑。但增加一種原料,就要增加一個(gè)系統(tǒng),并相應(yīng)增加投資。目前在工藝上用燒結(jié)機(jī)焙燒比較成功。因?yàn)橥ㄟ^(guò)成球盤(pán)成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結(jié)機(jī)上,在整個(gè)過(guò)程中成型的顆粒不滾動(dòng)隨燒結(jié)機(jī)履帶移動(dòng)而經(jīng)過(guò)預(yù)熱燒成、冷卻最終燒成有相當(dāng)強(qiáng)度的輕骨料?,F(xiàn)在用回轉(zhuǎn)窯燒成的不多,因回轉(zhuǎn)窯燒成其料粒要在轉(zhuǎn)動(dòng)的窯體內(nèi)滾動(dòng),如料粒沒(méi)有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,在滾動(dòng)中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過(guò)國(guó)內(nèi)一些研究者,正在探索用回轉(zhuǎn)窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。
粉煤灰作為一種十分常見(jiàn)的礦物摻合料,其質(zhì)量差別很大,經(jīng)常有劣質(zhì)粉煤灰混入,給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來(lái)麻煩。這里所說(shuō)的劣質(zhì)粉煤灰主要包括分Ⅲ級(jí)灰和統(tǒng)灰以及假灰和不適合商品混凝土使用的粉煤灰。這些劣質(zhì)粉煤灰的主要特點(diǎn)是:玻璃珠體少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滯后泌水,不但不能改善混凝土和易性,反而降低混凝土的工作性能。此外,劣質(zhì)粉煤灰的使用易導(dǎo)致混凝土28d強(qiáng)度不足,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)低,造成混凝土工程質(zhì)量不合格。
物理激活也稱(chēng)機(jī)械激活,對(duì)粉煤灰、礦渣、煤矸石等具有很好的處理效果。超細(xì)粉磨可以使粉煤灰顆粒粒徑變小,比表面積增加,有效填充于水泥硬化漿體的孔隙,起到密實(shí)增強(qiáng)的作用。同時(shí),超細(xì)顆粒表面出現(xiàn)錯(cuò)位、點(diǎn)缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化過(guò)程中超細(xì)找二級(jí)粉煤灰會(huì)與水泥初期水化生成的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),不但有助于提高水泥后期強(qiáng)度,而且降低體系堿度,改善耐久性。二級(jí)粉煤灰價(jià)格超細(xì)粉粒徑比水泥粒徑小很多,其密實(shí)填充效應(yīng)將水泥空隙中的水置換出來(lái),抵消了比表面積高而增加的濕潤(rùn)水部分,所以摻加超細(xì)粉會(huì)不提高而是減少水泥需水量。另超細(xì)粉顏色較深能改善水泥顏色,增強(qiáng)水泥和減水劑的適應(yīng)性?! ?
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(lái),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(guò)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(wú)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(guò)試驗(yàn)確定,不宜盲目偏信。