/粉煤灰品質(zhì)參數(shù)對(duì)混凝土性能的影響及在混凝土中添加粉煤灰時(shí)對(duì)粉煤灰參數(shù)的控制一、粉煤灰的品質(zhì)參數(shù)混凝土是由水泥為膠結(jié)料.砂石為骨料.加水或適量外加劑和外摻料拌制而成的。粉煤灰是火力發(fā)電廠以煤粉為燃料時(shí)排出的細(xì)顆粒廢渣。碳粉被噴射入爐后.汽化溫度較低的揮發(fā)份首先在煤灰中溢出.并燃燒發(fā)熱。揮發(fā)份的外溢.使煤灰成為空隙的顆粒.隨著燃燒的發(fā)展它進(jìn)一步成為多孔的碳粒。與有機(jī)物燃燒的同時(shí).煤粉夾雜著一些無(wú)機(jī)物.待有機(jī)物燃燒完畢后.殘存的無(wú)機(jī)物即變?yōu)槎嗫撞Ａw.其形貌仍保留原有的不規(guī)則狀態(tài).隨著燃燒的進(jìn)一步發(fā)展..多孔玻璃體逐步熔融收縮.空隙率不斷降低.圓度不斷提高.粒徑不斷減小.最后大部分變?yōu)槊軐?shí)玻璃體。粉煤灰有結(jié)晶相和玻璃相兩大部分組成。三氧化硫：〔無(wú)色易揮發(fā)的固體。有三種同素異形體。α-SO3絲質(zhì)纖維狀和針狀.密度1.97g/cm3.熔點(diǎn)16.83℃.沸點(diǎn)44.8℃；β-SO3石棉纖維狀.熔點(diǎn)62.4℃.在50℃可升華；γ-SO3玻璃狀.熔點(diǎn)16.8℃.沸點(diǎn)44.8℃。溶于水.并跟水反應(yīng)生成硫酸和放出大量的熱。因此又稱硫酸酐。溶于濃硫酸而成發(fā)煙硫酸.它是酸性氧化物.可和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。三氧化硫是很強(qiáng)的氧化劑.特別是在高溫時(shí)能氧化硫、磷、鐵、鋅以及溴化物、碘化物等。因其極不穩(wěn)定含量影響水泥體積安定性〔安定性：水泥的安定性即體積安定性.是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。如果水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化.即為體積安定性不良.安定性不良會(huì)使水泥制品或混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫.降低建筑物質(zhì)量.甚至引起嚴(yán)重事故。1.引起水泥安定性不良的原因有很多.主要有以下三種：〔1熟料中所含的游離氧化鈣過(guò)多；〔2熟料中所含的游離氧化鎂過(guò)多；〔3摻入的石膏過(guò)多。熟料中所含的游離氧化鈣或氧化鎂都是過(guò)燒的.熟化很慢.在水泥硬化后才進(jìn)行熟化.這是一個(gè)體積膨脹的化學(xué)反應(yīng).會(huì)引起不均勻的體積變化.使水泥石開(kāi)裂。當(dāng)石膏摻量過(guò)多時(shí).在水泥硬化后.它還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣.體積約增大1.5倍.也會(huì)引起水泥石開(kāi)裂。2.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：水泥安定性經(jīng)沸煮法檢驗(yàn)〔CaO必須合格；水泥中氧化鎂〔MgO含量不得超過(guò)5.0%.如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格.則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%；水泥中三氧化硫〔SO3的含量不得超過(guò)3.5%。3.安定性不合格的水泥應(yīng)作廢品處理.不能用于工程中。.說(shuō)白了就是若水泥發(fā)生不均勻體積變化會(huì)導(dǎo)致水泥膨脹、開(kāi)裂、翹曲等.另外影響體積安定性的主要因素還有水泥中的游離氧化鎂、游離氧化鈣含量。三氧化硫含量較高.粉煤灰混凝土生成較多的三硫型水化硫鋁酸鈣.它是以含大量結(jié)晶水的水化產(chǎn)物.因而在硬化漿體內(nèi)形成一定的膨脹作用.是引起其水泥凝結(jié)硬化膨脹開(kāi)裂的主要原因。硫酸鹽含量過(guò)高.除安定性外還影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間及硬化速度。細(xì)度：對(duì)和易性的影響主要體現(xiàn)在粘聚性方面.另外摻量過(guò)高對(duì)強(qiáng)度也有影響。對(duì)耐久性也有影響.細(xì)度大的粉煤灰耐久性差.實(shí)體中混凝土碳化較大。燒失量：粉煤灰中的未燃碳是有害成分.燒失量越大.含碳量越高.混凝土的需水量就越大.從而導(dǎo)致水膠比〔每立方米混凝土用水量與所有膠凝材料用量的比值；水灰比.是水和水泥的比值.有些摻合物可以轉(zhuǎn)化的水泥的含量；一般的情況要求水膠比小.水灰比大提高.嚴(yán)重影響了粉煤灰效用的充分發(fā)揮.同時(shí)粉煤灰燒失量過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)混凝土中含氣量的控制。燒失量基本不影響混凝土的強(qiáng)度沒(méi)有太大的關(guān)系。燒失量于引氣劑的劑量成正比關(guān)系.在北方有嚴(yán)格防凍要求時(shí).添加粉煤灰替代水泥時(shí).為提高引氣劑的劑量.提高混凝土的防凍性能可以用含碳量稍微高點(diǎn)的粉煤灰〔粉煤灰中的碳粒大多以多孔形式存在.其比表面積大.吸附性比較好.因此對(duì)引氣劑有較高的吸附量含碳量5.5%.等量取代水泥量45%.其他條件相同的條件下.混凝土中的含氣量最大達(dá)到7.2%。需水量比：是指在一定的流動(dòng)度下.摻30%粉煤灰膠砂混合料的需水量與基準(zhǔn)膠砂需水量的比值.以百分量計(jì)。需水量比是核心.關(guān)系到外加劑摻量/混凝土需水量等。影響需水量比的因素除了燒失量和細(xì)度外.還有含珠率、微珠的粒形狀等等因素.是"先天"條件所決定.難以"后天"彌補(bǔ)。需水量比與各齡期粉煤灰的強(qiáng)度貢獻(xiàn)均為負(fù)相關(guān).即需水量比愈小.粉煤灰的強(qiáng)度貢獻(xiàn)愈大。粉煤灰需水量比對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)的影響在養(yǎng)護(hù)期高于后期.在養(yǎng)護(hù)期7d左右時(shí)需水量比對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)大于細(xì)度對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn).即粉煤灰對(duì)混凝土的性能的影響在早期是物理作用.后期為化學(xué)作用。需水量比小的粉煤灰摻入混凝土后.有減水的作用.不僅可以增進(jìn)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展.同時(shí)可以提高抗?jié)B性及耐久性。降低需水比的方法是增加粉煤灰的玻璃珠的含量降低多空玻璃體的含量和多空碳粒的含量.即要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工使粉煤灰達(dá)到要求。密度：是影響強(qiáng)度的重要因素。氧化鎂：氧化鎂在粉煤灰中有兩種形式存在：玻璃體和方鎂石結(jié)晶體。以方鎂石存在的氧化鎂.其水化速度極慢。當(dāng)水泥硬化漿體結(jié)構(gòu)已基本穩(wěn)定.而方鎂石繼續(xù)水化膨脹時(shí)可破壞混凝土硬化體結(jié)構(gòu)。因而氧化鎂的含量也是影響混凝土安定性的重要因素。因此在混凝土中添加粉煤灰時(shí)也要鑒定粉煤灰中的氧化鎂的含量。含堿量：含堿量即粉煤灰中堿金屬.即鉀、鈉氧化物的含量。堿能延遲混凝土的凝結(jié)時(shí)間.亦可能通過(guò)堿集料反應(yīng)影響混凝土的耐久性.細(xì)度粉煤灰能夠抑制堿硅質(zhì)集料反應(yīng)不能抑制堿碳酸鹽集料反映〔目前世界還沒(méi)有弄明白粉煤灰是怎樣抑制堿硅質(zhì)集料反應(yīng)的。所以有的地方還規(guī)定了粉煤灰中堿含量的控制.堿量過(guò)高可能導(dǎo)致混凝土風(fēng)化及安定性。二、粉煤灰各參數(shù)之間的關(guān)系1、氧化鐵的含量隨粒徑的減小而降低.三氧化硫、鉀、鈉、硅、鎂的含量隨粒徑的減小而提高。2、粉煤灰細(xì)度小的其活性較高。3、混凝土的泌水性隨粉煤灰粒徑的減小和摻量的增減而減小.細(xì)小顆粒的粉煤灰對(duì)混凝土保水性好.不離析.可泵性〔可泵性是指在泵送壓力下.混凝土拌合物在管道中的通過(guò)能力。可泵性好的混凝土應(yīng)該是：<1>輸送過(guò)程中與管道之間的流動(dòng)阻力盡可能小。<2>有足夠的粘聚性.明顯提高。4、粉煤灰細(xì)度和摻量對(duì)混凝土的耐磨性影響較大.當(dāng)粉煤灰的摻量為15%時(shí)混凝土的耐磨性大體隨粉煤灰粒徑減小而提高.粉煤灰的粒徑小于5μm時(shí)耐磨性才高于基準(zhǔn)混凝土。其他粒徑的粉煤灰和摻量都小于基準(zhǔn)混凝土的耐磨性〔即想要保證粉煤灰混凝土的耐磨性.就必須降低粉煤灰的粒徑大小.在成本可控制的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能的降低粉煤灰的細(xì)度。高鈣粉煤灰的特性一、高鈣粉煤灰的定義將氧化鈣含量大于8%或游離氧化鈣大于1%的粉煤灰定義為高鈣灰。二、各煤種氧化鈣含量的遞減順序褐煤>次煙煤>煙煤>無(wú)煙煤三、氧化鈣含量與其他成分的關(guān)系1、氧化鈣含量增加后.硅、鋁含量有所降低但總體含量仍達(dá)60%2、三氧化硫、氧化鈉或有效鈣量隨氧化鈣量的增加而提高。3、氧化鎂的含量隨氧化鈣的含量的增加隨之增加.因此高鈣粉煤灰混凝土一定要檢測(cè)其安定性。4、高鈣粉煤灰的密度增加.這說(shuō)明高鈣粉煤灰中的玻璃珠含量較高.多空體和碳粉較低。相應(yīng)的45μm篩余量亦隨氧化鈣的增加而降低同時(shí)火山灰活性指數(shù)逐步提高。四、高鈣灰對(duì)混凝土的影響1、對(duì)安定性的影響.高鈣灰對(duì)安定性的影響主要取決于游離氧化鈣的含量〔f-cao.其次水泥的品種有關(guān)系.一般說(shuō)復(fù)合硅酸鹽水泥可相容較多的游離氧化鈣.普通硅酸鹽水泥其次.再次是純硅酸鹽水泥。2、對(duì)引氣劑用量的影響。其不僅燒失量、有機(jī)質(zhì)含量小外.還因鉀、鈉含量的增加.其降低引氣劑劑量。3、對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響。混凝土的凝結(jié)時(shí)間與水泥類型、用量、水灰比有關(guān).粉煤灰摻入混凝土后.其膠凝組成及水膠比都發(fā)生變化.因而有一定的影響。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)的出了一個(gè)結(jié)論：吸附在粉煤灰顆粒表面的可溶性氧化鈉及硫酸鹽越多.凝結(jié)延緩的時(shí)間亦越長(zhǎng)。而經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得到另一結(jié)論是：粉煤灰品質(zhì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響并不與凝結(jié)時(shí)間的延遲正相關(guān).凝結(jié)時(shí)間延遲的粉煤灰凝土其強(qiáng)度高與凝結(jié)時(shí)間延遲低粉煤灰凝土強(qiáng)度。4、高鈣灰對(duì)混凝土的水花溫升影響較小。5、高鈣灰對(duì)混凝土的抗硫酸性能的影響。當(dāng)粉煤灰中的氧化鈣的含量高于5%這一極限值.或隨氧化鐵含量的降低.粉煤灰的抗硫酸鹽性即降低。R=〔C-5/FC粉煤灰中氧化鈣的含量.%F粉煤灰中氧化鐵的含量.%粉煤灰的R值越大.有他所配成的混凝土在硫酸鹽溶液中的膨脹值亦越大.相應(yīng)的其抗硫酸鹽的性能亦越低。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累.人們發(fā)現(xiàn).粉煤灰抗硫酸的性能主要取決于.粉煤灰和水泥的相互作用后形成的水化產(chǎn)物.如果和水泥作用后形成單硫型水化硫鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣為主.其在硫酸鹽溶液中相互作用形成三硫型水化硫鋁酸鈣.破壞混凝土的穩(wěn)定性。綜述.取決于鋁酸鈣潛量〔CAP及硫酸鈣當(dāng)量〔CSE。6、對(duì)堿集料反應(yīng)的影響〔1低鈣灰的摻量在25%~30%時(shí)能夠有效的抑制堿集料反應(yīng)〔2實(shí)驗(yàn)證明.高鈣灰不能抑制由堿集料反應(yīng)使混凝土膨脹的情況。國(guó)內(nèi)認(rèn)為.粉煤灰抑制堿集料反應(yīng)的因素與細(xì)度、氧化鈣的含量、摻量有關(guān)：一級(jí)低鈣粉煤灰>一級(jí)混燒灰>二級(jí)低鈣粉煤灰>二級(jí)混燒灰因此在含堿量一定的情況下.添加粉煤灰要控制其細(xì)度和氧化鈣的含量還有其摻加量。7、對(duì)粉煤灰混凝土進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)〔無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是指試塊在實(shí)驗(yàn)中不對(duì)試塊的側(cè)邊加以限制.是一種理論試驗(yàn)值。而對(duì)于地基中的巖石來(lái)說(shuō).實(shí)際上是有側(cè)限的抗壓強(qiáng)度。.其隨齡期的迅速增大。8、高鈣灰滲透系數(shù)低.可泵性好。特點(diǎn)：高鈣灰需水量小.密度高.水灰比對(duì)高鈣灰的凝結(jié)時(shí)間有著相當(dāng)大的影響.對(duì)高鈣灰來(lái)說(shuō)其為了控制其凝結(jié)時(shí)間一般控制其水灰比小于0.4。粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)一、混凝土用粉煤灰現(xiàn)階段檢測(cè)的項(xiàng)目美國(guó)游離水〔最大%3燒失量〔最大%6.0Mgo量〔最大%5.0硫酸鹽〔以so3形式表示.最大%5.0Fe2O3+SiO2+Al2O3〔最低%70/50總堿量〔以氧化鈉表示.最大%1.5篩余量〔孔徑45μm.最大%34密度〔最低值須有測(cè)試報(bào)告數(shù)據(jù).不規(guī)定限值復(fù)合系數(shù)〔燒失量*45μm篩余量.最大值255〔對(duì)低鈣灰置信度置信度所謂置信度,也叫置信水平。它是指特定個(gè)體對(duì)待特定命題真實(shí)性相信的程度.也就是概率是對(duì)個(gè)人信念合理性的量度.概率的置信度解釋表明,事件本身并沒(méi)有什么概率,事件之所以指派有概率只是指派概率的人頭腦中所具有的信念證據(jù)。置信水平是指總體參數(shù)值落在樣本統(tǒng)計(jì)值某一區(qū)內(nèi)的概率；而置信區(qū)間是指在某一置信水平下.樣本統(tǒng)計(jì)值與總體參數(shù)值間誤差范圍。置信區(qū)間越大.置信水平越高。置信度也稱為可靠度.或置信水平、置信系數(shù).即在抽樣對(duì)總體參數(shù)作出估計(jì)時(shí).由于樣本的隨機(jī)性.其結(jié)論總是不確定的。因此.采用一種概率的陳述方法.也就是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的區(qū)間估計(jì)法.即估計(jì)值與總體參數(shù)在一定允許的誤差范圍以內(nèi).其相應(yīng)的概率有多大.這個(gè)相應(yīng)的概率稱作置信度。置信水平Confidencelevel是描述GIS中線元素與面元素的位置不確定性的重要指標(biāo)之一.置信水平表示區(qū)間估計(jì)的把握程度,置信區(qū)間的跨度是置信水平的正函數(shù),即要求的把握程度越大,勢(shì)必得到一個(gè)較寬的置信區(qū)間,這就相應(yīng)降低了估計(jì)的準(zhǔn)確程度.火山灰反應(yīng)在一些火山灰質(zhì)的混合料中.存在著一定數(shù)量的活性二氧化硅、活性氧化鋁等活性組分。所謂火山灰反應(yīng)就是指這些活性組分與氫氧化鈣反應(yīng).生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣或水化硫鋁酸鈣等反應(yīng)產(chǎn)物.其中.氫氧化鈣可以來(lái)源于外摻的