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浅谈粉煤灰对混凝土耐久性的影响 杨占国中交二公局第五工程有限公司??? 摘要：内掺优质粉煤灰对混凝土的耐久性有显著的改善作用，主要表现在以下几方面1、粉煤灰能结合氢氧化钙2、减少C-S-H凝胶开裂3、增强水泥石与集料间的粘聚力4、抑制氯离子的扩散关键词：粉煤灰?????混凝土?????耐久性 粉煤灰是将磨成一定细度的煤灰在温度达1100~1500的煤灰锅炉中燃烧后收集而得到的细灰，是电厂的废弃物。粉煤灰中主要含有活性二氧化硅和活性氧化铝，因而具有火山灰效应。混凝土中掺加优质粉煤灰，除了能显著改善混凝土的和易性，提高混凝土后期强度外，也将极大的改善混凝土的耐久性。粉煤灰能结合氢氧化钙在结构混凝土中单纯使用水泥，不掺粉煤灰等掺合料时，则不具有高性能混凝土的品质，其主要原因是单纯水泥水化硬化后，水泥的水化产物有水化硅酸钙、水化铝铁酸钙、氢氧化钙和水化硫铝酸钙等，其中氢氧化钙和水化硫铝酸钙是导致水泥混凝土耐久性差的根源，特别是氢氧化钙大片状结晶，在有压力水渗透的条件下，首先被软水溶出，造成软水侵蚀，同时导致混凝土的孔隙率增大，抗渗性、耐水性及抗氯盐渗透性变差，更容易发生冰冻盐冻、碱集料反应和钢筋锈蚀等破坏；当同时发生硫铝酸盐侵蚀时硫酸根将与氢氧化钙和水化铝酸钙一起，在硬化混凝土中，生成高硫型水化硫铝酸钙，这就是俗称“水泥干菌”。如果要使混凝土配制成将耐久性视为重要基本特征的高性能混凝土，在其水泥水化产物中就必须设法减少或消除氢氧化钙这种有损强度，耐久性的大批晶体。粉煤灰等活性掺合料具有与水泥水化生成的氢氧化钙反应的特性，活性掺合料与氢氧化钙发生的反应比水泥水化滞后。称作“二次反应”，粉煤灰等活性掺合料的成分是二氧化硅和氧化铝，二次反应的生成物依然是水化硫酸钙和水化铝酸钙的胶凝体，水化硫酸钙和水化铝酸钙是水泥石中提供强度的主要矿物来源。这就是不仅使耐久性改善，而且使混凝土强度提高。粉煤灰能减少水化硅酸钙（C-S-H）凝胶的开裂且稳定C-S-H凝胶水泥在凝结硬化过程中，由于渗透压力的作用，包裹在水泥微粒表面的渗透膜破裂，水泥微粒进一步水化，除继续生成氢氧化钙及钙钒石外，还生成了大量的C-S-H凝胶。在160~300即开始脱水，此相对低温阶段的脱水，使C-S-H凝胶体组织逐渐致密，水泥石强度有提高趋势，表现在低温阶段混凝土强度的增加。350~800时C-S-H凝胶约有85％的水分逸出，900以上脱水趋于完全，这种高温阶段的一系列脱去自身结合水的行为，使凝胶体结构破坏，直至开裂，导致水泥石强度显著下降。且C-S-H凝胶层越厚，开裂程度越大。加入粉煤灰后，水泥水化产生的C-S-H凝胶体包裹在粉煤灰的表面。即粉煤灰有效分散了C-S-H凝胶体，大大减少了凝胶层的厚度，从而降低了C-S-H凝胶体在高温下的开裂程度。粉煤灰颗粒越细，加入的量越多，凝胶层厚度越薄混凝土越不易开裂。另高品质粉煤灰的形态多数是空心微珠玻璃球，由于“微珠”效应，使掺用粉煤灰的水泥混凝土施工所需要的流变性、粘聚性、饰面性等工作性良好，易于泵送、修饰、平整度高、结构外形缺陷少。同时优质粉煤灰“微珠”效应能使硬化混凝土的干缩变形减少，抗裂性提高，从而提高混凝土的耐久性。粉煤灰能增强水泥石与集料的界面粘聚力混凝土中粗集料间的空隙由细集料填充，细集料的空隙由水泥浆填充并将它们胶结起来，混凝土硬化后，集料均为水泥石包裹。如上所述混凝土用的粗集料在升温时膨胀，而水泥石在升温时收缩，这两种不同的胀缩行为会在水泥石与集料的粘结界面产生应力，直至破坏粘结界面，导致混凝土的开裂。粉煤灰能增强水泥石与集料的界面粘结力的原因：3.1粉煤灰具有火山灰效应粉煤灰含有二氧化硅和氧化铝，在常温下能与水泥发生二次反应造成了掺粉煤灰的水泥混凝土凝结缓慢，缓凝0.5—1小时。水化热降低，胀缩行为降低。同时生成具有胶凝性能的水化硅酸钙和铝酸钙，提高了混凝土强度，尤其是后期强度，进而增强了集料与水泥石的界面粘聚力。3.2粉煤灰具有微集料效应粉煤灰中含有大量的微细颗粒，能填充并均匀分布到水泥颗粒之间，有效地堵截混凝土内的泌水通道，减少了混凝土的泌水，从而避免在粗集料的下方因泌水形成水囊，改善了水泥与集料的粘结界面。3.3增加混凝土的密实性粉煤灰的密度小于水泥密度，掺入粉煤灰时，即使是等量取代水泥，同质量的粉煤灰体积也大于水泥体积，所以，粉煤灰混凝土浆体极其丰富，有足够的浆体填充集料间的空隙，使空隙降低，密实增强。????4、粉煤灰能抑制氯离子的扩散???????由于粉煤灰含有较高的氧化铝和氧化铁，可与氯离子发生反应，属于化学吸附，结合牢固，使混凝土的微观结构更致密，降低空隙率，提高混凝土的密实性，因此具有更强的抑制氯离子扩散能力，所以粉煤灰也适用于配制海工耐久混凝土。结论：粉煤灰对混凝土的