粉煤灰在混凝土耐久性影响探究.pptx

粉煤灰混凝土的耐久性粉煤灰混凝土的耐久性材料的耐久性是指材料在长期使用过程中,抵抗其自身及环境因素长期破坏作用,保持其原有性能而不变质、不破坏的能力。引起耐久性下降的因素复杂多变,因此评价材料的耐久性往往是采用综合评价指标。对于混凝土类材料,根据其所用环境,一般情况包括:抗渗性、抗冻性、抗碳化及碱骨料反应等,同时长期强度也与耐久性紧密相关。粉煤灰于混凝土的抗渗性 通过对混凝土耐久性认识的不断积累、深入，人们意识到混凝土耐久性在很大程度上受到外界侵蚀环境下的渗透性能的影响，比如空气、水、Cl-在混凝土中的传输会导致混凝土碳化、钢筋锈蚀等危害。因此可以说混凝土的抗渗性是混凝土可靠性和耐久性的重要基础。粉煤灰与混凝土对Cl离子的抗渗性火山灰反应生成的CSH凝胶堵塞了扩散通道总离子浓度Ca，Al等是基准水泥浆的2倍，限制了Cl粒子的移动粉煤灰水泥浆扩散通道更加弯曲RCM方法测氯离子渗透系数出自粉煤灰产量对混凝土抗渗性影响的研究压汞法（MIP）测孔隙分布出自粉煤灰掺量对混凝土抗渗性影响的研究由上图可知，水灰比对于孔隙率有一定影响，但是粉煤灰的掺量对于孔隙分布的影响更加显著。这是因为粉煤灰的形态效应（粉煤灰混凝土的铝硅酸盐玻璃微珠可填充水泥浆体）、活性效应（粉煤灰中SiO2、Al2O3水化生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙降低了混凝土的孔隙率，改善了孔结构）和微集料反应（其中微细颗粒有利于混和物的水化反应，提高了混凝土的密实性）均能提高混凝土的抗渗性。粉煤灰混凝土的抗冻性在负温条件下,混凝土中内部孔隙和毛细孔道中的水结冰产生体积膨胀,当这种膨胀力超过混凝土的抗拉强度时,则使混凝土产生微细裂缝,在反复冻融作用下,混凝土内部的微细裂缝逐渐增多和扩大,混凝土的强度逐渐降低,混凝土表面产生酥松剥落,直至完全破坏。快冻法测粉煤灰的抗冻性注：其中外加剂为引气剂出自高掺量粉煤灰对混凝土防渗抗冻性能探究抗冻性变化的原因探究抗冻性变化的原因探究混凝土中用粉煤灰并等量取代水泥后,在早、中期水化产物减少,毛细孔增多,混凝土受冻前龄期较短时,混凝土易冻坏,这在粉煤灰品质较差,混凝土需水量相应增加的情况下尤为突出。随着粉煤灰的活性物质发生二次水化反应,使粉煤灰具有一定胶凝性,填充了水泥水化后微小孔隙,使混凝土密实度得以提高。随着混凝土强度的提高,后期粉煤灰混凝土的抗冻性不低于基准混凝土。对于提高抗冻性的对策易看到粉煤灰前期对于抗冻性提高并没有帮助，后期随着粉煤灰二次反应，才能追上普通混凝土，因此激发粉煤灰活性是重点。从表格中我们看到了引气剂对于抗冻融腐蚀的显著效果，因此适量掺入引气剂是最优办法。粉煤灰混凝土的抗碳化性能碳化指的是大气中的二氧化碳不断向混凝土内部渗透，并与水泥中的碱性水化产物氢氧化钙发生反应。碳化导致混凝土中PH下降，这使得混凝土中的钢筋更容易腐蚀，因此，减缓或防止碳化对于工程有重要意义。其主要方程式为：（）2232粉煤灰与钢筋的腐蚀无论在早龄期或成长龄期,掺粉煤灰混凝土的碳化速率均不同程度的高于同强度的基准混凝土。只有当前者的强度超过后者一定幅度时,两者才可能有相同的抗碳化能力。粉煤灰 掺入导致熟料量的减少，从而导致混凝土碱度的降低，这对钢筋的保护是不利的；但是粉煤灰提高了抗渗性，因此在后期，相对可以弥补这方面不足。实际应用中的处理办法在实际工程中,由于大气中二氧化碳浓度极低,碳化进程十分缓慢,掺粉煤灰混凝土的抗碳化能力有可能随着火山灰反应程度的不断提高,而得到较好的改善。由此看到，粉煤灰的活性激发应该是一条可以提高其性能的方法。粉煤灰混凝土的抑制碱-骨料反应性能碱骨料反应：混凝土原材料的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应，生成吸水膨胀物质而引起混凝土内部产生自膨胀应力而导致开裂的现象。其中主要包括：碱-硅酸反应；碱-碳酸反应可以看出，粉煤灰的掺入使得膨胀率明显下降。但是提高掺量带来的影响不明显因此根据图表，掺入10%20%粉煤灰为最佳。活性骨料的掺量对于膨胀贡献率不高，而碱含量影响却很大。出自粉煤灰对混凝土碱骨料反应的影响粉煤灰钙含量对于其性能的影响左图为高钙粉煤灰，右图为普通粉煤灰高钙粉煤灰高钙粉煤灰指的是粉煤灰中的氧化钙含量超过8%或者游离氧化钙超过1%的粉煤灰。游离氧化钙是我们所重要关注的，它对于混凝土的性能有很大影响。高钙粉煤灰具有早强，改善流动性等诸多优点，但是它有一个比较严重的缺点就是导致混凝土的安定性大幅下降。高钙粉煤灰对于安定性的影响可以看出掺量在10%以下时涨幅较小，但是10%时已经达到5mm的水平，而超过10%之后膨胀值有一个飞跃，这说明高钙粉煤灰混凝土可能存在安定性隐患，其使用标准值得斟酌。出自高钙粉煤灰对水泥物理性能的影响粉煤灰混凝土的应用粉煤灰混凝土的应用80年代初,美国佛罗里达州建了一座跨海大桥,在混凝土里掺用了大量粉煤灰,工程质量有很大改善,因而在1983年修订规范时,对原来随意使用粉煤灰的规定进行了修订。规定:在中度以上侵蚀环境中的桥梁上部结构,包括预应力构件的混凝土中,必须掺用粉煤灰;其中大体积混凝土中粉煤灰的掺量为18%50%粉煤灰混凝土的应用粉煤灰混凝土的应用80年代初,美国佛罗里达州建了一座跨海大桥,在混凝土里掺用了大量粉煤灰,工程质量有很大改善,因而在1983年修订规范时,对原来随意使用粉煤灰的规定进行了修订。规定:在中度以上侵蚀环境中的桥梁上部结构,包括预应力构件的混凝土中,必须掺用粉煤灰;其中大体积混凝土中粉煤灰的掺量为18%50%1982年英国某机场的停机坪扩建工程,在两条相邻的道面上进行了对比:一条为纯硅酸盐水泥混凝土路,另一条是在混凝土中掺灰46%。运行4年显示,前者已受到一定程度破坏,而掺灰混凝土道面的表面层抗滑构造仍基本完好。这说明在低水胶比条件下,掺大量粉煤灰混凝土的强度和耐久性都十分优异。结语粉煤灰原来作为发电厂的工业废料，对环境造成比较大的影响。粉煤灰对于提高混凝土的耐久性，包括抗渗性、抗冻性、抗碳化、抑制碱骨料反应等等，都产生了很大的作用。未来的工程离不开粉煤灰，而这也为可持续发展起到了一定的推动作用主要引用如下：高钙粉煤灰对水泥物理性能的影响粉煤灰掺量对混凝土抗渗性影响的研究高掺量粉煤灰对混凝土防渗抗冻性能的探究关于粉煤灰对混凝土性能影响及应用的研究粉煤灰掺量对混凝土氯离子扩散系数和碳化速率的影响粉煤灰对混凝土碱骨料反应的影响