粉煤灰在混凝土的作用与研究

摘要：粉煤灰在混凝土中的应用对于混凝土孔结构和抗压强度存在较大的关系，我国是粉煤灰产量大国，对这些粉煤灰进行合理利用对于保障环境质量具有重要价值。因此，本文通过分析粉煤灰活性及作用机理，对粉煤灰在混凝土中的活性进行了研究，旨在以此提高混凝土的生产质量。

关键词：粉煤灰;混凝土;活性;作用机理

引言

粉煤灰是由煤粉燃烧形成的灰渣，这种灰渣能够从排烟系统中用收尘设施进行收集。大多数电厂排放的粉煤灰无法直接用于结构混凝土的制造，只能将粉煤灰堆放在堆灰场，容易产生环境问题。我国是世界上的粉煤灰资源大国，如何高效率利用粉煤灰是一个研究重点，将粉煤灰应用在混凝土中用于建材工业和建筑工程具有重要的价值，目前的利用效率大约为90%，尽管这一利用效率与国外一些发达国家相比相对较低，但随着我国经济的不断发展与环境保护意识的不断提升，对粉煤灰在混凝土的作用及应用进行研究，能够有效提升粉煤灰的综合利用率，进而起到节约资源保护环境的重要价值。

一、粉煤灰活性及作用机理

粉煤灰的活性是由形态效应、微集料效应以及火山灰效应这三个方面来表征的，其中，形态效应可以将粉煤灰氛围各个不同形状的颗粒，颗粒形状越细，粉煤灰的球形颗粒含量就越高，在混凝土的应用作用就越好，从而能够有效保障混凝土的工作效能，微集料效应蛀牙表现在对水泥基等混凝土材料的密实作用，大多数粉煤灰的颗粒强度相对较高，结合现代的混凝土技术衡量粉煤灰的致密作用能够有效提升混凝土的质量，火山灰效应主要是指粉煤灰在扩散作用影响下的溶解反应，通过颗粒表面的不断沉积能够形成表层沉淀，进而使得水化产物逐渐向芯部扩散，从而确保了反应效能，提高了混凝土的整体质量。

粉煤灰内部氢氧化钙的存在能够提升内部二氧化硅的溶解性，进而形成钙饱和状态，在这一状态下粉煤灰中的玻璃会在碱性环境中开始溶解形成单硅形硅酸盐，实现硅酸盐链的聚合。在混凝土等水泥熟料矿物中加入粉煤灰能够提高水化速度，既提高了有效水灰比，也能够加速水胶比，从而提升混凝土等水泥熟料的强度。这些反应的研究都是通过XRD等方法来形成的定性评价，其中的水化反映不仅能够有效降低大体积的混凝土水化热，也能够通过内部水化反应的中间产物来提高粉煤灰的钙状沉淀量，进而实现与混凝土的深度混合，提高混凝土的结构性能。

二、提高粉煤灰在混凝土中的活性研究

粉煤灰在混凝土中具有减水和微集料的作用，这些作用对于提高混凝土的应用效能具有重要价值，然而低品质的粉煤灰不仅具有较高的吸水性，还存在低活性等问题，需要进一步提高粉煤灰在混凝土的活性来确保混凝土性能，从而获得较高的经济效益。

（一）粉磨改性

为了保障粉煤灰的粉磨作用，可以通过增加粉煤灰的比表面积来形成形态效应和微集料效应，进而提高粉煤灰的活动，还可以通过破坏粉煤灰表面的致密玻璃体外壳来构建无定形的表面非晶态物质，在与混合料进行掺和的过程中也可以利用叠加效应实现粉磨改性，将较细的粉煤灰和细矿渣进行相互作用，以此来提高粉煤灰在混凝土中的活性。

（二）碱激发

在碱性试剂的作用下，粉煤灰能够被碱性试剂中的氢氧根离子进行解聚，尤其是低活性中的粉煤灰大多数都具有高键合的聚集态，在解聚反应中破坏其他化合键来提高粉煤灰的活性。解聚反应形成的产物还能够进一步与石灰产生反应，从而形成水化氯酸钙和水化硅酸钙凝胶产物来提高粉煤灰活性。

（三）硫酸盐激发

硫酸盐激发反应主要是通过硫酸根离子与钙离子的反应来生成钙矾石的过程中，钙矾石能够附着在粉煤灰的表面，并形成网状结构将粉煤灰颗粒包裹住来提升粉煤灰颗粒的紧密度，这样既能够帮助钙离子扩散到粉煤灰的内部产生活化反应，还能够生成凝胶物质来提高粉煤灰的活性。

（四）氯盐激发

在化学反应中常用的氯盐对粉煤灰的影响相对较小，但仍然能够持续激发粉煤灰活性，主要是通过在粉煤灰颗粒表面形成水化层的钙离子和氯离子，并与颗粒内部的物质反映生成水化物质来提高粉煤灰活动。在氯盐的影响下，粉煤灰在混凝土中的应用容易引发钢筋锈蚀问题，因此在应用过程中存在一定的限制。

（五）其他

混合激发剂目前已经广泛应用到粉煤灰的活性激发中去，不仅能够有效改善粉煤灰的特性，也能够提升混凝土的应用性能，但在于减水剂进行混合时容易存在失效问题，因此在应用外掺剂的过程中应当充分考虑相容性，充分保障混凝土的性能。

结语

综上所述，尽管混凝土中粉煤灰的加入会影响其早期抗压强度，但可以肯定的是只要保持高活性的粉煤灰应用，能够随着混凝土养护期龄的逐渐延长，不断提升抗压强度。结合粉煤灰的活性及反应机理，在与混凝体的混合过程中应当充分考虑粉煤灰活性，不断提升粉煤灰的应用活性，从而保障混凝土性能。

参考文献

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