混凝土原材料基礎(chǔ)知識(shí)系列-粉煤灰、礦粉

粉煤灰粉煤灰主要品質(zhì)指標(biāo)有：細(xì)度、燒失量、SO3含量、fCaO含量、需水量比、含水量。按上述品質(zhì)指標(biāo)將能用于混凝土和砂漿的粉煤灰分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)。GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中對(duì)粉煤灰上述品質(zhì)指標(biāo)有明確的規(guī)定。粉煤灰在水泥基材料中的作用主要有：形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)、微集料效應(yīng)。粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)主要表現(xiàn)為填充作用和潤(rùn)滑作用；粉煤灰的活性效應(yīng)是指混凝土中粉煤灰的活性成分所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)。如將粉煤灰用作膠凝組分，則這種效應(yīng)自然就是最重要的基本效應(yīng)，活性效應(yīng)的高低取決于反映的能力、速度及其反應(yīng)產(chǎn)物的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素。粉煤灰的微集料效應(yīng)是指粉煤灰微細(xì)顆粒均勻分布于水泥漿體的基相之中，就像微細(xì)的集料一樣。在水泥漿體中摻加礦物質(zhì)粉料，可取代部分水泥熟料，混凝土的硬化過(guò)程及其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的形成，不僅取決于水泥，而且還取決于微集料。

（1）粉煤灰細(xì)度粉煤灰的細(xì)度對(duì)混凝土的性能有著重要的影響，這種影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是影響粉煤灰的活性，粉煤灰越細(xì)，火山灰反應(yīng)能力越強(qiáng)；二是影響需水性，一般來(lái)說(shuō)原狀粉煤灰越粗，需水性越大。在混凝土中，用水量是影響其結(jié)構(gòu)和性能的最敏感因素，通過(guò)機(jī)械粉磨，可以提高粉煤灰的細(xì)度，但通常不能夠降低粉煤灰的需水量。（2）粉煤灰燒失量粉煤灰中未燃盡的碳粉都可以按燒失量來(lái)估量。碳粒是對(duì)混凝土有害的物質(zhì)，它能使混凝土的用水量增加，粉煤灰中的含碳量越高，它的需水量也就越多。隨著含碳量的變化，粉煤灰的顏色可以從乳白色變到黑色，高鈣粉煤灰往往呈淺黃色，含鐵量較高的粉煤灰也有可能呈現(xiàn)出較深的顏色。原狀粉煤灰通常顏色較淺，機(jī)械粉磨作用將這些顆粒打破，使得一些未燃燒的炭露出來(lái)，因此，磨細(xì)粉煤灰常常呈現(xiàn)出較黑的顏色。（3）粉煤灰fCaO含量在低鈣粉煤灰中CaO絕大部分結(jié)合在玻璃體中，在高鈣粉煤灰中，

除大部分被結(jié)合外，還有一部分是游離的?！八罒睜顟B(tài)的游離CaO具有利于激發(fā)活性和不利于安定性的雙重作用，因此必須重視高鈣粉煤灰的安定性問(wèn)題。（4）粉煤灰SO3含量SO3過(guò)高會(huì)產(chǎn)生破壞性的鈣礬石，我國(guó)規(guī)范規(guī)定為粉煤灰中SO3含量必須不大于3%

。粉煤灰的堿含量較高，也會(huì)導(dǎo)致硬化水泥石產(chǎn)生較大的干縮變形，這對(duì)混凝土的抗裂性能也是不利的。另外，使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，其摻量越大，減水效果越顯著。反之，使用劣質(zhì)粉煤灰，其摻量越大，混凝土的用水量增加也越多。粉煤灰與氫氧化鈣結(jié)合，會(huì)使混凝土堿度有所降低這些都是粉煤灰化學(xué)穩(wěn)定行為帶來(lái)的副作用。磨細(xì)礦粉磨細(xì)礦粉主要品質(zhì)指標(biāo)：活性指數(shù)、細(xì)度與比表面積、流動(dòng)度比。細(xì)度與比表面積：在礦物成分不變的情況下，細(xì)度越細(xì)，其活性越好。

磨細(xì)礦粉的活性：磨細(xì)礦粉的活性與化學(xué)組成有一定的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，堿性系數(shù)越大，活性系數(shù)越大，礦粉活性越好?；钚韵禂?shù)是指磨細(xì)礦粉中氧化鋁含量（%）與二氧化硅含量（%）之比，即：活性系數(shù)=Al2O3/SiO2堿性系數(shù)是指磨細(xì)礦粉中堿性氧化物含量（%）與酸性氧化物含量（%）之比，即：堿性系數(shù)K=（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）堿性系數(shù)和活性系數(shù)僅僅是從化學(xué)組成上反映了礦粉的活性，但礦粉的活性不僅取決于化學(xué)組成，還與冷卻速度、粉磨細(xì)度有著密切的關(guān)系。

流動(dòng)度比反映的是礦粉的需水量問(wèn)題。磨細(xì)礦粉不具有減水的功能，當(dāng)比表面積較大或顆粒級(jí)配不合理時(shí)，還有可能使需水量增加。隨著磨細(xì)礦粉等級(jí)的提高，對(duì)活性指數(shù)的要求也提高，但對(duì)流動(dòng)度比的要求則是降低的。采用等級(jí)較高的磨細(xì)礦粉時(shí)，混凝土的用水量可能要加大。磨細(xì)礦粉和粉煤灰的比較磨細(xì)礦粉的保水性能遠(yuǎn)不及優(yōu)質(zhì)的粉煤灰，摻入一些級(jí)配不好的磨細(xì)礦粉常常出現(xiàn)較嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象，這是磨細(xì)礦粉的負(fù)面作用。磨細(xì)礦