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摘 要:随着路面砖的需求量逐年上升,生产企业面临着如何提高质量,降低成本,对传统的生产工艺进行技术创新,以提高产品在市场上的竞争力。现在路面砖普遍存在强度低,成本高,抗冻融性能较差,易泛碱等特点,造成这种情况的原因主要是由路面砖的生产工艺及特殊的气候条件决定的。通过理论研究并结合生产实际,我们发现在路面砖中掺加粉煤灰和适当的添加剂,可提高产品质量,降低生产成本,改善产品性能,从而提高现有厂家的经济效益。
关键词:粉煤灰 强度 泛碱 抗冻 影响
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0075-01
近年来,许多城市的人行道、停车场、绿化带、广场及住宅小区道路都铺设了各种形式的彩色路面砖,路面砖的色彩鲜艳,形式多样,成为城市建设中亮丽的风景线,特别是近两年来,对路面砖的需求量逐年上升,生产企业面临着如何提高质量,降低成本,对传统的生产工艺进行技术创新．以提高产品在市场上的竞争力。现在路面砖普遍存在强度低,成本高,抗冻融性能较差,易泛碱等特点,造成这种情况的原因主要是由路面砖的生产工艺及特殊的气候条件决定的。通过理论研究并结合生产实际,我们发现在路面砖中掺加粉煤灰和适当的添加剂,可提高产品质量,降低生产成本,改善产品性能,从而提高现有厂家的经济效益。
粉煤灰掺入混凝土后,不仅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保护环境,而且可以与水泥互补长短,均衡和谐,改善混凝土的一系列性能。
1 粉煤灰的掺加对强度的影响
粉煤灰可提高混凝土的后期强度,大量试验资料表明,在混凝土中掺入粉煤灰后,随着粉煤灰的掺量的增加,早期强度(14天以前)逐渐降低,而后期强度则在逐渐增加。
粉煤灰对混凝土后期的强度提高可用粉煤灰效应来解释。
粉煤灰由于其本身的化学成分,结构和颗粒形状等特征,在混凝土中产生三种效应[1]。
1.1 粉煤灰的活性效应。
粉煤灰混凝土在常温下,由于粉煤灰的水化反应比水泥慢,被取代的部分水泥的早期强度得不到及时补偿,所以粉煤灰混凝土的早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。随着时间的推移,粉煤灰中的活性成分SiO2和水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应,生成具有胶凝性的水化产物,降低了混凝土中的液相碱度,进一步促进了水泥的水化,因此混凝土的后期强度增长较快,另外粉煤灰中以酸性氧化物为主要成分的玻璃相在潮湿环境中可与水泥水化生成的Ca(OH)2发生发应,生成水化硅酸钙凝胶C-S-H,对硬化的水泥浆体起增强作用,也能促进混凝土后期强度的增长。
1.2 粉煤灰颗粒形态效应
优质的粉煤灰中的玻璃球形颗粒粒形完整,表面光滑,粒度较细,质地致密,多孔颗粒较少,因此在搅拌过程中不会大量吸水,在以后的养护过程中,水会慢慢的进入粉煤灰颗粒表面的空隙中,因而使得颗粒的界面强度大大提高,又进一步促进了混凝土后期强度的增长。
1.3 粉煤灰的微集料效应
粉煤灰的颗粒越细,颗粒越多,表面积越大,粉煤灰的活性成分越高,且随着颗粒细度的增加,其密度增加,使混凝土的密实度增加,所以,粉煤灰越细,活性越高,越能促进混凝土的后期强度增长。
此外养护条件和早期升温对混凝土的强度也有很大的影响。
2 粉煤灰的掺加对泛碱的影响
泛碱在大部分情况下是由于多孔建筑材料中的水溶性离子随孔隙水迁移到表面引起的。当传输媒质蒸发时,溶解在水中的离子沉淀后就会在材料表面形成盐的堆积物。
(1)泛碱的形成与环境有关,很难完全消除。大部分厂家在一些产品上的处理方法是酸洗,但只能暂时解决问题,泛碱在经过一段时间后常常再次出现。尽管大家对泛碱的主要担心来自于装饰表面的美观性,但其它类型的砂浆如墙体砌体或自流平垫层砂浆也会出现同样的问题,因为形成CaCO3薄壳即碳化的原理[2]是一样的。如果碳化反应发生在最初阶段,就会影响到硬化砂浆的表面性能以及最終的划伤硬度或粘结性能。
(2)泛碱的典型形成机理。
当盐分溶解在孔隙水中并迁移到砂浆表面沉淀下来时,就会出现泛碱现象。砂浆中的孔隙一定不会完全被水充满,即使附着在孔壁上的水膜层较薄也足以使水泥的水化产物氢氧化钙溶解于附着在孔壁上的水膜层中形成Ca2+和OH－。大气中的CO2气体扩散到孔隙中,并溶解在上述同一水膜层中,部分形成碳酸(H2CO3)。随后发生的碳化即氢氧化钙和碳酸之间的中和反应形成了几乎不溶解于水的CaCO3。
施工数天或数周后在砂浆的凝结和硬化过程中发生,原因或者是由于砂浆中多余水分向外面的迁移或者是由于苛刻的气候条件(低温、高湿)引起了如上所述的碳化反应,加入粉煤灰后,由于粉煤灰本身的化学成分,玻璃相与Ca(OH)2反应,减少钙离子的析出,以及结构和形态特征,增加了混凝土的致密性和均质性,堵塞了混凝土的毛细组织,有效抑制了粉煤灰的泛碱现象。
3 粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响
建厂以来这几年对粉煤灰不同掺量对混凝土抗冻性能的影响进行了研究.通过试验论证了在固定新搅拌混凝土密实度的情况下,粉煤灰小于20%的掺量对混凝土抗冻性能的影响很小,粉煤灰掺入对混凝土的抗冻性能不利.与不掺入粉煤灰相比较,随着掺量的增加,混凝土抗氯离子渗透系数降低,混凝土抗冻性能下降.
纵观我国粉煤灰混凝土新技术发展历程,其特点是研究较早,开发较迟,近年来急起直追,有些技术已经跟上了国际先进技术的步伐。展望未来,为了节约水泥,提高混凝土质量,以及扩大产品在城市建设中的应用,混凝土新技术的推广势在必行,只要今后坚持不懈,在全国范围内推广混凝土新技术的前景,将会越来越光明。
参考文献
[1] 吕梁.粉煤灰免烧免蒸砖生产技术[J].粉煤灰综合利用，1995(2).
[2] 何劲波,等.新型砖生产与应用[M].金属出版社.
[3] 粉煤灰综合利用.
[4] 用于水泥和混凝土中的粉煤灰.
关键词:粉煤灰 强度 泛碱 抗冻 影响
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0075-01
近年来,许多城市的人行道、停车场、绿化带、广场及住宅小区道路都铺设了各种形式的彩色路面砖,路面砖的色彩鲜艳,形式多样,成为城市建设中亮丽的风景线,特别是近两年来,对路面砖的需求量逐年上升,生产企业面临着如何提高质量,降低成本,对传统的生产工艺进行技术创新．以提高产品在市场上的竞争力。现在路面砖普遍存在强度低,成本高,抗冻融性能较差,易泛碱等特点,造成这种情况的原因主要是由路面砖的生产工艺及特殊的气候条件决定的。通过理论研究并结合生产实际,我们发现在路面砖中掺加粉煤灰和适当的添加剂,可提高产品质量,降低生产成本,改善产品性能,从而提高现有厂家的经济效益。
粉煤灰掺入混凝土后,不仅可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,保护环境,而且可以与水泥互补长短,均衡和谐,改善混凝土的一系列性能。
1 粉煤灰的掺加对强度的影响
粉煤灰可提高混凝土的后期强度,大量试验资料表明,在混凝土中掺入粉煤灰后,随着粉煤灰的掺量的增加,早期强度(14天以前)逐渐降低,而后期强度则在逐渐增加。
粉煤灰对混凝土后期的强度提高可用粉煤灰效应来解释。
粉煤灰由于其本身的化学成分,结构和颗粒形状等特征,在混凝土中产生三种效应[1]。
1.1 粉煤灰的活性效应。
粉煤灰混凝土在常温下,由于粉煤灰的水化反应比水泥慢,被取代的部分水泥的早期强度得不到及时补偿,所以粉煤灰混凝土的早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。随着时间的推移,粉煤灰中的活性成分SiO2和水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应,生成具有胶凝性的水化产物,降低了混凝土中的液相碱度,进一步促进了水泥的水化,因此混凝土的后期强度增长较快,另外粉煤灰中以酸性氧化物为主要成分的玻璃相在潮湿环境中可与水泥水化生成的Ca(OH)2发生发应,生成水化硅酸钙凝胶C-S-H,对硬化的水泥浆体起增强作用,也能促进混凝土后期强度的增长。
1.2 粉煤灰颗粒形态效应
优质的粉煤灰中的玻璃球形颗粒粒形完整,表面光滑,粒度较细,质地致密,多孔颗粒较少,因此在搅拌过程中不会大量吸水,在以后的养护过程中,水会慢慢的进入粉煤灰颗粒表面的空隙中,因而使得颗粒的界面强度大大提高,又进一步促进了混凝土后期强度的增长。
1.3 粉煤灰的微集料效应
粉煤灰的颗粒越细,颗粒越多,表面积越大,粉煤灰的活性成分越高,且随着颗粒细度的增加,其密度增加,使混凝土的密实度增加,所以,粉煤灰越细,活性越高,越能促进混凝土的后期强度增长。
此外养护条件和早期升温对混凝土的强度也有很大的影响。
2 粉煤灰的掺加对泛碱的影响
泛碱在大部分情况下是由于多孔建筑材料中的水溶性离子随孔隙水迁移到表面引起的。当传输媒质蒸发时,溶解在水中的离子沉淀后就会在材料表面形成盐的堆积物。
(1)泛碱的形成与环境有关,很难完全消除。大部分厂家在一些产品上的处理方法是酸洗,但只能暂时解决问题,泛碱在经过一段时间后常常再次出现。尽管大家对泛碱的主要担心来自于装饰表面的美观性,但其它类型的砂浆如墙体砌体或自流平垫层砂浆也会出现同样的问题,因为形成CaCO3薄壳即碳化的原理[2]是一样的。如果碳化反应发生在最初阶段,就会影响到硬化砂浆的表面性能以及最終的划伤硬度或粘结性能。
(2)泛碱的典型形成机理。
当盐分溶解在孔隙水中并迁移到砂浆表面沉淀下来时,就会出现泛碱现象。砂浆中的孔隙一定不会完全被水充满,即使附着在孔壁上的水膜层较薄也足以使水泥的水化产物氢氧化钙溶解于附着在孔壁上的水膜层中形成Ca2+和OH－。大气中的CO2气体扩散到孔隙中,并溶解在上述同一水膜层中,部分形成碳酸(H2CO3)。随后发生的碳化即氢氧化钙和碳酸之间的中和反应形成了几乎不溶解于水的CaCO3。
施工数天或数周后在砂浆的凝结和硬化过程中发生,原因或者是由于砂浆中多余水分向外面的迁移或者是由于苛刻的气候条件(低温、高湿)引起了如上所述的碳化反应,加入粉煤灰后,由于粉煤灰本身的化学成分,玻璃相与Ca(OH)2反应,减少钙离子的析出,以及结构和形态特征,增加了混凝土的致密性和均质性,堵塞了混凝土的毛细组织,有效抑制了粉煤灰的泛碱现象。
3 粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响
建厂以来这几年对粉煤灰不同掺量对混凝土抗冻性能的影响进行了研究.通过试验论证了在固定新搅拌混凝土密实度的情况下,粉煤灰小于20%的掺量对混凝土抗冻性能的影响很小,粉煤灰掺入对混凝土的抗冻性能不利.与不掺入粉煤灰相比较,随着掺量的增加,混凝土抗氯离子渗透系数降低,混凝土抗冻性能下降.
纵观我国粉煤灰混凝土新技术发展历程,其特点是研究较早,开发较迟,近年来急起直追,有些技术已经跟上了国际先进技术的步伐。展望未来,为了节约水泥,提高混凝土质量,以及扩大产品在城市建设中的应用,混凝土新技术的推广势在必行,只要今后坚持不懈,在全国范围内推广混凝土新技术的前景,将会越来越光明。
参考文献
[1] 吕梁.粉煤灰免烧免蒸砖生产技术[J].粉煤灰综合利用，1995(2).
[2] 何劲波,等.新型砖生产与应用[M].金属出版社.
[3] 粉煤灰综合利用.
[4] 用于水泥和混凝土中的粉煤灰.