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粉煤灰陶粒混凝土的特性

添加时间:2017-09-25 11:55:49 来源:www.zzdshj.com 作者:郑州德森环境

  众所周知,温度升高时水泥水化的速率会显著加快。研究表明:与20℃相比,30℃时硅酸盐水泥的水化速率要加快一倍。由于近些年来大型、超大型混凝土结构物的建造,构件断面尺寸相应增大;混凝土设计强度等级的提高,使所用水泥标号提高、单位用量增大;又由于水泥生产技术的进展,使其所含水化迅速的早强矿物硅酸三钙含量提高、粉磨细度加大,这些因素的叠加,导致混凝土硬化时产生的温升明显加剧,温峰升高。举一个典型的例子:97年北京一栋建筑物底层断面为1.6m×1.6m的柱子,模板采用9层胶合板材料,施工季节为夏季,混凝土浇筑后柱芯的温峰达到110℃。

  在达到温峰后的降温期间,混凝土产生温度收缩(也称热收缩)引起弹性拉应力;另一方面,混凝土水胶比的降低,又会使因水泥水化产生的自身收缩增大,同样产生弹性拉应力;而混凝土的水灰比(水胶比)降低,早期水化加快,混凝土的弹性模量随强度的提高而增大,进一步加剧了弹性拉应力增长;与此同时,混凝土的粘弹性,即对于弹性拉应力的松弛作用却显著地减小,这一切,都导致近些年来许多结构物在施工期间,模板刚拆除或以后不久就发现表面大量裂缝。除了凝固前的塑性裂缝以外,硬化混凝土早期出现的裂缝往往深而长(实际上不可见裂缝的长度和深度,要远比可见裂缝大得多)。为了防止可见裂缝的出现,目前常采取外包保温措施,以减小内外温差,这种做法被认为是有效措施而迅速地得到推广。但是没有注意到:由于外保温阻碍了混凝土水化热的散发,加剧了体内的温升,混凝土体温度升高,使水泥水化加速,早期强度发展更加迅速,因此也更容易出现裂缝,只是由于钢筋的约束和对应力的分散作用,使少量宽而长的可见裂缝转变为大量分散的不可见裂缝,它们将为侵蚀性介质提供通道,影响结构混凝土的耐久性。同时较大的弹性拉应力还可能引起钢筋达到屈服点而滑移,从而可能影响结构的使用功能。

  与水泥相比,粉煤灰受温度影响更为显著,即温度升高时它的水化明显加快。所以当混凝土浇注时环境温度与混凝土体温度较高时,对纯水泥混凝土来说,由于温升带来不利的影响,而对掺粉煤灰混凝土来说,则不仅温升下降,减小了混凝土因温度开裂的危险,同时由于加快火山灰反应,还提高了28天强度。举一个很有意思的例子:2003年在修建一条新铁路时,其隧道衬砌曾严重地开裂,当时要求混凝土10h强度不低于12MPa;后来修改了规定:以隔热的立方模型浇注的试件12h最高强度为6MPa;如果超过了,就要增加粉煤灰的掺量来更多地代替水泥。

  以上说明:由于混凝土技术的进展,使混凝土可以在比较低的水胶比条件下制备,这就使粉煤灰在混凝土中的作用出现显著地变化。而近些年来水泥活性增大、混凝土设计等级提高促使水泥用量增大,以及构件断面尺寸加大,在混凝土体温度上升的前提下,进一步促进了粉煤灰陶粒在混凝土中作用的发挥,以至可以说:粉煤灰在许多情况下可以起到水泥所起不到的作用,成为高性能混凝土必不可少的组分之一。


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