因供需矛盾加劇及現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不足,導(dǎo)致市場上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)粉煤灰。另外,隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的改變,找二級粉煤灰的種類趨于多樣化,現(xiàn)有研究卻相對薄弱,導(dǎo)致粉煤灰應(yīng)用于混凝土?xí)r出現(xiàn)了一定的未知性。劣質(zhì)找二級粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰摻入混凝土中,不僅不能使混凝土獲得應(yīng)有的優(yōu)良性能,甚至嚴(yán)重威脅混凝土的質(zhì)量和使用壽命。
粉煤灰作為現(xiàn)代混凝土膠結(jié)材料中不可缺少的材料之一,市場需求日益增長,導(dǎo)致大量以次充好的粉煤灰流入市場。隨著生產(chǎn)工藝的改變,粉煤灰的種類日益增多,且摻和料本身性質(zhì)也發(fā)生了一定的變化,對混凝土性能產(chǎn)生一定的影響。對于找二級粉煤灰種類的增加和性質(zhì)的變化,有關(guān)的基礎(chǔ)研究卻相對薄弱,缺乏指導(dǎo)性研究成果。(1)針對找二級粉煤灰生產(chǎn)工藝的改變及其性質(zhì)的變化,應(yīng)加快研究的步伐,推出具有指導(dǎo)性意義的研究成果(2)針對現(xiàn)有粉煤灰種類的多樣性,積極尋求新的檢測方法,制定新的技術(shù)規(guī)范及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。(3)針對粉煤灰市場的供需量,探索新的可替代材料。
燒結(jié)粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構(gòu)件、框架結(jié)構(gòu)用混凝土等,在有條件的地方應(yīng)大力發(fā)展,這項技術(shù)和產(chǎn)品在國內(nèi)外都已成熟。我國天津硅酸鹽制品廠的燒結(jié)粉煤灰陶粒,英國與荷蘭的“萊泰克”燒結(jié)粉煤灰陶粒皆屬此類。因“萊泰克”技術(shù)對所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時在造粒成球過程中不需加入任何粘結(jié)劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時,添加不超過5 %的煤粉。我國的粉煤灰極少能滿足這些要求,若經(jīng)過分選也有可能滿足。一般在生產(chǎn)時需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤土)做粘結(jié)劑。但增加一種原料,就要增加一個系統(tǒng),并相應(yīng)增加投資。目前在工藝上用燒結(jié)機焙燒比較成功。因為通過成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結(jié)機上,在整個過程中成型的顆粒不滾動隨燒結(jié)機履帶移動而經(jīng)過預(yù)熱燒成、冷卻最終燒成有相當(dāng)強度的輕骨料。現(xiàn)在用回轉(zhuǎn)窯燒成的不多,因回轉(zhuǎn)窯燒成其料粒要在轉(zhuǎn)動的窯體內(nèi)滾動,如料粒沒有足夠的粘結(jié)強度,在滾動中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過國內(nèi)一些研究者,正在探索用回轉(zhuǎn)窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。
粉煤灰作為一種十分常見的礦物摻合料,其質(zhì)量差別很大,經(jīng)常有劣質(zhì)粉煤灰混入,給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來麻煩。這里所說的劣質(zhì)粉煤灰主要包括分Ⅲ級灰和統(tǒng)灰以及假灰和不適合商品混凝土使用的粉煤灰。這些劣質(zhì)粉煤灰的主要特點是:玻璃珠體少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滯后泌水,不但不能改善混凝土和易性,反而降低混凝土的工作性能。此外,劣質(zhì)粉煤灰的使用易導(dǎo)致混凝土28d強度不足,后期強度增長低,造成混凝土工程質(zhì)量不合格。
物理激活也稱機械激活,對粉煤灰、礦渣、煤矸石等具有很好的處理效果。超細粉磨可以使粉煤灰顆粒粒徑變小,比表面積增加,有效填充于水泥硬化漿體的孔隙,起到密實增強的作用。同時,超細顆粒表面出現(xiàn)錯位、點缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化過程中超細找二級粉煤灰會與水泥初期水化生成的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),不但有助于提高水泥后期強度,而且降低體系堿度,改善耐久性。二級粉煤灰價格超細粉粒徑比水泥粒徑小很多,其密實填充效應(yīng)將水泥空隙中的水置換出來,抵消了比表面積高而增加的濕潤水部分,所以摻加超細粉會不提高而是減少水泥需水量。另超細粉顏色較深能改善水泥顏色,增強水泥和減水劑的適應(yīng)性?! ?
首先,粉煤灰“填充效應(yīng)”可以改善水泥與粉煤灰組成的二元膠凝材料體系的顆粒級配,降低降凝材料的空隙率,進而使填充在水泥顆粒間的“填充水”釋放出來,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃體,在混凝土中起到“滾珠、軸承”潤滑效應(yīng),減少顆粒間的摩擦力,進而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度損失。此外,粉煤灰對外加劑的吸附僅僅存在表面的物理吸附,優(yōu)質(zhì)粉煤灰對外加劑的吸附低于水泥,混凝土中使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰相當(dāng)于增加外加劑用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的漿體量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗離析能力,減水泌水,從而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流動性、密實性、勻質(zhì)性,便于混凝土的施工。 實踐應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),質(zhì)量優(yōu)良的粉煤灰具有一定的減水作用,當(dāng)摻量50%時,需水量減小幅度很小。粉煤灰有無減水性以及減水性的大小與其質(zhì)量有很大的關(guān)系,因此應(yīng)通過試驗確定,不宜盲目偏信。