第一篇：轉(zhuǎn)載脫硫粉煤灰制備混凝土摻合料及其作用機(jī)理的研究摘要

轉(zhuǎn)載脫硫粉煤灰制備混凝土摻合料及其作用機(jī)理的研究摘要所屬專業(yè):物理化

學(xué)

脫硫粉煤灰是安裝有脫硫裝置的燃煤電廠用電收塵方法收集而得到的固體廢棄物,它是一種火山灰質(zhì)材料,自身不具有或僅具有微弱的膠凝性.本論文用脫硫粉煤灰制備混凝土摻合料,并研究其作用機(jī)理,主要可以分為以下三部分.第一部分通過一定的物理和化學(xué)方法對脫硫粉煤灰的性質(zhì)進(jìn)行了分析和評價,試驗(yàn)表明脫硫粉煤灰在細(xì)度、粒徑分布、比表面積、含水率等物理性能方面都和普通粉煤灰相近,而用X-熒光進(jìn)行化學(xué)成分分析表明脫硫粉煤灰中的SiO<,2>和Al<,2>O<,3>的總含量比普通粉煤灰要高,其它組分的含量和普通粉煤灰相近.第二部分主要通過單獨(dú)摻加和復(fù)合摻加的方法進(jìn)行了水泥膠砂和水泥混凝土試驗(yàn),并測試了其力學(xué)性能,試驗(yàn)表明,單摻脫硫粉煤灰制作水泥膠砂和水泥混凝土?xí)r,膠砂和混凝土的強(qiáng)度隨著脫硫粉煤灰摻量的增加而下降;當(dāng)復(fù)合摻加制作水泥膠砂和水泥混凝土?xí)r,則體現(xiàn)了較好的復(fù)合效應(yīng);另外通過對摻復(fù)合摻合料的混凝土在鎂鹽和硫酸鈉溶液中浸泡后測試其強(qiáng)度并觀察微觀形貌后表明.第三部分對部分水泥膠砂和水泥混凝土的微觀結(jié)構(gòu)極及其發(fā)展過程進(jìn)行了分析探討,通過SEM觀察發(fā)現(xiàn),摻脫硫粉煤灰的水泥膠砂其主要水化產(chǎn)物為C-S-H和C-H;摻復(fù)合摻合料的混凝土的主要水化產(chǎn)物為C-S-H和C-H,還有少量鈣礬石;本論文還采用XRD和DTA對摻復(fù)合摻合料的混凝土進(jìn)行了物相分析,探討了脫硫粉煤灰對水泥混凝土性能的改善作用,并分析了復(fù)合摻合料的復(fù)合效應(yīng).另外為了找到最佳的試驗(yàn)配方和試驗(yàn)條件,本文還采用線性回歸的方法和支持向量機(jī)的方法分別對脫硫粉煤灰膠砂和脫硫粉煤灰混凝土的28天力學(xué)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析,最后得到較為合理的試驗(yàn)配方和礦物之間的復(fù)合方式,簡化了人為分析的繁瑣,并對以后的試驗(yàn)方案的設(shè)計有一定指導(dǎo)意義.本論文的單摻和復(fù)合摻加脫硫粉煤灰的水泥膠砂和水泥混凝土試驗(yàn),在技術(shù)上有創(chuàng)新性,同時為以后脫硫粉煤灰高附加值的綜合利用提供了很好的技術(shù)參數(shù),具有應(yīng)用價值;另外本論文的研究為燃煤電廠的脫硫粉煤灰找到了很好的出路,具有很高的社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益.關(guān)鍵字:脫硫粉煤灰,活性激發(fā),品質(zhì),微觀分析,支持向量機(jī)

第二篇：大摻量粉煤灰混凝土的作用及其機(jī)理分析

大摻量粉煤灰混凝土的作用及其機(jī)理分析

2010-4-8 15:8

1.粉煤灰的主要作用

粉煤灰在混凝土中的主要作用表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質(zhì)量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實(shí)，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。

（2）對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當(dāng)混凝土水膠比較低時，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。

（3）粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng)，不僅生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物（與水泥中硅酸鹽的水化產(chǎn)物相同），而且加強(qiáng)了薄弱的過渡區(qū)，對改善混凝土的各項(xiàng)性能有顯著作用。

（4）粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。

（5）粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一種呈玻璃態(tài)實(shí)心或空心的球狀微顆粒，比水泥粒子小得多，比表面積極大，表面光滑致密，其成分主要是活性氧化硅或氧化鋁。摻入混凝土中的粉煤灰主要產(chǎn)生以下幾方面影響：

1.活性效應(yīng)：在常溫下，由于粉煤灰的水化反應(yīng)比水泥慢，被粉煤灰取代的那部分水泥的早期強(qiáng)度得不到補(bǔ)償，所以混凝土早期強(qiáng)度隨粉煤灰摻量的增加而降低。隨著時間的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3與水泥水化生成的Ca（OH）2發(fā)生反應(yīng)，生成大量水化硅酸凝膠。粉煤灰外部的一些水化產(chǎn)物在成長過程中也會象樹根一樣伸入顆粒空隙中，填充空隙，破壞界面區(qū)Ca（OH）2的擇優(yōu)取向排列，大大改善了界面區(qū)，促進(jìn)了混凝土后期強(qiáng)度的增長。

2.微集料密實(shí)填充及顆粒形態(tài)效應(yīng)：均勻分散在混凝土中的粉煤灰顆粒不會大量吸水，不但起著滾珠作用，而且與水泥粒子組成了合理的微級配，減少填充水?dāng)?shù)量，影響系統(tǒng)的堆積狀態(tài)，提高堆積密度，具有減水作用，使新拌混凝土工作性優(yōu)良，硬化混凝土微結(jié)構(gòu)更加均勻密實(shí)。而且，不會發(fā)生泌水離析現(xiàn)象，可施工性和抹面性好，抗?jié)B性、抗凍性好。

3.交互作用：水泥、粉煤灰、外加劑等不同粉料間會產(chǎn)生物理、化學(xué)的交互作用。例如，水泥水化生成的Ca（OH）2是粉煤灰的活性激發(fā)劑，而被激發(fā)了的粉煤灰一旦水解，降低液相堿度，又會進(jìn)一步促進(jìn)未水化水泥水化。又如混凝土坍落度經(jīng)時損失的原因之一是隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，高效減水劑的濃度降低，通過SEM觀察，發(fā)現(xiàn)超細(xì)粉末的粉煤灰顆粒存在大量比表面積相當(dāng)大的微珠以及一定量的多孔海綿狀的不規(guī)則小塊，可吸附外加劑，是外加劑的理想載體由于粉煤灰水化反應(yīng)緩慢，吸附在其上的高效減水劑在短時間內(nèi)不會起作用，之后才隨粉煤灰的水化得以逐漸釋放，因此新拌粉煤灰混凝土的坍落度經(jīng)時損失小。另外，目前生產(chǎn)的水泥含堿量不斷提高，粉煤灰的使用大大節(jié)約水泥熟料，抑制堿——骨料反

應(yīng)；水泥中C3A含量少，水化產(chǎn)生的熱量少，減少了混凝土構(gòu)件由于內(nèi)外溫差過大而引起其表面開裂的危險；粉煤灰水化消耗大量Ca（OH）2，混凝土不耐蝕成分減少，因而耐化學(xué)侵蝕性比普通混凝土強(qiáng)得多。同時徐變、干縮等變形性能也優(yōu)于普通混凝土綜上所述，大摻量粉煤灰高性能混凝土具有令人滿意的工作性、耐久性，力學(xué)性能也能達(dá)到設(shè)計要求，盡管早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度高，強(qiáng)度儲備大。用高質(zhì)量的粉煤灰取代部分水泥可大大改善新拌混凝土的工作性，因?yàn)椋?/p>

（1）粉煤灰是由大小不等的球狀顆粒的玻璃體組成，表面光滑致密，在混凝土拌合物中能起滾珠作用；

（2）新拌混凝土中水泥顆粒易聚集成團(tuán)，粉煤灰的摻入可有效分散水泥顆粒，釋放更多的漿體來潤滑骨料；

（3）能減少用水量，使混凝土的水灰比降到更小水平，減少泌水和離析現(xiàn)象；

（4）具有良好的保水性，有利于泵送施工良好的工作性可大大改善混凝土的外觀質(zhì)量，同時也是混凝土內(nèi)在質(zhì)量的保證大摻量粉煤灰混凝土的良好的工作性能，對于解決目前混凝土存在的許多問題有很重要的作用。通過對粉煤灰摻量不同的新拌高性能混凝土進(jìn)行坍落度試驗(yàn)表明，摻加粉煤灰對混凝土工作性的改善十分明顯，各摻量粉煤灰混凝土的坍落度均大于基準(zhǔn)混凝上。取代率大于40%以后，隨著摻量的提高，由于粉煤灰的密度比水泥小，膠凝材料體積增大，需水量會有所上升，但即使粉煤灰摻量高達(dá)70%，混凝土坍落度仍大于基準(zhǔn)混凝土。同時，在實(shí)踐中可看到粉煤灰高性能混凝土的粘聚性·保水性好，無離析泌水現(xiàn)象。

2.粉煤灰在混凝土中的機(jī)理分析

（1）粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)粉煤灰的主要礦物組成是海綿狀玻璃體，鋁硅酸鹽玻璃微珠，這些球狀玻璃體表面光滑、粒度細(xì)，質(zhì)地致密，內(nèi)比表面積小，不僅使水泥漿需水量小，而且它們往往填充水泥漿體孔隙中，使混凝土密實(shí)性大大提高，或者在相同用水量的情況下，可增大流動性，改善和易性和可泵性。

（2）粉煤灰的微集料效應(yīng)粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，阻止了水泥顆粒的相互粘聚，而處于分散狀態(tài)有利于水化反應(yīng)的進(jìn)行，同時減少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密實(shí)度得以提高。

（3）粉煤灰的活性效應(yīng)粉煤灰的活性效應(yīng)也稱火山灰效應(yīng)，粉煤灰中的活性成份SiO2和AI2O3與水泥和石灰的水化產(chǎn)物在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，繼而與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。上述這些反應(yīng)幾乎都是在水泥漿孔隙中進(jìn)行的，大大降低了混凝土內(nèi)部的孔隙率，改變了孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的密實(shí)度。

長期以來，國內(nèi)外的混凝土中常摻有一定量粉煤灰，但作為水泥的替代材料，絕大多數(shù)情況下是以如下三種方式應(yīng)用的：在旱期強(qiáng)度要求很低，長期強(qiáng)度大約在2535MPa的大體積混凝土中，大摻量的替代水泥使用；在結(jié)構(gòu)混凝土里較少量的替代水泥（10%～25%）；在強(qiáng)度要求很低的回填或道路基層里大量使用。由于高效減水劑的應(yīng)用，使混凝土的水膠比

可以大幅度降低，從而使摻用粉煤灰的性能能夠大幅度的提高。

大摻量粉煤灰混凝土作為一種新型材料，具有自身獨(dú)特的優(yōu)越性，但是目前應(yīng)用范圍不大，這與人們的傳統(tǒng)觀念及技術(shù)上的差距有關(guān)。隨著該項(xiàng)技術(shù)不斷完善，大摻量粉煤灰混凝土一定會在各項(xiàng)建設(shè)中大顯身手人類要尋求與自然和諧，大摻量粉煤灰混凝上必將以其優(yōu)良的性能在保護(hù)環(huán)境、協(xié)調(diào)人類與自然的關(guān)系等方面起到積極的作用，擁有廣闊的應(yīng)用前景。