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粉煤灰在生产加气混凝土中的作用分析

粉煤灰加气混凝土是一种多孔硅酸盐混凝土。它是由钙质材料与粉煤灰中的硅质和铝质成分在水热处理过程中生成的一系列水化产物、由铝粉发气所形成的气孔结构及未反应完的原料颗粒共同组成的一个统一体。四川加气板提醒这种结构由料浆浇注、静停和蒸压养护等生产工序所发生的化学反应和物理变化而形成的。

粉煤灰加气混凝土的结构分为孔间壁结构和气孔结构。加气混凝土的水化产物主要是不同结晶度的托勃莫来石、C-S-H凝胶和水化石榴子石。

在孔间壁材料中,除水化产物外,还有一些数量的未反应颗粒,水化产物为胶结料,未反应颗粒可为骨架,增加强度。

粉煤灰在生产加气混凝土制品中主要具有三个基本效应:形态效应、活性效应和微集料效应。

(一)形态效应

粉煤灰的形态效应指的是粉煤灰料由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。

在高温燃烧过程中形成的粉煤灰颗粒,大多数为玻璃微珠,是外表比较光滑的类球形颗粒,由硅铝玻璃体组成,尺寸在几微米到几十微米。由于球形颗粒表面光滑,故掺入混凝土后能起滚球润滑作用,能不增加或减少混凝土的需水量,起减水作用。四川加气板提醒粉煤灰在形貌上的另一特点是它的不均匀性,如果内含较粗的、多孔的、形状不规则的颗粒占优点,则不但丧失其物理形态效应的优良性,还会影响其他效应的发挥,起到负作用。

(二)活性效应

粉煤灰的活性主要是它的化学成分所产生的化学效应,粉煤灰应用于加气混凝土主要是利用其活性,所以这种效应可以看作是重要的基本效应。

粉煤灰的活性取决于火山灰反应能力,即粉煤灰中具有化学活性的SiO2和A12O3与Ca(0H)2反应,生成类似于水泥水化所产生的水化硅酸钙和水化铝酸钙等反应产物。这些水化物可作为胶凝材料的一部分起到增强作用。这一反应在水泥水化析出的氢氧化钙吸附到粉煤灰颗粒表面的时候开始(即二次水化反应),但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层,钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组份反应,反应产物在层内逐渐聚集,水解层被火山灰反应产物充满到某些程度时,不会使强度有较大的增长,随着水解层被反应产物充满,粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成稳固连接,从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长。

(三)微集料效应

粉煤灰的微集料效应指粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内,填充孔隙和毛细孔,改良混凝土孔结构和增大密实度的特性。粉煤灰中玻璃微珠本身强度很高,微集料效应可增加硬化料浆的结构强度。实践证明,在粉煤灰和水泥浆体界面处形成的粉煤灰凝胶的显微硬度大于水泥的显微硬度,这就说明粉煤灰对混凝土中浆体与集料间界面这个薄弱的联结部位有增强作用。

贵州加气板提醒粉煤灰微粒在水泥浆体中分散状态良好,它助于混凝土中孔隙和毛细孔的填充和细化。