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温度对大掺量粉煤灰混凝土强度影响的机理分析

日期:2015-1-26 14:11:32 来源:转载 浏览数:
 
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在粉煤灰混凝土的水化反应过程中,粉煤灰细小的球形颗粒可以使它有效堆积并填充在硬化混凝土的不规则的骨料之中,使混凝土更加的密实,这对提高粉煤灰混凝土的早期强度是有利的。R.K.Dhir[12,13]认为,粉煤灰对于混凝土早期强度的贡献来自于它们的分散作用,浆体中的水泥颗粒被粉煤灰细小的颗粒所分散,在水化反应过程中,其迅速生成的水化产物不会受到阻碍,且在相同的温度下,对于粉煤灰混凝土而言,其胶凝材料的空隙要比普通的混凝土的大,当温度升高时,粉煤灰的火山灰反应会产生大量的结晶,来填充混凝土的骨料空隙,从而使混凝土的内部结构不断密实,提高粉煤灰的早期强度。

在标准养护条件下,对粉煤灰混凝土而言,粉煤灰中只有少量的SiO2、Al2O3成为活性物质,而且它们发挥活性的时间也比较迟,因此在与水泥水化产物Ca(OH)2反应时,生成C-S-H胶凝体的量也比较少,从而造成粉煤灰混凝土的早期强度比较低,难以满足施工时的要求,这种影响随着粉煤灰掺量的增大而愈加明显。当采用高温养护时,情况就不一样了,粉煤灰的化学活性在早期就可以发挥出来,在水泥-粉煤灰复合胶凝材料中,粉煤灰的火山灰反应速率会随温度的升高而提高,也即高温养护条件不仅可以提高水泥的水化速率,也同时显著提高了粉煤灰的早期活性。粉煤灰在水泥水化产物和高温养护条件双重作用下,其玻璃体网络结构更容易被破坏,它的[SiO4]-4-四面体聚合体解聚成单聚体和双聚体,从而使粉煤灰水泥浆体中的单体含量和低聚物含量提高,致使粉煤灰中的大部分SiO2、Al2O3成为活性物质,活性作用发挥的时间也大大提前,同时水泥中C2S\C3S等的水化产物在高温条件下也逐渐由凝胶体长大为微晶体、晶体,使混凝土内部结构更加密实,从而都使粉煤灰混凝土的早期强度得到提高。

除此之外,随水化时间的增加,粉煤灰中的活性组分大量吸收水泥水化生成的氢氧化钙,使水化胶凝体系中的Ca(OH)2浓度下降,这有利于加速C3S、C3A的继续水化,从某种意义上讲,粉煤灰本身就可作C3S、C3A的促进剂。这种影响随龄期的增加而愈加明显。因此,粉煤灰混凝土通过高温养护后其强度可以得到大幅度的提高。
 

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