礦渣微粉在混凝土碳化性能和鋼筋銹蝕中的作用分析

混凝土的碳化是導(dǎo)致其鋼筋銹蝕的一個主要原因。礦渣微粉混凝土的水泥熟料含量低于普通混凝土，水泥水化生成的游離氫氧化鈣又與礦渣作用，總的含堿量減少是提高混凝土抗碳化速率的不利因素。

礦渣微粉煤灰混凝土的基本性能及其應(yīng)用

按有關(guān)資料報道，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的歐洲國家以及南非、新加坡、馬來西亞、日本等國，對于將礦渣微粉摻入混凝土和水泥，并應(yīng)用于各類工程中，取得了很大進(jìn)展。

礦渣微粉煤灰混凝土的工程應(yīng)用

該鋼管拱頂升工程于1999年12月12日采用微膨脹頂升泵送混凝土C55進(jìn)行現(xiàn)場施工，實際施工方量共頂升507m3混凝土。

粉煤灰與水工混凝土

但總的說來，水工混凝土建筑物的特點(diǎn)是體積大，除少數(shù)部位外，大多數(shù)部位的混凝土設(shè)計強(qiáng)度要求不高，例如，三峽大壩基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土的設(shè)計標(biāo)號僅為C9015。

粉煤灰與水泥水化熱和混凝土的絕熱溫升

粉煤灰也有水化熱，顯然，不同品質(zhì)（尤其是氧化鈣含量不同）的粉煤灰的水化熱是不相同的，低鈣灰的水化熱比低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥的水化熱低得多，所以用粉煤灰等量取代部分水泥，膠凝材料的水化熱就會降低，但降低的幅度不完全與粉煤灰的摻量成比例。

粉煤灰與混凝土的堿DD集料反應(yīng)

堿DD集料反應(yīng)是可以預(yù)防的，防止發(fā)生堿DD集料反應(yīng)的辦法首先當(dāng)然是盡量使用堿含量低的水泥和不含或少含堿活性物質(zhì)的集料，但也可以使用對堿DD集料反應(yīng)有抑制作用的摻合料來抑制反應(yīng)。

粉煤灰中堿含量的控制

當(dāng)粉煤灰堿含量的測定值為1.5%時，有效堿實際上只有0.3%，而我國的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中熱硅酸鹽水泥的堿含量不大于0.6%;低熱礦渣硅酸鹽水泥的堿含量不大于1.0%(都算有效堿），就是說，在“水工規(guī)范中，對粉煤灰堿含量的控制比對水泥的要求嚴(yán)格得多。

粉煤灰含量較高的GHPC的特征和發(fā)展前景

發(fā)展GHPC是當(dāng)前較有效的途徑。用大量工業(yè)廢渣作為活性細(xì)摻料代替大量熟料，較多可達(dá)60%～80%，在GHPC中不是熟料水泥而是磨細(xì)水淬礦渣和分級優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰等，或它們的復(fù)合物，成為膠凝材料的主要組分。

粉煤灰商品建筑砂漿技術(shù)性能研究

由于商品砂漿原材料中水泥、稠化粉、粉煤灰和砂均為固體，緩凝劑和水為液體，取消了含水率經(jīng)常波動難以實現(xiàn)質(zhì)量計量的傳統(tǒng)保水材料一石裔。

粉煤灰商品砂漿

現(xiàn)場拌制砂漿的主要問題是砌筑砂漿強(qiáng)度波動大，抹灰層開裂、滲漏現(xiàn)象屢見不鮮，影響整個工程質(zhì)量。目前，上海市工程建設(shè)都使用商品混凝土，施工現(xiàn)場文明施工、標(biāo)準(zhǔn)化管理要求嚴(yán)格。

粉煤灰在不同品種水泥的非常大允許摻量

氫氧化鈣主要由熟料中的C3S等礦物水化生成，在水泥中摻入粉煤灰，一方面使膠凝材料中熟料含量相應(yīng)減少，另一方面粉煤灰水化反應(yīng)要消耗氫氧化鈣，隨著粉煤灰摻量增大，膠凝材料中熟料的含量就相應(yīng)降低，從而也減少了水化生成氫氧化鈣的數(shù)量。

粉煤灰在水工混凝土中的非常大摻量

因此，在低熱礦澄桂酸鹽水泥中摻45%粉煤灰和在礦渣桂酸鹽水泥中摻45%粉煤灰，效果不一定相同；在桂酸鹽水泥中摻65%粉煤灰邳在礦渣水泥中摻45%粉煤灰，效果也不一定相同，就不奇怪了。

粉煤灰在混凝土中的作用

為了了解粉煤灰的火山灰活性，進(jìn)行了混凝土中膠凝材料水化后的掃描電鏡觀察。粉煤灰在7d時，其微珠表面已有水化產(chǎn)物絮狀物生成；28d后微珠表面已形成致密的水化產(chǎn)物，且其周圍水泥的水化產(chǎn)物也基本是致密的凝膠狀物質(zhì)。

粉煤灰復(fù)合保溫砂漿

實踐證明，該保溫砂漿，導(dǎo)熱系數(shù)低，后期強(qiáng)度增長、收縮值低，用于內(nèi)外墻抹灰，提高墻體的保溫性能，取代以前單憑增加墻體厚度達(dá)到保溫目的，因此，既增加室內(nèi)的有效使用面積，又取得保溫節(jié)能和降低工程造價等效果。

粉煤灰干粉砂漿配合比試驗

由于粉煤灰具有火山灰效應(yīng)，粉煤灰砂漿在等水泥用量條件下，其強(qiáng)度有一定的提高。同樣，由于粉煤灰的膠凝性顯著低于水泥，表現(xiàn)為粉煤灰等體積取代水泥，砂漿強(qiáng)度隨其取代比例增大而下降。通過調(diào)整粉煤灰與水泥比例，可配制不同強(qiáng)度等級的砂漿。

粉煤灰灌漿回填“建筑間隙”

隧道襯砌與地層之間形成一個30cm的環(huán)形建筑間隙，需要及時進(jìn)行填充。過去多用水泥凈漿或水泥砂漿等填充材料，不僅耗用大量水泥，增大建筑費(fèi)用，而且由于水泥凝結(jié)硬化較快，常會造成盾構(gòu)尾部的密封裝置一盾尾被壓漿材料咬住而破壞，使盾構(gòu)尾部漏水、漏泥，影響工程質(zhì)量和進(jìn)度。

粉煤灰灌漿回填礦井

此外，美國用粉煤灰作礦井回灌工程已有20多年歷史。一般每10〜15m設(shè)一灌漿孔,將純粉煤灰灌入，回填后強(qiáng)度可達(dá)0.7t/m2，20a未發(fā)現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。礦井回灌用粉煤灰量很大，1985年一年即用去粉煤灰渣102萬t。

粉煤灰灌漿材料

水泥用少，灌漿材料又會嚴(yán)重泌水離析，施工質(zhì)量難以保證。使用粉煤灰作為灌漿材料，不僅能彌補(bǔ)水泥灌漿材料的上述不足，還由于粉煤灰同水泥的化學(xué)作用，減少水泥水化析出的Ca(0H)2，提高灌漿體的抗化學(xué)腐蝕能力；

粉煤灰灌漿滅火

我國煤炭科學(xué)研究院、華北電力學(xué)院、平頂山礦務(wù)局合作試驗，將灰水重量比為1.49〜1.90的粉煤灰漿通過管道直接送入煤層開采完的空區(qū)，進(jìn)行防火滅火試驗，表明這些灰漿起到了包裹煤體、隔絕空氣和對已燃燒的煤起到了冷卻滅火的作用，還比水砂充填更遠(yuǎn)的距離，減少地表移動和變形18%〜40%。

粉煤灰灌漿穩(wěn)定路堤等

壓力灌漿也被用于穩(wěn)定和加固鐵路枕木下的上層路基，經(jīng)過灌漿后的路基，強(qiáng)度得到提高，薄弱環(huán)節(jié)得到克服，從而使路軌得到更有力和更均勻的支撐，使乘客更為舒適安全，并能減少路軌的磨損和延長枕木壽命，減少維護(hù)和穩(wěn)定費(fèi)用。

粉煤灰灌漿防滲

國外一些地區(qū)，采用粉煤灰代替粘土配制灌漿材料，粉煤灰顆粒很細(xì)，不用加工；漿體粘度較低，流動性好，容易泵送和灌至砂石土層的空隙中去；強(qiáng)度和抗?jié)B性都隨齡期增長而提高。

粉煤灰的堿含量差別

還應(yīng)注意：既然粉煤灰堿含量的測定值不代表有效堿，摻粉煤灰作混合材的水泥，用戶要確定它的有效堿含量，就比較麻煩，不但要測定水泥的堿含量，還要確定水泥中粉煤灰的摻量和粉煤灰自身的堿含量。

粉煤灰的需水量比與水工混凝土的用水量

集料對混凝土的和易性影響很大，天然集料例如河卵石的顆粒形態(tài)相對較“圓”，表面較為光滑，用它拌制混凝土，和易性好，用水量和膠凝材料用量相對減少。

粉煤灰砂漿

可是，當(dāng)時，由于我國絕大多數(shù)火電廠采用水力沖灰入池，粉煤灰含水率高達(dá)40%、灰池（場）取灰質(zhì)量波動較大，以及粉煤灰砂漿的應(yīng)用技術(shù)也還存在一定問題，這些均給施工單位帶來一定的難度，因此，用灰池濕灰配制砂漿的開發(fā)工作進(jìn)展緩慢。

粉煤灰砂漿幾項工藝參數(shù)的確定

近年來粉煤灰加工技術(shù)的發(fā)展，如電廠3〜4電場電除塵粉煤灰、機(jī)械分選粉煤灰和磨細(xì)粉煤灰等的問世，對這類相當(dāng)于Ⅱ級灰的細(xì)灰（45μm篩篩余量<20%)在粉煤灰砂漿中的應(yīng)用，無疑既可明顯取代部分水泥，又可相應(yīng)減少石灰青或砂的用量。