粉煤灰的微集料效應及作用機理
粉煤灰的微集料效應是指其微細顆粒均勻分布于水泥漿體基相中,充當微小集料填充孔隙和毛細孔,從而改善摻混體系的孔結(jié)構(gòu)、增大密實度并降低需水量。這一效應的核心在于粉煤灰顆粒與水泥水化產(chǎn)物的協(xié)同作用,其作用機理可從以下三方面解析:
填充作用:粉煤灰顆粒尺度在5.012~19.953μm范圍內(nèi)時物理活性佳,能有效填充水泥顆粒間的空隙。中等細度的粉煤灰顆?蓽p小水泥砂漿的填充水需求,使?jié){體體積增加,改善混凝土粘聚性并抑制離析泌水。實驗表明,粉煤灰摻量增加可降低混凝土干縮數(shù)值,25%摻量時180天干縮值較基準混凝土下降,證明其填充作用能減少裂縫產(chǎn)生概率。
分散潤滑作用:粉煤灰中的球形玻璃體可吸附水膜形成保水層,阻止水泥顆粒相互粘聚,打破水泥漿的絮凝結(jié)構(gòu)。這種分散效應使水分均勻分布,提高漿體均勻性,從而改善新拌混凝土流動性。隨粉煤灰摻量增加,拌和物塌落度與擴展度顯著提升,初始塌落度200mm的基準混凝土2小時后損失達150mm,而摻15%粉煤灰后僅損失50mm。
微級配優(yōu)化作用:粉煤灰顆粒與未水化水泥顆粒構(gòu)成連續(xù)微級配,細化混凝土孔結(jié)構(gòu)。其顆粒形態(tài)效應和微集料效應在摻量較小時更明顯,通常減水率可達7%~10%。球形細顆粒含量越多,需水量越小,活性越高,能有效阻塞泌水通道,降低泌水率。