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2.4 降低水化热效应
高钙粉煤灰采用内掺法代替水泥, 相应减少了混凝土中的水化热源, 由于粉煤灰吸附在水泥颗粒表面, 粉煤灰的火山灰反应较缓, 进而使水泥水化反应进展更为迟缓, 放热速度更低。经实验测定:每100kg 纯硅酸盐水泥可使混凝土内部温度升高8℃～12℃, 在混凝土中掺加粉煤灰后的第7 天, 高钙粉煤灰反应的发热量只有纯硅酸盐水泥的17% , 使顶峰温度显著降低, 并使达到顶峰温度的时间向后推迟, 随掺量的增加幅度更大。按水泥水化理论, 水化温度的降低, 使水泥水化反应的速度减慢, 并随龄期的增长, 掺高钙粉煤灰的混凝土不仅水泥水化热的放热速率减慢, 而且使放热峰值推迟出现。这说明在改善混凝土性能的同时, 对水泥水化的动力参数有一定的影响, 从而改变了水泥水化放热过程。
2.5 限制温度裂缝的效应
在大体积混凝土施工过程中常掺入高钙粉煤灰, 可以在水泥水化初期大幅度降低混凝土的最大温升, 减小混凝土内外或不同浇筑层的温差, 从而减少早期热裂缝的出现几率。特别是在相同施工条件、内外温差、配筋率的条件下, 掺入高钙粉煤灰后混凝土具有较小的弹性模量, 使得最终由温度引起的约束应力变小, 这对限制混凝土的温度裂缝出现是有利的。除此之外, 高钙粉煤灰活性效应产生的反应势能, 微集料效应产生的致密势能, 形态效应产生的减水势能等, 减少了混凝土收缩, 提高了混凝土的极限拉伸值, 按混凝土热裂缝理论, 则是限制温度裂缝的产生和发展。
2.6 吸附效应
高钙粉煤灰具有非常小的颗粒和较大的比表面积, 表面吸附能力较强, 拌制的混凝土粘性较大,直接影响着混凝土的排气性能, 特别是当粒径小于10μm 的粉煤灰颗粒占总量的40% 以上时, 具有较高的表面力场, 容易吸附在水泥颗粒表面, 以降低其表面自由能, 从而使水泥颗粒间以高钙粉煤灰作为桥梁, 相互连接形成较稳定的空间立体网状结构。尽管在拌合水的润滑作用下, 提高了混凝土中浆体的流动度, 但由于胶凝材料颗粒间表面力场作用, 也会导致其浆体粘性提高。使网状内的毛细孔中的气泡粘阻力很大, 在现有工艺条件下不易排出, 影响混凝土的整体性、均匀性, 有降低其技术性能的趋势[3]。
3 高钙粉煤灰在工程中的主要应用
高钙粉煤灰已广泛用在市政、水利、工业民用建筑、混凝土预制等行业, 能充分发挥粉煤灰在混凝土中的效应, 使其具有显著宏观性能的特点, 特别在以下几项工程应用方面, 更能显示其独特的应用效果。
3.1 大体积混凝土工程
由于混凝土体积大, 用普通硅酸盐水泥, 产生较大的水化热, 易形成温度裂缝, 因此需要用特殊的水泥混凝土或采取冷却措施。粉煤灰混凝土是目前最适合的一种。高钙粉煤灰混凝土具有以下优越特点:①减少水化热效果显著, 比用特殊的大坝水泥还可降低温升5℃左右;②延缓凝结时间, 便于大量混凝土的施工浇注; ③改善混凝土的抗渗性, 尤其是强度等级低的混凝土, 水泥用量少, 效果更明显。
3.2 粉煤灰泵送混凝土
在高层建筑工程的施工中, 常用混凝土泵送和布料杆浇注混凝土的方法, 即称泵送混凝土。高钙粉煤灰混凝土凝结较缓慢, 和易性好, 能减少离析、泌水, 有利于较长距离运输和泵送施工, 可泵性能好, 能延长泵、管道寿命, 增大泵送高度(距离), 目前国内最大高度已达300 多米。
3.3 振动碾压混凝土
以干硬性混凝土掺高钙粉煤灰及外加剂, 用振动压路机振动碾压后的混凝土称为振动碾压混凝土, 简称振碾混凝土。振碾混凝土可大幅度降低水泥用量, 缩短养护时间约1/2, 施工工期缩短40% ,工程造价降低10%～20%。提高混凝土抗渗性、抗裂性、抗腐蚀性, 降低混凝土的弹性模量15% ～20%, 也就是降低其脆性, 增强变形能力, 降低混凝土的温升, 路面收缩缝间距一般加大12 倍。振碾混凝土主要用于筑坝、筑路、机场及堆货物地坪。
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