粉煤灰陶粒混凝土的特性
众所周知,温(wen)度升高时(shi)水(shui)(shui)泥(ni)水(shui)(shui)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)速(su)(su)率会显著加(jia)快。研究表(biao)明:与20℃相比,30℃时(shi)硅酸盐水(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)化(hua)(hua)速(su)(su)率要加(jia)快一倍。由于近些(xie)年(nian)来大型(xing)、超(chao)大型(xing)混凝土结(jie)构物的(de)(de)(de)建造,构件断(duan)(duan)面尺寸相应增大;混凝土设计强度等(deng)级的(de)(de)(de)提高,使所用水(shui)(shui)泥(ni)标号提高、单位用量(liang)增大;又由于水(shui)(shui)泥(ni)生产(chan)技(ji)术的(de)(de)(de)进展,使其所含水(shui)(shui)化(hua)(hua)迅速(su)(su)的(de)(de)(de)早强矿物硅酸三钙含量(liang)提高、粉磨细度加(jia)大,这些(xie)因素的(de)(de)(de)叠加(jia),导致混凝土硬化(hua)(hua)时(shi)产(chan)生的(de)(de)(de)温(wen)升明显加(jia)剧,温(wen)峰升高。举一个典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)例子:97年(nian)北京一栋建筑物底层断(duan)(duan)面为1.6m×1.6m的(de)(de)(de)柱子,模(mo)板(ban)采(cai)用9层胶合板(ban)材料,施工季节为夏季,混凝土浇筑后柱芯的(de)(de)(de)温(wen)峰达(da)到110℃。
在达(da)到温(wen)(wen)峰后(hou)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)温(wen)(wen)期(qi)(qi)(qi)间,混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)产生(sheng)温(wen)(wen)度(du)(du)收(shou)缩(也(ye)称热收(shou)缩)引起(qi)弹(dan)(dan)性(xing)拉(la)应(ying)(ying)力(li)(li);另一方面,混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)水(shui)(shui)(shui)胶(jiao)比的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)低,又(you)会使(shi)因(yin)水(shui)(shui)(shui)泥水(shui)(shui)(shui)化(hua)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)自(zi)身(shen)收(shou)缩增大,同样产生(sheng)弹(dan)(dan)性(xing)拉(la)应(ying)(ying)力(li)(li);而(er)(er)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)灰比(水(shui)(shui)(shui)胶(jiao)比)降(jiang)(jiang)低,早(zao)期(qi)(qi)(qi)水(shui)(shui)(shui)化(hua)加快(kuai),混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)弹(dan)(dan)性(xing)模量(liang)随(sui)强度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)而(er)(er)增大,进一步加剧(ju)了弹(dan)(dan)性(xing)拉(la)应(ying)(ying)力(li)(li)增长(zhang);与此(ci)同时,混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)粘弹(dan)(dan)性(xing),即(ji)对于弹(dan)(dan)性(xing)拉(la)应(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)松弛作用却显著地减小,这一切,都导致近些年来许(xu)多结(jie)(jie)(jie)构物在施工期(qi)(qi)(qi)间,模板刚拆(chai)除或以后(hou)不(bu)久就发(fa)现表面大量(liang)裂(lie)缝(feng)(feng)。除了凝(ning)固前的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)裂(lie)缝(feng)(feng)以外,硬(ying)化(hua)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)早(zao)期(qi)(qi)(qi)出(chu)(chu)现的(de)(de)(de)(de)裂(lie)缝(feng)(feng)往(wang)往(wang)深(shen)而(er)(er)长(zhang)(实际上不(bu)可(ke)(ke)见(jian)(jian)裂(lie)缝(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)长(zhang)度(du)(du)和(he)深(shen)度(du)(du),要远比可(ke)(ke)见(jian)(jian)裂(lie)缝(feng)(feng)大得多)。为了防(fang)止可(ke)(ke)见(jian)(jian)裂(lie)缝(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)现,目前常采取外包保温(wen)(wen)措(cuo)施,以减小内(nei)外温(wen)(wen)差,这种做(zuo)法被(bei)认(ren)为是有(you)效措(cuo)施而(er)(er)迅速(su)(su)地得到推(tui)广。但是没有(you)注意到:由于外保温(wen)(wen)阻碍了混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)水(shui)(shui)(shui)化(hua)热的(de)(de)(de)(de)散(san)发(fa),加剧(ju)了体(ti)内(nei)的(de)(de)(de)(de)温(wen)(wen)升,混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)体(ti)温(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao),使(shi)水(shui)(shui)(shui)泥水(shui)(shui)(shui)化(hua)加速(su)(su),早(zao)期(qi)(qi)(qi)强度(du)(du)发(fa)展更加迅速(su)(su),因(yin)此(ci)也(ye)更容易(yi)出(chu)(chu)现裂(lie)缝(feng)(feng),只(zhi)是由于钢(gang)筋的(de)(de)(de)(de)约(yue)束和(he)对应(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)分散(san)作用,使(shi)少量(liang)宽而(er)(er)长(zhang)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)见(jian)(jian)裂(lie)缝(feng)(feng)转变为大量(liang)分散(san)的(de)(de)(de)(de)不(bu)可(ke)(ke)见(jian)(jian)裂(lie)缝(feng)(feng),它们将为侵蚀性(xing)介质提供(gong)通(tong)道,影响(xiang)结(jie)(jie)(jie)构混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)久性(xing)。同时较大的(de)(de)(de)(de)弹(dan)(dan)性(xing)拉(la)应(ying)(ying)力(li)(li)还可(ke)(ke)能(neng)引起(qi)钢(gang)筋达(da)到屈服点而(er)(er)滑(hua)移,从而(er)(er)可(ke)(ke)能(neng)影响(xiang)结(jie)(jie)(jie)构的(de)(de)(de)(de)使(shi)用功能(neng)。
与(yu)水泥相比(bi),粉煤灰(hui)(hui)受温(wen)(wen)度(du)影(ying)响更为显著,即温(wen)(wen)度(du)升高时(shi)它的(de)(de)水化(hua)明显加(jia)快。所以当(dang)混凝(ning)(ning)土(tu)浇注时(shi)环(huan)境温(wen)(wen)度(du)与(yu)混凝(ning)(ning)土(tu)体(ti)温(wen)(wen)度(du)较高时(shi),对纯水泥混凝(ning)(ning)土(tu)来说(shuo),由于温(wen)(wen)升带来不(bu)利(li)的(de)(de)影(ying)响,而对掺(chan)粉煤灰(hui)(hui)混凝(ning)(ning)土(tu)来说(shuo),则(ze)不(bu)仅(jin)温(wen)(wen)升下降,减(jian)小了混凝(ning)(ning)土(tu)因温(wen)(wen)度(du)开(kai)裂的(de)(de)危险,同(tong)时(shi)由于加(jia)快火(huo)山灰(hui)(hui)反应,还(hai)提高了28天强度(du)。举一个(ge)很(hen)有意思的(de)(de)例子:2003年(nian)在修建一条新铁路(lu)时(shi),其隧道(dao)衬砌曾严重地(di)开(kai)裂,当(dang)时(shi)要求混凝(ning)(ning)土(tu)10h强度(du)不(bu)低于12MPa;后来修改了规定:以隔热的(de)(de)立方模型浇注的(de)(de)试件12h最(zui)高强度(du)为6MPa;如(ru)果超(chao)过了,就要增(zeng)加(jia)粉煤灰(hui)(hui)的(de)(de)掺(chan)量来更多地(di)代替水泥。
以上说明:由于混凝土技术的进展,使混凝土可以在比较低的水胶比条件下制备,这就使粉煤灰在混凝土中的作用出现显著地变化。而近些年来水泥活性增大、混凝土设计等级提高促使水泥用量增大,以及构件断面尺寸加大,在混凝土体温度上升的前提下,进一步促进了粉(fen)煤灰(hui)陶粒在混(hun)凝土中作用的发挥,以至可(ke)以说:粉煤灰在许多情况(kuang)下(xia)可(ke)以起到(dao)水泥(ni)所起不(bu)(bu)到(dao)的作用,成为高性能混(hun)凝土必不(bu)(bu)可(ke)少的组分(fen)之一(yi)。