1.水化热
由于粉煤灰的掺入使水化热较低,粉煤在掺量越大,水化热越低,所以适宜用于大体积混凝土等可能出现温度裂缝的地方。
2.工作性
工作性良好意味着拌合物容易浇筑、固实,在各个工序都能顺利施工。主要为:流动性体现为流动度、坍落度、坍落度损失;黏聚力体现为泌水及离析。粉煤灰对混凝土工作性能的改善主要是通过其中的颗粒粒度、级配、形状进行的。
(1)对新拌混凝土坍落度即流动度的影响
由于粉煤灰玻璃微珠的滚珠轴承作用,良好的形态效应及微集料填充效应,降低需水量,减少了单位用水量,减少了硬化后多余水的空隙提高混凝土密实性,提高粘结强度从而减少收缩,降低了体积变化率,提高混凝土的抗裂性能并提高了强度。
一般来说,新拌混凝土的工作性能通常用坍落度(流动度)来表示,坍落度是评价新拌混凝土工作性能的最主要指标。保持相同单位用水量条件下混凝土的坍落度随着粉煤灰掺量的增加而增大;当粉煤灰掺量0%到15%时坍落度增加不明显;当掺量在15%到50%之时,坍落度增加较快;当掺量大于50%后,坍落度增加较为平坦,说明粉煤灰混凝土需水量影响应以掺量50%为限,但前提是粉煤灰中必须含一定量的玻璃微珠及良好的颗粒分布。
(2)对新拌混凝土坍落度损失的影响
商品混凝土搅拌站生产运输到使用地点势必产生不同的运输距离。因此,商品混凝土的坍落度损失越小越好。一般情况下,相同稠度条件下需水量降低或相同单位用水量坍落度随掺量的增大而增加,同时坍落度损失随掺量的增大而下降。
(3对新拌混凝土泌水和离析的影响
新拌混凝土的泌水是固体颗粒下沉而水分上升到表面的现象。泌水会导致表面浮浆和浮灰,影响混凝土的表面质量。泌水进入混凝土上层会影响其表层的耐久性。泌水停留在钢筋和粗骨料底部会降低砂浆的粘结能力。当混凝土中加入粉煤灰后,弥补了水泥和细骨料的不足,降低了需水量,阻塞了泌水通道(空隙),从面改善了混凝土的泌水性,增加了混凝土的防渗能力。新拌混凝土的离析是指浆体和骨料的分离现象。掺入粉煤灰后,混凝土中粉料的比例增加,浆体的体积增大,改善了混凝土的粘聚性,减弱了混凝土的离析作用。粉煤灰混凝土具有较低的泌水率,且不容易离析,这对混凝土的其他性能(如耐久性等)也有很大的间接改善作用。
3.强度
粉煤灰掺量的增大拌随混凝土的抗压强度减小,但随龄期的增加抗压强度不断增大,粉煤灰的火山灰效应越来越明显,这与粉煤灰品质等很多因素都有着密切关系。粉煤灰混凝土尽管早期强度较低,但随龄期的延长增长幅度更大,后期强度较高,取代部分水泥,减少水泥用量,从而也减少水化热温升和干缩。因而大体积粉煤灰混凝土的抗裂性能也就逐渐提高。
除了粉煤灰的掺量对混凝土强度有较大影响外,粉煤灰的品质也是另一影响因素。我们对比了F类和C类粉煤灰对不同龄期混凝土强度的影响,两类粉煤灰混凝土的抗压强度都是随龄的延长而增大的。大约90d以前,C类粉煤灰的抗压强度大于F类粉煤灰混凝土的抗压强度,90d以后则相反。这说明尽管C类粉煤灰混凝土的初期抗压强度大于F类粉煤灰混凝土,但F类粉煤灰混凝土强度增长速率大于C类粉煤灰混凝土,因而后期抗压强度更高。
C类粉煤灰属于高钙灰,加水后便有Ca(OH)2生成,更早地为粉煤灰提供OH-、Ca2+,因此其火山灰活性更早地发挥作用,早期强度更高。F类粉煤灰混凝土后期强度更高的原因则是由于该粉煤灰与混凝土中析出的Ca(OH)2 缓慢反应,生成的水化产物结晶更好,更好地填充了混凝土中的原始孔缝,从而提高了抗压强度。
4.抗渗性
粉煤灰对90d混凝土抗渗性的影响规律:当粉煤灰掺量较小(小于30%)时,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的渗透系数减小、抗渗性提高;当粉煤灰掺量较大(大于30%)时,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的渗透系数增大、抗渗性降低;当粉煤灰掺量约为30%时,混凝土的抗渗性最佳。
5.干缩
随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的干缩呈线性下降,粉煤灰的掺加能大大减小混凝土的干缩。由于干缩过大是影响混凝土抗裂性和耐久性的主要因素之一,因而掺入粉煤灰后混凝土的抗裂性和耐久性均能得到提高。
此外还可改善抑制碱—骨料反应和抗化学腐蚀性能。