ACI 232.2R-2003
粉煤灰在混凝土中的应用

Use of Fly Ash in Concrete

被代替

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标准号

ACI 232.2R-2003

发布

2003年

发布单位

ACI - American Concrete Institute

替代标准

ACI 232.2R-2018

当前最新

ACI 232.2R-2018

 

 

适用范围

粉煤灰@是煤粉燃烧的副产品@，被广泛用作水硬性水泥混凝土中的水泥和火山灰成分。因为它改善了混凝土的许多理想性能@，所以它可以作为单独配料的材料（如 ASTM C 61 8 @ C 级）或作为混合水泥的成分（ASTM C 595 或 C 1157）引入。本报告描述了粉煤灰在混凝土中的使用并列出了有关粉煤灰特性@其性能@及其对混凝土影响的参考文献。提供了有关飞灰@和使用飞灰生产的混凝土的规格@质量保证和质量控制的指南。根据ACI 116R@飞灰是粉煤或粉煤燃烧产生并运输的细碎残留物通过烟气从燃烧区进入颗粒去除系统。 ACI 116R 定义“火山灰”作为一种硅质或硅质和铝质材料，其本身具有很少或没有胶凝价值，但以细碎形式并在水分存在下在常温下与氢氧化钙发生化学反应，形成具有胶凝性质的化合物；有天然和人造火山灰两种。？粉煤灰具有类似于世界许多地方发现的火山或沉积成因的天然火山灰的火山灰特性。大约 2000 年前，罗马人将火山灰与石灰、骨料和水混合来生产砂浆和混凝土（Vitruvius 1960）。同样，将粉煤灰与波特兰水泥（在水合过程中释放石灰）、骨料和水混合以生产砂浆和混凝土。所有粉煤灰都在一定程度上表现出火山灰特性；然而@一些粉煤灰在不添加氢氧化钙或水凝水泥的情况下显示出不同程度的胶凝价值。这些飞灰的水泥性质归因于飞灰@中存在的反应性成分，例如结晶@铝酸钙相@和更高取代度的@因此具有潜在反应性的玻璃相。混凝土中的粉煤灰通过以下方式与水硬性水泥发生反应： 1．钙和碱金属氢氧化物@的溶液被释放到浆体@的孔隙结构中，与飞灰@的火山灰颗粒结合，形成胶结介质；和2。水硬性水泥水化产生的热量有助于引发火山灰反应并提高反应速率。当含有粉煤灰的混凝土得到适当固化时，粉煤灰反应产物部分填充了最初由混合水占据的空间，而这些空间未被水泥的水化产物填充，从而降低了混凝土对水和腐蚀性化学物质的渗透性（Manmohan 和 Mehta） 1981）。与水硬水泥@相比，飞灰@的反应速率较慢，限制了大型结构中早期热量的产生量和有害的早期温升。掺有粉煤灰的混凝土具有单独使用水凝水泥无法实现的性能。来自燃煤发电厂的粉煤灰在 20 世纪 30 年代变得容易获得。在美国@，用于水硬性水泥混凝土的粉煤灰的研究大约在那时开始。 1937 年，发表了含粉煤灰混凝土的研究结果（Davis 等人，1937 年）。这项工作为飞灰的早期规范@测试方法@和使用奠定了基础。最初，@飞灰被用作水硬水泥@通常是最昂贵的混凝土制造成分的部分质量或体积替代品。随着粉煤灰用量的增加，研究人员认识到粉煤灰可以赋予混凝土有益的特性。在随后的研究中，戴维斯及其同事研究了粉煤灰与波特兰水泥浆中的钙和碱金属氢氧化物的反应性，以及粉煤灰作为预防有害碱骨料反应的能力。研究（Dunstan 1976@ 1980；Tikalsky@ Carrasquillo@ 和 Snow 1992；Tikalsky 和 Carrasquillo 1993）表明，粉煤灰通常可以提高混凝土对硫酸盐劣化的抵抗力。粉煤灰还可以提高新拌混凝土的和易性并降低大体积混凝土的水化峰值温度。粉煤灰的有益方面在大型混凝土坝的建设中尤其显着（Mielenz 1983）。一些重大项目@包括英国的泰晤士河拦河坝和美国的上斯蒂尔沃特大坝@采用粉煤灰代替水硬水泥的30%至75%，以减少热量产生并降低渗透性。在美国@新一代煤炭- 火力发电厂建于 20 世纪 60 年代末和 1970 年代@，至少部分是为了应对急剧上涨的石油价格。这些发电厂@使用高效的磨煤机和最先进的高温处理技术@产生碳含量较低的细粉煤灰。此外，由于使用美国西部煤源（通常是次烟煤和褐煤），因此可以得到含有高含量氧化钙的飞灰。随着粉煤灰可用性的增加，广泛的研究使人们更好地了解了粉煤灰用于混凝土时所涉及的化学反应。经济性的提高和技术的改进（基于材料和机械）导致了粉煤灰@的更多使用，主要是在预拌混凝土行业。粉煤灰现在用于混凝土的原因有很多，包括改善新拌混凝土的和易性@降低初始水化过程中的温升@提高抗硫酸盐性@减少碱-硅反应引起的膨胀@以及有助于硬化的耐久性和强度具体的。

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