ACI 232.2R-2003
粉煤灰在混凝土中的應用

Use of Fly Ash in Concrete

被代替

標準號

ACI 232.2R-2003

發布

2003年

發布單位

ACI - American Concrete Institute

替代標準

ACI 232.2R-2018

當前最新

ACI 232.2R-2018

 

 

適用范圍

粉煤灰@是煤粉燃燒的副產品@，被廣泛用作水硬性水泥混凝土中的水泥和火山灰成分。因為它改善了混凝土的許多理想性能@，所以它可以作為單獨配料的材料（如 ASTM C 61 8 @ C 級）或作為混合水泥的成分（ASTM C 595 或 C 1157）引入。本報告描述了粉煤灰在混凝土中的使用并列出了有關粉煤灰特性@其性能@及其對混凝土影響的參考文獻。提供了有關飛灰@和使用飛灰生產的混凝土的規格@質量保證和質量控制的指南。根據ACI 116R@飛灰是粉煤或粉煤燃燒產生并運輸的細碎殘留物通過煙氣從燃燒區進入顆粒去除系統。 ACI 116R 定義“火山灰”作為一種硅質或硅質和鋁質材料，其本身具有很少或沒有膠凝價值，但以細碎形式并在水分存在下在常溫下與氫氧化鈣發生化學反應，形成具有膠凝性質的化合物；有天然和人造火山灰兩種。？粉煤灰具有類似于世界許多地方發現的火山或沉積成因的天然火山灰的火山灰特性。大約 2000 年前，羅馬人將火山灰與石灰、骨料和水混合來生產砂漿和混凝土（Vitruvius 1960）。同樣，將粉煤灰與波特蘭水泥（在水合過程中釋放石灰）、骨料和水混合以生產砂漿和混凝土。所有粉煤灰都在一定程度上表現出火山灰特性；然而@一些粉煤灰在不添加氫氧化鈣或水凝水泥的情況下顯示出不同程度的膠凝價值。這些飛灰的水泥性質歸因于飛灰@中存在的反應性成分，例如結晶@鋁酸鈣相@和更高取代度的@因此具有潛在反應性的玻璃相。混凝土中的粉煤灰通過以下方式與水硬性水泥發生反應： 1．鈣和堿金屬氫氧化物@的溶液被釋放到漿體@的孔隙結構中，與飛灰@的火山灰顆粒結合，形成膠結介質；和2。水硬性水泥水化產生的熱量有助于引發火山灰反應并提高反應速率。當含有粉煤灰的混凝土得到適當固化時，粉煤灰反應產物部分填充了最初由混合水占據的空間，而這些空間未被水泥的水化產物填充，從而降低了混凝土對水和腐蝕性化學物質的滲透性（Manmohan 和 Mehta） 1981）。與水硬水泥@相比，飛灰@的反應速率較慢，限制了大型結構中早期熱量的產生量和有害的早期溫升。摻有粉煤灰的混凝土具有單獨使用水凝水泥無法實現的性能。來自燃煤發電廠的粉煤灰在 20 世紀 30 年代變得容易獲得。在美國@，用于水硬性水泥混凝土的粉煤灰的研究大約在那時開始。 1937 年，發表了含粉煤灰混凝土的研究結果（Davis 等人，1937 年）。這項工作為飛灰的早期規范@測試方法@和使用奠定了基礎。最初，@飛灰被用作水硬水泥@通常是最昂貴的混凝土制造成分的部分質量或體積替代品。隨著粉煤灰用量的增加，研究人員認識到粉煤灰可以賦予混凝土有益的特性。在隨后的研究中，戴維斯及其同事研究了粉煤灰與波特蘭水泥漿中的鈣和堿金屬氫氧化物的反應性，以及粉煤灰作為預防有害堿骨料反應的能力。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對硫酸鹽劣化的抵抗力。粉煤灰還可以提高新拌混凝土的和易性并降低大體積混凝土的水化峰值溫度。粉煤灰的有益方面在大型混凝土壩的建設中尤其顯著（Mielenz 1983）。一些重大項目@包括英國的泰晤士河攔河壩和美國的上斯蒂爾沃特大壩@采用粉煤灰代替水硬水泥的30%至75%，以減少熱量產生并降低滲透性。在美國@新一代煤炭- 火力發電廠建于 20 世紀 60 年代末和 1970 年代@，至少部分是為了應對急劇上漲的石油價格。這些發電廠@使用高效的磨煤機和最先進的高溫處理技術@產生碳含量較低的細粉煤灰。此外，由于使用美國西部煤源（通常是次煙煤和褐煤），因此可以得到含有高含量氧化鈣的飛灰。隨著粉煤灰可用性的增加，廣泛的研究使人們更好地了解了粉煤灰用于混凝土時所涉及的化學反應。經濟性的提高和技術的改進（基于材料和機械）導致了粉煤灰@的更多使用，主要是在預拌混凝土行業。粉煤灰現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@降低初始水化過程中的溫升@提高抗硫酸鹽性@減少堿-硅反應引起的膨脹@以及有助于硬化的耐久性和強度具體的。

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