粉煤灰，电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末，是一种有活性的火山灰质材料，可以作为活性掺和料应用于混凝土中。在混凝土中掺入粉煤灰可以减少水泥用量，降低成本，降低水化热，改善新拌混凝土的和易性等，目前已广泛应用于各种混凝土工程。粉煤灰之所以可以改善混凝土的诸多性能，离不开粉煤灰的三大效应。本文主要对粉煤灰活性激发机理及三大效应进行简单阐述。
一、粉煤灰活性激发机理
粉煤灰的活性是指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示出来的凝结硬化性能。粉煤灰的活性是潜在的，需要激发剂的激发才能发挥出来。具体作用方式包括两个方面，一是提供有效的氢氧根离子，以形成较强的碱性环境，促进活性SiO2、Al2O3溶蚀，提高火山灰反应的速度；二是提供碱性较强的碱，直接参与反应，加快基本火山灰胶结产物的生成。常用的激发剂有石灰、石膏、水泥熟料等。
粉煤灰中含有较多的活性氧化物SiO2、Al2O3，它们能与氢氧化钙在常温下发生化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。因此粉煤灰和其他火山灰质材料一样，当与石灰、水泥熟料等碱性物质混合加水拌合成胶泥状态后，能凝结、硬化并具有一定强度。
粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，而且与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰，含大量的表面光滑的玻璃微珠，这些玻璃微珠含有较高的化学内能，是粉煤灰具有活性的主要矿物相。
二、粉煤灰三大效应
粉煤灰之所以能改善混凝土的诸多性能，主要是因为粉煤灰具有形态效应、填充效应和火山灰活性。
（1）形态效应
粉煤灰具有形态效应，可以产生减水势能。粉煤灰颗粒中绝大多数为玻璃微珠，是一种表面光滑的球形颗粒。由于粉煤灰玻璃微珠的滚珠轴承作用，粉煤灰在混凝土中有减水作用。这将有利于减少混凝土的单位用水量，从而减少多余水在混凝土硬化后形成的直径较大的空隙。在保证混凝土强度的前提下，还可减少水泥用量，降低混凝土的绝热温升和混凝土中温度裂缝发生的概率，使混凝土更为致密。
（2）填充效应
粉煤灰还具有微骨料填充效应，能产生致密势能，可减少硬化混凝土的有害孔的比例，有效提高混凝土的密实性；化学作用产生的水化产物起到骨架作用，可提高粘结强度，从而提高混凝土的抗裂性能。
（3）火山灰活性
粉煤灰火山灰活性，其反应的过程主要是：受扩散控制的溶解反应早期粉煤灰微珠表面溶解，反应生成物沉淀在颗粒的表面上，后期钙离子继续通过表层和沉淀的水化产物层向芯部扩散。混凝土中普遍掺加高效减水剂，能大大减少混凝土中因释放多余水分而留下的毛细孔通道，使水泥中硅酸钙水化所产生的Ca(OH)2通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面而发生化学吸附和侵蚀，并生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。大部分水化产物开始以凝胶状出现，填充了混凝土内部孔隙，改善了混凝土中水泥石的孔结构，使水泥石中总的孔隙率降低，使孔结构进一步细化，分布更为合理，并随龄期的增长，数量不断增加，形成网络结构，使混凝土更加致密，从而切断混凝土渗水的通道。不断进行的火山灰反应使粉煤灰混凝土的孔结构进一步优化，使得混凝土的后期强度和耐久性得到进一步提高。
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