粉煤灰在水泥基灌浆料材料中的作用

    所周知，粉煤灰是在燃煤电厂烟囱中收集的灰尘，在从高温到温度急剧下降的过程中形成了大量表面光滑的球状玻璃体，其颗粒比水泥细，比表面积很大，因此具有很大的活性。主要化学成分是无定型的Al2O3、SiO2，在碱性环境下极易发生反应，生成凝胶，而水泥水化过程中产生的Ca(OH)2 正提供了这样的碱性环境，使粉煤灰在灌浆料中的应用成为可能。
    根据粉煤灰的化学特征、几何特征和物理特征，将粉煤灰在水泥灌浆料中的作用机理归结为三个基本效应，即形态效应、活性效应、微集料效应。
    形态效应，所谓形态效应，泛指各种应用于灌浆料中的矿物质粉料，尤其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理形状所产生的效应。粉煤灰在各种矿物质粉料中却有不平凡的颗粒特性，所以粉煤灰在灌浆料中能够产生不寻常的形态效应，如减水作用、紧密作用以及一定的匀质化作用等。因为形态效应即直接影响新拌灌浆料的流变性能，也直接影响硬化中灌浆料的初始结构，所以它对奠定硬化灌浆料结构和性质具有重要的意义。
    粉煤灰的形态效应与其组成合掺量有关。粉煤灰的形态效应分解成填充作用、表面作用和润滑作用三个部分；
    1、填充作用取决于粉煤灰的粒径。娇小的粉煤灰颗粒可以填充在水泥颗粒的空隙中。因此，它能减少填充水。
    2、表面作用取决于粉煤灰灌浆料的比表面积和它的亲水性。粉煤灰越细，比表面积越大，因而它的表面需水量也越多。超塑化剂可以有效地减少表面层水，但对于比表面积较大的粉煤灰，超塑化剂掺量必须随粉煤灰掺量的增加而增加。
    3、粉煤灰的润滑作用取决于粉煤灰颗粒的形状。较小的球形颗粒具有较强的润滑作用。在粉磨过程中，球形颗粒可以被打破。因此，磨细粉煤灰的润滑作用是非常弱的。
    粉煤灰作为一种活性矿物掺合料，对发展绿色高性能灌浆料起到了越来越大的作用。粉煤灰是工业“三废”之一，所造成恶劣的环境污染长期困扰着我们。随着人们对粉煤灰研究和认识的深入，逐渐将其应用到工程领域，变废为宝。尤其在灌浆料中，作为活性矿物掺合料得到了很大的开发和广泛的应用。
    粉煤灰在灌浆料中的充分应用，既是提高和改善灌浆料性能的需要，又是节能减排、保护环境，实现可持续发展的需要。开发利用大掺量粉煤灰绿色高性能灌浆料，可以获得巨大的经济效益和社会效益，有着十分重大的意义。