粉煤灰在混凝土中的作用原理主要基于其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)使得粉煤灰在混凝土中能夠發(fā)揮多種效應(yīng)，從而改善混凝土的性能。以下是對粉煤灰作用原理的詳細解釋：

　　一、物理性質(zhì)及作用

　　形態(tài)效應(yīng)

　　粉煤灰的主要礦物組成是海綿狀玻璃體、鋁硅酸鹽玻璃微珠等球狀玻璃體，這些顆粒表面光滑、粒度細、質(zhì)地致密，內(nèi)比表面積小。

　　這些球狀顆粒在混凝土中可以起到滾珠作用，降低顆粒之間的摩擦力，提高混凝土的流動性。

　　同時，它們還能填充水泥漿體孔隙，使混凝土更加密實，提高混凝土的密實性。

　　微集料效應(yīng)

　　粉煤灰中的微細顆粒能夠均勻分布在水泥顆粒之中，阻止水泥顆粒的相互粘聚，使水泥顆粒處于分散狀態(tài)，有利于水化反應(yīng)的進行。

　　粉煤灰的摻入還能減少用水量，降低硬化后混凝土的孔隙率，提高密實度。

　　二、化學(xué)性質(zhì)及作用

　　火山灰效應(yīng)(活性效應(yīng))

　　粉煤灰中的活性成分SiO2和Al2O3能夠與水泥水化生成的Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物。

　　這些產(chǎn)物能夠填充混凝土內(nèi)部空隙，進一步提高混凝土的密實性。

　　同時，火山灰反應(yīng)還能加強混凝土中薄弱的過渡區(qū)，對改善混凝土的各項性能有顯著作用。

　　交互作用

　　水泥、粉煤灰、外加劑等不同粉料間會產(chǎn)生物理、化學(xué)的交互作用。例如，水泥水化生成的Ca(OH)2是粉煤灰的活性激發(fā)劑，能夠激發(fā)粉煤灰的火山灰效應(yīng)。

　　被激發(fā)的粉煤灰水解后會降低液相堿度，進一步促進未水化水泥的水化反應(yīng)。

　　三、其他作用

　　延緩水化速度

　　粉煤灰的摻入能夠延緩混凝土的水化速度，減小混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。

　　改善混凝土工作性

　　粉煤灰的摻入能夠改善混凝土的工作性，如提高混凝土的流動性、粘聚性和保水性等，有利于泵送施工和抹面操作。

　　提高混凝土耐久性

　　粉煤灰的摻入還能提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性等耐久性指標，延長混凝土的使用壽命。

　　綜上所述，粉煤灰在混凝土中的作用原理主要基于其形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)、火山灰效應(yīng)以及與其他材料的交互作用等。這些效應(yīng)共同作用于混凝土中，使得粉煤灰成為混凝土中一種不可或缺的組分。