高性能混凝土摻合料綜述

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1、高性能混凝土摻合料研究綜述摘要：高性能混凝土摻合料已是高性能混凝土的重要組成部分，將其直接摻入混凝土中，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟，并廣泛應(yīng)用。本文著重介紹了礦物摻合料的作用效果和機(jī)理，對(duì)混凝土性能的影響以及當(dāng)中存在的問(wèn)題并提出些自己的看法。關(guān)鍵詞：摻合料；作用機(jī)理；混凝土性能0引言隨著混凝上科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，其性能由單一的高強(qiáng)度向高性能(強(qiáng)度、耐久性)化方向發(fā)展，混凝上的配合比由原來(lái)的水泥、砂、石子、水等四組分向現(xiàn)在的水泥、摻合料、砂、石子、水、減水劑等六組份方向發(fā)展。近年來(lái)，利用活性礦物摻合料配制混凝土是

2、近年來(lái)該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。摻合料的摻入可降低混凝上溫升，改善混凝上工作性能，增進(jìn)后期強(qiáng)度，并可改善混凝上的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕能力；而且可以節(jié)約能源和資源，有利于環(huán)境保護(hù)。1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織及大多數(shù)國(guó)家根據(jù)摻入制造時(shí)外摻物摻人時(shí)間，摻入主要的作用的不同把外摻物分為化學(xué)外加劑(additive)和礦物外加劑(addmixture)同時(shí)還專(zhuān)門(mén)把水泥制造過(guò)程中摻入的工藝外加劑(Additive)和大量使用的水泥混合摻合料(cementaddmixture)如礦渣(slag)、粉煤灰(fly—

3、ash)等區(qū)分開(kāi)來(lái)。其實(shí)一直以來(lái)?yè)胶狭锨那闹饾u在混凝土技術(shù)中應(yīng)用開(kāi)來(lái)，在不同時(shí)期，人們?cè)诨炷林屑尤霌胶狭夏康氖遣煌?。?0世紀(jì)50、60年代，我國(guó)水泥產(chǎn)量較低，而且品種比較單一，水泥本身的摻合料量較少，人們?cè)诎柚苹炷習(xí)r常常用一定數(shù)量的摻合料來(lái)代替水泥。在20世紀(jì)70、80年代，由于對(duì)混合材認(rèn)識(shí)水平的提高，在水工、大型建筑物的基礎(chǔ)等一些大體積混凝土中加入摻合料是為了降低混凝土的水化放熱量，減少溫度裂縫。90年代以后，人們對(duì)混合材的認(rèn)識(shí)有了很大的轉(zhuǎn)變，不再把一些工業(yè)廢渣看成是混凝土的摻合料，而把它們看

4、成是混凝土中必不可少的改性材料。摻合料的品質(zhì)有了很大的提高，摻合料的摻量也有較大幅度的提高。同樣，從20世紀(jì)80年代起，我國(guó)對(duì)混凝土摻合料研究也逐漸重視起來(lái)，2005年《混凝土用礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》作為天津市地方工程標(biāo)準(zhǔn)，2009年11月7日,“全國(guó)混凝土外加劑與摻合料應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)”在濟(jì)南召開(kāi)，中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)徐永模指出,混凝土行業(yè)的發(fā)展,要在加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,提高混凝土性能以及大力推動(dòng)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等方向進(jìn)行努力，報(bào)告主要內(nèi)容為多組分摻合料對(duì)改善混凝土性能的研究成果。此外，20

5、10年2月石家莊市建筑協(xié)會(huì)混凝土專(zhuān)業(yè)委員組織石家莊建工集團(tuán)等企業(yè)開(kāi)展混凝土粉煤灰-礦渣粉摻合料應(yīng)用技術(shù)的課題研究，明確指出采用礦物摻合料來(lái)改善混凝土性能是一項(xiàng)重要技術(shù)措施，并編制了《混凝土粉煤灰-礦渣粉摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》。綜上所述，混凝土摻合料的研究應(yīng)用越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注，已經(jīng)取得了較大的研究成果。2常用礦物摻合料簡(jiǎn)述2.1粉煤灰粉煤灰又稱(chēng)飛灰，主要來(lái)自于燃煤電廠(chǎng)排放出的粉塵，是一種顆粒非常細(xì)以致能在空氣中流動(dòng)并被除塵設(shè)備收集的粉狀物質(zhì)。粉煤灰的主要成分為si02，AI2O3，以及少量FeO

6、、CaO、MgO等，有些時(shí)候含有比較高的CaO。粉煤灰外觀(guān)類(lèi)似水泥，膠凝性差，是目前用量最大的混凝土摻合料。2.2礦渣?；郀t礦渣是溶化的礦渣在高溫狀態(tài)迅速水淬而成。礦渣的主要化學(xué)成分為Si02、CaO、Al2O3。礦渣有堿性、酸性和中性之分。酸性礦渣的膠凝性差，而堿性礦渣的凝膠性好。因此，礦渣微粉應(yīng)選用堿性礦渣。2.3硅灰硅灰是電弧爐冶煉金屬或硅鐵合金時(shí)的副產(chǎn)品。硅灰的主要成分是Si0：一般占90％以上，絕大部分是無(wú)定形的氧化硅。硅灰很細(xì)，用透氣發(fā)測(cè)得的硅灰比表面積為3．4—4．7m2／g，用氮吸附法

7、測(cè)量，一般為18—22m2／g。2.4石灰石粉石灰石粉具有比熟料易磨性好的優(yōu)點(diǎn)。合理的摻量在水泥體系中能改善整個(gè)體系級(jí)配，在應(yīng)用過(guò)程中能起到礦物減水的作用，也可作為激發(fā)劑使用。2.5其他礦物摻合料礦物摻合料還有沸石粉，高嶺土粉，石英粉，稻殼灰等，其主要成分為SiOz。3作用效果及作用機(jī)理3.1作用效果在混凝土中加入適量的礦物摻合料，可以部分替代，降低工程成本，減小水化熱的危害，對(duì)混凝土的力學(xué)、耐久性、工作性均有改善。3.2作用機(jī)理1)火山灰效應(yīng)(活性效應(yīng))：粉煤灰中的SiO2、Al2O3等硅酸鹽玻璃體,

8、與水泥、石灰拌水后產(chǎn)生堿性激發(fā)劑Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成水化硅酸鈣等凝膠,對(duì)砂漿起到增強(qiáng)作用。粉煤灰的活性效應(yīng)就是指粉煤灰活性成分所產(chǎn)生的這種化學(xué)效應(yīng)。如將粉煤灰用作膠凝組分,則這種效應(yīng)自然就是最重要的基本效應(yīng)。粉煤灰水化反應(yīng)的產(chǎn)物在粉煤灰玻璃微珠表層交叉連接,對(duì)促進(jìn)砂漿或混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)(尤其是抗拉強(qiáng)度的增長(zhǎng))起了重要的作用。2)微集料效應(yīng)：礦物摻合料粒徑很小，如硅灰達(dá)到納米級(jí)別，未水化的顆?？梢蕴畛涞剿嗍蛩嗍c集料界面處孔隙