礦物摻合料對(duì)高性能混凝土的影響

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1、礦物摻合料對(duì)高性能混凝土的影響泰興市騰飛商品混凝土有限公司摘要：礦物摻合料是高性能混凝土的必要組份之一，近年來，由于摻合料具有獨(dú)特的優(yōu)越性：不僅能提高材料的力學(xué)性能、耐久性以及環(huán)境友好性，而且可以節(jié)約能源、資源，減少造成溫室效應(yīng)的氣休排放，它們?cè)诠こ讨械膽?yīng)用越來越廣泛。木文重點(diǎn)探討了礦物摻合料對(duì)高性能混凝土的影響。關(guān)鍵詞：礦物摻和料；高性能混凝土；礦渣；煤灰粉水泥混凝土是當(dāng)今世界上最普遍的人造建筑材料，目前從技術(shù)發(fā)展的角度來講，已進(jìn)入了高性能混凝土階段。與普通混凝土相比，高性能混凝土水泥用量大且標(biāo)號(hào)高，水化放熱速率快，短時(shí)間內(nèi)放熱量高，使得高性能混凝土容易產(chǎn)牛溫差應(yīng)力裂紋，導(dǎo)致耐久性

2、大幅度下降。因此，設(shè)法降低高性能混凝土中膠結(jié)材的水化熱、放熱速率及最高溫升具有十分重要的意義。礦物摻合料是制備高性能混凝土的關(guān)鍵組分，它的加入能降低水化熱和延遲水化放熱進(jìn)程，但是礦物摻合料的種類、摻量及摻加方式（單摻、雙摻、三摻）的不同，其水化放熱過程差別亦很大。為此我們選用了3種有代表性的礦物摻合料：粉煤灰、礦渣、硅灰,從摻量和摻加方式來探討高性能混凝土漿體的水化放熱規(guī)律，以期指導(dǎo)高性能混凝土的工程實(shí)踐。1原材料選擇（1）水泥：江西亞東水泥有限公司的525#普通硅酸鹽水泥；（2）粉煤灰：國(guó)電泰州電廠的磨細(xì)［級(jí)粉煤灰；（3）礦渣：江蘇祥愛建材有限公司的磨細(xì)?；郀t礦渣；（4）硅灰：武

3、漢硅鋼廠的硅灰；（5）高效減水劑：江蘇蘇博特新材料股份有限公司的高性能減水劑，試件采用機(jī)械攪拌，共制作16種配比的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件。試件由原料經(jīng)干拌、濕拌，然后在振動(dòng)臺(tái)上分二次振動(dòng)成型，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期取出進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試。具體配合比見表3。2試驗(yàn)結(jié)果配合比1作為基準(zhǔn)混凝土，16種配比的混凝土其強(qiáng)度發(fā)展見表4。從表3和表4的試驗(yàn)資料可見；（1）用磨細(xì)礦渣取代20%的水泥（配比2）,其7、28d、90d、的抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土基本相同或略有提高。（2）磨細(xì)礦渣與硅灰雙摻（配比8）,其抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土基本相同，但可獲得塌落度＞200mm,擴(kuò)展度達(dá)500mm的高流態(tài)高性能混凝土。隨齡期的增

4、長(zhǎng)，強(qiáng)度緩慢增加。（3）復(fù)合摻入10%的硅灰和30%的磨細(xì)礦渣水泥用量?jī)H330kg/m3（配比11）,28d的強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土略有提高，口拌合物的工作性能良好。（4）粉煤灰與磨細(xì)礦渣雙摻（配比7）,抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土基本持平但流動(dòng)性能比單摻磨細(xì)礦渣明顯提高，證明復(fù)合效應(yīng)是存在的。（5）礦物摻合料配制的混凝土（配比3）與基準(zhǔn)混凝土相比，早期強(qiáng)度偏低，后期強(qiáng)度增加較大，但在此基礎(chǔ)上增加5%的硅灰（配比13）,由于硅灰具有早強(qiáng)的作用，從而使7d、28d的抗壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土提高10%左右。（6）礦物摻合料的混凝土當(dāng)水灰比＞0.3且減水劑用量〉1%吋，對(duì)混凝土的影響不利。3礦物摻合料對(duì)高性

5、能混凝土的影響分析國(guó)內(nèi)的一些研究表明：磨細(xì)礦渣粉作為水泥基材料的增強(qiáng)混合材具有填充效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)，適量摻加能改善水泥漿體與集料界面粘結(jié)強(qiáng)度，形成自身的緊密體系。但是，當(dāng)在混凝土或砂漿中加入較人摻量的磨細(xì)礦渣粉時(shí)，筆者認(rèn)為，此吋磨細(xì)礦渣粉對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)起到主導(dǎo)性的作用，而少量的水泥則在對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)的同時(shí)主要起到激發(fā)劑的作用，促使磨細(xì)礦渣粉進(jìn)行水化和二次水化反應(yīng)。所以，砂漿在磨細(xì)礦渣粉摻量為90%吋仍具有較人強(qiáng)度。然而單獨(dú)采用磨細(xì)礦渣粉時(shí)，由于磨細(xì)礦渣的火山灰效應(yīng)沒有得到發(fā)揮，強(qiáng)度則明顯下降。摻和料復(fù)摻二次水化及其對(duì)高性能混凝土孔結(jié)構(gòu)的影響在水泥凈漿中雙摻粉煤灰和礦渣，雖然兩者

6、的活性相差較大，但二者的化學(xué)成分具有互補(bǔ)性。在水泥石的后期發(fā)展上，主要是水泥熟料水化析出的Ca(OH)2,通過液相擴(kuò)散到粉煤灰球形玻璃體表面，促使粉煤灰發(fā)生“二次水化反應(yīng)”，表現(xiàn)出“疊加效應(yīng)”。“疊加效應(yīng)”產(chǎn)生是有條件的：一是細(xì)度，二是最佳比例。同吋摻入粉煤灰和礦渣一方面填充了水泥水化和硬化過程中殘留的孔隙，另一方面，復(fù)合摻合料中的細(xì)微顆粒均勻分散到水泥漿體中會(huì)成為大量水化產(chǎn)物的核心，隨著水化過程的進(jìn)展，這些細(xì)微顆粒及其水化產(chǎn)物填充了水泥石的空隙，從而改善了水泥漿體的孔結(jié)構(gòu)。硅灰與粉煤灰復(fù)合時(shí)，混凝土總孔隙率和毛細(xì)孔隙率較單摻混凝土能進(jìn)一步降低這與C+FA+SF三元膠凝體系的密實(shí)填充

7、性能改善和復(fù)合膠凝效應(yīng)相關(guān)，起到了一定優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。相對(duì)單摻粉煤灰的混凝土而言，硅灰與粉煤灰雙摻混凝土孔隙率下降，毛細(xì)孔孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，說明粉煤灰與硅灰復(fù)合雙摻取代部分水泥起到一定的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用。磨細(xì)的礦渣粉和硅灰雙摻，與水泥構(gòu)成三元復(fù)合膠凝材料時(shí)可以改善混凝土性能。當(dāng)摻合料的活性組分與水泥水化生成的Ca(OH)2作用時(shí)，可以生成低堿度的水化產(chǎn)物同吋改善凝膠體的質(zhì)量，由于礦物摻合料的作用，硬化水泥漿體的密實(shí)度提高，從而增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B透性能。參考文獻(xiàn)：