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矿物掺和料对混凝土性能的影响

浏览人次:724人  发布时间:2020年8月2日

矿物掺合料:以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分,具有规定细度,掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉状材料,可分为活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料。

复合矿物掺合料:由本标准所列的两种或两种以上的矿物掺合料,按一定比例混合均匀的粉体材料。

文章将以——粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰掺和料为例,分析其对混凝土性能的影响!

一、粉煤灰

(1)显著改善混凝土拌合物的工作性能

粉煤灰最初用于混凝土的主要技术优势就是显著改善新拌混凝土的工作性能。

塌落度随着粉煤灰掺量的增加而增加,当粉煤灰超量取代时,增大浆体和骨料的比例,浆体包裹并润滑骨料颗粒,填充骨料的空隙,阻断泌水通道,削弱了混凝土的离析作用,使新拌混凝土具有更好的粘聚性和保水性。

(2)延缓混凝土的凝结时间

粉煤灰通常会延长混凝土的凝结时间,其影响与粉煤灰的掺量、细度、化学成分和混凝土的养护温度有关。在粉煤灰掺量不大的常温情况下,粉煤灰混凝土的凝结时间能够满足生产要求。

(3)有利于后期强度的增长

粉煤灰掺量影响混凝土强度,当粉煤灰掺量为20%左右时对强度影响不大,掺量大于30%时,对早期强度有明显影响,到了中后期强度达到甚至超过普通混凝土。

在粉煤灰——水泥系统中,存在着水泥熟料矿物的水化反应(一次水化反应)和粉煤灰活性成分的火山灰反应(二次水化反应),粉煤灰的活性作用和填充致密作用对后期强度有较大的贡献。

(4)对混凝土耐久性多有正面影响

混凝土的耐久性取决于混凝土的密实程度和孔结构。将细度较大,活性较高的优质粉煤灰掺入混凝土中,其水泥浆体的孔结构和密实性均优于同水胶比同龄期不掺粉煤灰的普通混凝土,混凝土耐久性较好。

二、粒化高炉矿渣粉

(1)对混凝土拌合物工作性能的影响

矿渣粉可以改善混凝土拌合物的粘聚性和坍落度损失。

(2)对混凝土凝结时间的影响

掺入矿渣粉将延长混凝土的凝结时间,混凝土的初凝、终凝时间都随着矿渣粉掺量的增加而延长,二者基本上都呈线性关系。凝结时间的延长利于夏季高温季节混凝土的输送和施工,而不利于冬季施工。

三、硅灰

(1)对混凝土工作性能的影响

大多数研究认为,由于硅灰的比表面积大,需水量较大,掺入硅灰将导致用水量的显著增大。

综合硅灰对新拌混凝土流动性、粘聚性和保水性三个方面的影响,多数研究认为:硅灰在混凝土中的掺量不大于胶凝材料用量的15%,适宜掺量为5~10%。

(2)对混凝土凝结时间的影响

一种观点认为,在水泥用量250~300Kg/m3的普通混凝土中加入掺量10%的硅灰,对混凝土凝结时间的影响很小或没有影响。

(3)对混凝土强度的影响

采用22%的硅灰等量取代硅酸盐水泥,混凝土3d、7d、28d和90d龄期的抗压强度分别提高3%、22%、77%和93%。

通过大量的研究和工程实践,硅灰的掺量不宜超过15%,合理的掺量为6%~8%,混凝土强度可提高20%。

(4)对混凝土耐久性的影响

a.硅灰可显著提高混凝土的抗渗性

由于硅灰很强的填充行为,可以填充水泥颗粒和其他粉体材料的间隙使空隙尺寸细化,从而使硬化的水泥浆体致密;同时由于硅灰的二次水化反应新生成的水化硅酸钙凝胶堵塞在毛细孔中,使毛细孔变小而且不连续。这双重作用,混凝土密实性大幅度提高。

b.硅灰能明显提高混凝土耐化学侵蚀性

由于硅灰的掺入,混凝土的密实性大幅度,因而显著提高了混凝土的抗渗性,同时由于硅灰的二次水化,减少了胶凝材料中的Ca(OH)2含量,从而能有效地抵抗各种酸根离子的渗透,提高混凝土抵抗无机酸、有机酸、硫酸盐和氯盐的侵蚀能力。

文章来源:中国混凝土网