矿物掺合料混凝土的应用正文
北京市地方标准
混凝土矿物掺合料应用技术规程
DBJ××-××-2002
1．总则
1．0．1为了科学、合理地在混凝土中应用矿物掺合料，规范各种掺合料的应用技术，达到改善混凝土性能、提高工程质量的目的，制定本规程。
1．0．2本规程适用于掺用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉和复合掺合料的各类预拌混凝土、现场搅拌混凝土和预制构件混凝土。
1．0．3应用矿物掺合料配制混凝土时，应符合本规程规定；本规程未作规定者，尚应符合国家现行的有关标准和技术规程的规定。
2．术语、符号
2．1术语
2．1．1普通混凝土：系指干密度为2000~2800kg/m3的水泥混凝土。
2．1．2基准混凝土：与掺矿物掺合料混凝土相对应的不掺矿物掺合料或外加剂的对比试验用的水泥混凝土。
2．1．3矿物掺合料：指以氧化硅、氧化铝为主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土性能，且掺量不小于5%的具有火山灰活性的粉体材料。
2．1．4粉煤灰：从电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。
2．1．5粒化高炉矿渣粉：粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（也可以添加少量石膏或助磨剂一起粉磨）达到规定细度并符合规定活性指数的粉体材料。
2．1．6硅灰：生产硅钢或硅金属时高纯度石英和煤在电弧炉中还原所得的一种超细粉末，从炉中排出废气中过滤收集而得。
2．1．7沸石粉：指天然斜发沸石岩和丝光沸石岩多孔结构的微晶矿物经破碎、磨细制成的粉体材料。
2．1．8复合掺合料：指采用两种或两种以上的矿物原料，单独粉磨至规定的细度后再按一定的比例复合、或者两种及两种以上的矿物原料按一定的比例混合后粉磨达到规定细度并符合规定活性指数的粉体材料。
2．1．9高钙粉煤灰：指氧化钙含量在8%以上或游离氧化钙含量大于1%的粉煤灰。
2．2符号
βc——取代水泥百分率（%）
m f——每立方米混凝土中的矿物掺合料用量（kg/m3）
δc——超量系数
m co——每立方米基准混凝土中的水泥用量（kg/m3）
m c——每立方米掺矿物掺合料混凝土中的水泥用量（kg/m3）
A ma——每立方米混凝土由掺合料带入的有效碱含量（kg/m3）
β——掺合料有效碱含量占掺合料碱含量的百分率（%）
K ma——矿物掺合料的碱含量（%）
3．一般规定
3．1配制强度等级为C60及C60以上的混凝土，宜采用Ⅰ级粉煤灰、Ⅰ级沸石粉、硅灰及粒化高炉矿渣粉或复合掺合料，C60以下的混凝土可采用其他等级的矿物掺合料。
3．2掺加矿物掺合料的混凝土，宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
注：当混凝土性能有较高要求并需加以严格控制时，掺加矿物掺合料的混凝土宜用硅酸盐水泥。3．3掺加矿物掺合料的混凝土宜同时掺加外加剂，外加剂与水泥及掺合料的适应性和合理掺量应由试验确定，并应符合现行国家标准的有关规定。
4．矿物掺合料的技术要求
4．1粉煤灰
4．1．1．粉煤灰质量指标应满足表4.1.1要求。
粉煤灰质量指标表4.1.1
注：1）Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土，不宜用于钢筋混凝土。当用于钢筋混凝土时，必须经过专门试验。
2）高钙粉煤灰的游离氧化钙含量不得大于2.5%且体积安定性合格。
4．1．2试验方法
1）表4.1.1中项目按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596进行。
2）游离氧化钙含量按《水泥化学分析方法》GB/T176进行；体积安定性按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346规定的试验方法进行。水泥采用42.5硅酸盐水泥，高钙粉煤灰掺量30%，并按重量等量取代水泥。
4．2粒化高炉矿渣粉
4．2．1粒化高炉矿渣粉质量指标应满足表4.2.1要求。
粒化高炉矿渣粉质量指标表4.2.1
注：当掺加石膏或其它助磨剂时，应在报告中注明其种类及掺量。
4．2．2试验方法按《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046进行。
4．3硅灰
4．3．1硅灰质量指标应满足表4.3.1要求。
硅灰质量指标表4.3.1
4．3．2试验方法
1）比表面积按《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》GB/T8074进行。
2）SiO2含量按《水泥化学分析方法》GB/T176进行。
4．4沸石粉
4．4．1沸石粉质量指标应满足表4.4.1要求。
4．4．2试验方法按《天然沸石粉在混凝土与砂浆中应用技术规程》JGJ/T112进行。
沸石粉质量指标表4.4.1
4．5复合掺合料
4．5．1复合掺合料质量指标应符合表4.5.1要求。
复合掺合料质量指标表4.5.1
注：高钙粉煤灰不宜用于复合掺合料。
4．5．2试验方法
细度（筛余）试验方法按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596进行。
其他项目试验方法按《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046进行。5．矿物掺合料的检验与验收
5．1矿物掺合料应按批进行检验，每批数量按重量计算，并应有生产单位的出厂合格证。合格证的内容应包括：厂名、合格证编号、级别、批号、出厂日期、代表数量等，并应按年度提供法定检测单位的质量检测报告。
5．2矿物掺合料的取样应符合下列规定：
5．2．1散装矿物掺合料取样时，应从连续进厂的任意3个罐体中各取试样一份，每份不少
于5.0kg，混合搅拌均匀，并用四分法缩取出比试验所需量大一倍的试样。
5．2．2袋装矿物掺合料取样时，应从每批中任抽10袋，从每袋中各取样不得少于1.0kg，按上款规定的方法缩取。
5．3矿物掺合料的检验应符合下列规定：
5．3．1粉煤灰进场时应按表4.1.1的要求对其细度、需水量比、烧失量进行检验，其它项目可根据需要进行检验。应以连续供应200t同一厂家、相同级别的粉煤灰为一批，不足200t 者应按一批计。
注：当采用高钙粉煤灰时应增加游离氧化钙和体积安定性的检验。
5．3．2粒化高炉矿渣粉进场时应按表4.2.1的要求对其比表面积、活性指数、流动度比进行检验，其它项目可根据需要进行检验。应以连续供应200t同一厂家、相同级别的粒化高炉矿渣粉为一批，不足200t者应按一批计。
5．3．3硅灰进场时应按表4.3.1的要求对其SiO2含量进行检验，其细度可根据需要进行检验。应以连续供应30t同一生产厂家的硅灰为一批，不足30t者应按一批计。
5．3．4沸石粉进场时应按表4.4.1的项目进行检验。应以连续供应120t同一厂家、相同级别的沸石粉为一批，不足120t者应按一批计。
5．3．5复合掺合料进场时应按表4.5.1的要求对其比表面积（或细度）、活性指数、流动度比进行检验，其它项目可根据需要进行检验。应以连续供应200t同一厂家、相同种类、级别的复合掺合料为一批，不足200t者应按一批计。
5．4当矿物掺合料的质量指标不符合要求时，应降级使用或按不合格品处理。
5．5矿物掺合料储存时，严禁与其他材料混杂，不得受潮。存放超过一年时应按5.3重新进行复试，合格后方可使用。
6．掺矿物掺合料混凝土的工程应用
6．1配合比设计
6．1．1设计原则
掺矿物掺合料混凝土设计要求的强度等级、强度保证率、标准差等指标应符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定，配合比设计以基准混凝土配合比为基础，按等稠度、等强度等级的原则等效置换。
6．1．2设计步骤
1、根据设计要求，按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55进行基准混凝土的配合比设计；
2、按表6.1.2-1选择矿物掺合料取代水泥百分率（βc）；
3、按所选用的取代水泥百分率（βc），求出每立方米掺矿物掺合料混凝土的水泥用量（m c）；
m c＝m co·(1-βc)
取代水泥百分率（βc）表6.1.2-1
注：1）高钙粉煤灰不得用于掺膨胀剂或防水剂的混凝土。
2）高钙粉煤灰用于结构混凝土时，根据水泥品种的不同，其掺量不应超过以下限制：矿渣硅酸盐水泥不大于10%
普通硅酸盐水泥不大于15%
硅酸盐水泥不大于20%
4、掺矿物掺合料混凝土的最大水灰比及最小水泥用量、最小胶凝材料用量应符合表6.1.2-2的要求。
最小水泥用量、胶凝材料用量和最大水灰比表6.1.2-2
注：1）掺粉煤灰、沸石粉和硅灰的混凝土应符合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55中的有关规定。
2）表中的最大水灰比为替代前的水灰比。
5、掺矿物掺合料混凝土的用水量，按基准混凝土配合比的用水量取用。
6、掺合料用量的确定
方法一：矿物掺合料等量取代水泥，通过试拌，进行混凝土配合比的调整，直到符合要求，再根据实测表观密度校正单方材料用量。
方法二，按以下步骤进行：
1）按表6.1.2-3选择矿物掺合料超量系数（δc）；
超量系数（δc）表6.1.2-3
2）按超量系数（δc）求出每立方米混凝土的矿物掺合料用量（m f）；
m f＝δc·(m co－m c)
式中：
βc——取代水泥百分率（%）
m f——每立方米混凝土中的矿物掺合料用量（kg/m3）
δc——超量系数
m co——每立方米基准混凝土中的水泥用量（kg/m3）
m c——每立方米掺矿物掺合料混凝土中的水泥用量（kg/m3）
3）计算每立方米掺矿物掺合料混凝土中水泥、矿物掺合料和细集料的绝对体积，求出矿物掺合料超出水泥的体积；
4）按矿物掺合料超出水泥的体积，扣除同体积的细集料用量；
5）根据计算的掺矿物掺合料混凝土配合比，通过试拌，进行混凝土配合比的调整，直到符合要求；
7、外加剂的掺量应按胶凝材料总用量的百分比计。
6．1．3碱含量计算
每立方米混凝土由矿物掺合料带入的有效碱含量可由下式计算：
A ma＝β·m f·K ma
式中：
A ma——每立方米混凝土由掺合料带入的有效碱含量（kg/m3）
m f——每立方米混凝土中的矿物掺合料用量（kg/m3）
β——掺合料有效碱含量占掺合料碱含量的百分率（%）
K ma——矿物掺合料的碱含量（%）
β值可根据掺合料的种类，由表6.1.3确定。
掺合料有效碱含量换算系数（%）表6.1.3
注：粉煤灰与沸石粉复合时，β1取15%；
粒化高炉矿渣粉与硅灰复合时，β1取50%；
其他两种或两种以上材料复合时，β1取30%。
6．2搅拌与运输
6．2．1掺矿物掺合料混凝土宜采用强制式搅拌机搅拌。
6．2．2各种矿物掺合料的计量应按重量计，每盘计量允许偏差不应超过±2%，累计计量允许偏差不应超过±1%。
注：累计计量允许偏差是指每一运输车中每盘混凝土的材料计量和的偏差。该项指标仅适用于采用微机控制计量的搅拌站。
6．2．3掺矿物掺合料混凝土搅拌时宜采用二次投料法，即先投入粗细集料和1/3的水搅拌10s后，再投入水泥、矿物掺合料、剩余2/3的水及外加剂。
6．2．4掺矿物掺合料混凝土搅拌时间宜适当延长，以确保混凝土搅拌均匀。
6．2．5掺矿物掺合料混凝土运输时，应保持混凝土拌合物的匀质性，不应发生分层离析现象。6．3浇筑与成型
6．3．1掺矿物掺合料混凝土浇筑时实测坍落度与要求坍落度之间的允许偏差应符合表6.3.1的要求。
混凝土坍落度与要求坍落度之间的允许误差（mm）表6.3.1
6．3．2掺矿物掺合料混凝土浇筑时，应避免漏振或过振。振捣后的混凝土表面不应出现明显的掺合料浮浆层，如出现浮浆层应处理干净。
6．3．3掺矿物掺合料混凝土抹面时，应至少进行二次搓压。最后一次搓压应在泌水结束、初凝前完成。
6．4养护
6．4．1掺矿物掺合料混凝土成型完毕后，应及时养护，混凝土表面应覆盖并保持湿润。
注：对水灰比小于0.40的掺矿物掺合料混凝土浇筑成型后应立即覆盖。
6．4．2掺矿物掺合料混凝土的潮湿养护时间不宜少于7d，有缓凝和抗渗要求的掺矿物掺合料混凝土的潮湿养护时间不宜少于14d。
6．4．3掺矿物掺合料混凝土蒸养时应符合下列要求：
1、成型后预养温度不宜高于45℃，预养（静停）时间不得少于1h。
2、蒸养时升温速度宜为15-20℃/h，恒温温度不宜超过85℃，降温速度宜为15-35℃/h。6．5质量检验和评定
6．5．1掺矿物掺合料混凝土的质量检验和评定，按国家现行标准执行。设计允许时，强度验收龄期宜为60d或90d。
6．5．2掺引气剂和矿物掺合料的混凝土，每工作班应至少测定一次含气量，其测定值的允许偏差为±1.5%。
7．掺矿物掺合料混凝土的冬期施工
7．1当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，掺矿物掺合料混凝土结构工程应采取冬期施工措施，并应及时采取气温突然下降的防冻措施。
7．2冬期施工时掺矿物掺合料混凝土的最小水泥用量、最小胶凝材料用量以及最大水灰比应符合表6.2.3的规定。
7．3冬期施工掺矿物掺合料和防冻剂的混凝土受冻临界强度应符合以下要求：
1、当室外最低气温不低于－10℃时，受冻临界强度不得小于4.0MPa；
2、当室外最低温度不低于－20℃时，受冻临界强度不得小于5.0MPa。
7．4冬期施工掺矿物掺合料混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。7．5用于掺矿物掺合料混凝土中的防冻剂不得含有氯盐及对人体健康和环境有毒有害的物质。
7．6其它有关规定按照《建筑工程冬期施工规程》JGJ104执行。
本规程用词说明
1．为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1）表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。
2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。
3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。
2．条文中指定按其他有关标准执行的写法为“应按……执行”或“应符合……的规定”。
矿物掺合料在混凝土应用
矿物掺合料在混凝土应用 一、矿物掺合料定义及分类 1．矿物掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细混合材，它是指在混凝土或砂浆搅拌前或搅拌中加入的，具有一定细度和活性的用于改善新拌混凝土的性能(特别耐久性)的某些矿物类产品。 2．掺合料按其性质可分为两类，活性掺合料和非活性掺合料。目前使用矿物掺合料绝大多数是具有一定活性的掺合料、如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、天然沸石粉等。复合矿物掺合料指这些掺合料的复合物。 二、矿物掺合料的作用机理 1．掺合料不仅可以取代部分水泥、减少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。 2．矿物掺合料特别是磨细矿物掺合料用作混凝土的掺合料能改善或提高混凝土的综合性能，其作用机理在于磨细矿物掺合料在混凝土中具有填充效应、火山灰效应和形态效应等。 (1)填充效应 混凝土为连续级配颗粒堆积体系，粗集料的间隙由细集料填充，细集料的间隙由水泥颗粒填充，水泥颗粒之间的间隙则需要更细的颗粒来填充，增加混凝土密实性，改善混凝土的和易性。填充作用的另一好处是增加黏聚性，防止混凝土泌水离析，改善可泵性。(2)火山灰效应 水泥从加水拌合开始与水结合发生水化反应，产生各种水化产
物。C-S-H(水化硅酸钙)，Ca(OH)2(氢氧化钙)，Aft和Afm水化铝酸钙和水化硫铝酸钙等。随着水泥水化进行，生成氢氧化钙。混凝土中掺入磨细掺合料吸收水泥水化时形成的氢氧化钙，且能促进水泥进一步水化生成更多有力的水化硅酸钙凝胶，使集料接口区的氢氧化钙晶粒变小，改善了混凝土微观结构，掺合料通过二次水化反应改善混凝土的抗渗性，提高混凝土密实度。水泥浆体的孔隙率明显下降，强化了集料和胶凝从材料粘接力混凝土更加密实，使混凝土物理力学性能大大提高。 (3)形态效应 有些磨细矿物掺合料，如粉煤灰颗粒是煤粉在高温燃烧过程中形成的，绝大多数为玻璃微珠，这些玻璃体光滑、致密、粒细，比表面积小又有级配，能减少颗粒间的摩阻力，从而减少混凝土的用水量起到减水作用。
混凝土掺合料
第四章混凝土掺合料 在混凝土拌和物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加人的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。 用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用，或化学作用很小，如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。活性矿物掺合料虽然本身不水化或水化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca(OH)：反应，生成具有水硬性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣，火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。 通常使用的掺合料多为活性矿物掺合料。由于它能够改善混凝土拌和物的和易性，或能够提高混凝土硬化后的密实性、抗渗性和强度等，因此目前较多的土木工程中都或多或少地应用混凝土活性掺合料。特别是随着预拌混凝土、泵送混凝土技术的发展应用，以及环境保护的要求，混凝土掺合料的使用将愈加广泛。 活性矿物掺合料依其来源可分为天然类、人工类和工业废料类(表4—1)。 本章着重介绍粉煤灰、沸石粉和硅粉等几种活性矿物掺合料。 第一节粉煤灰 粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。 粉煤灰有高钙粉煤灰和低钙粉煤灰之分，由褐煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量较高(一般大于10％)，呈褐黄色，称为高钙粉煤灰，它具有一定的水硬性；由烟煤和无烟煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量很低(一般小于10％)，呈灰色或深灰色，称为低钙粉煤灰，一般具有火山U灰活性。 低钙粉煤灰来源比较广泛，是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。用其做掺合料有两方面的效果。 (1)节约水泥。一般可节约水泥10％～15％，有显著的经济效益。 (2)改善和提高混凝土的下述技术性能：①改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹 第63页 面性；②降低了混凝土水化热，是大体积混凝土的主要掺合料；③提高混凝土抗硫酸及硫酸盐侵蚀的性能；④提高混凝土抗渗性；⑤抑制碱集料反应。 一。化学成分及主要技术性能 (一)化学成分 粉煤灰的化学成分因煤的品种及燃烧的条件不同而存在一定的差异，但其主要的成分还是SiO2、A12O3和Fe2O，等，它们的总含量约占粉煤灰质量的75％以上。表4—2中给出了我国一些产煤地区煤种的粉煤灰化学成分及烧失量的统计指标。
矿物掺合料取样与检验
第六章矿物掺和料 第一节概述 矿物掺合料是以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成份，并具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的活性粉体材料。矿物掺和料在混凝土中科学、合理的应用是为了达到改善混凝土的性能，提高工程质量，延长混凝土结构物使用寿命。矿物掺合料可包括粉煤灰、粒化高炉矿渣主要可分以下几种： 一、用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005） 粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集的粉体材料，包括原状粉煤灰和磨细粉煤灰，分为F类和C类。 F类粉煤灰：由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。 C类粉煤灰：由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%。 拌制混凝土和砂浆用粉煤灰分为三个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。 二、、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（GB/T18046-2008） 以粒化高炉矿渣为主要原料，可掺加少量石膏磨制成一定细度的粉体。简称矿渣粉。 分为：S105、S95、S75三个等级。 三、硅灰 在冶炼硅铁合金或工业硅时通过烟道排出的粉尘，经收集得到的无形二氧化硅为主要成分的粉体材料。 四、复合矿物掺合料
由二种以上矿物掺合料按一定比例复合后的粉体材料。 五、用于水泥和混凝土中的钢渣粉（GB/T20491-2006） 由符合YB/T022标准规定的转炉或电炉钢渣（简称钢渣），经磁选除铁处理后粉磨达到一定细度的产品。 粉磨时允许加入适量符合GB/T5483的石膏和符合JC/T667的水泥粉磨工艺外加剂。 分为一级和二级。 第二节依据标准 1.《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005） 2.《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》（GB/T20491-2006） 3.《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2008） 4.《混凝土矿物掺合料应用技术规程》（DB21/T1891-2011） 5.《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011） 6.《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GBJ146-1990 第三节检验内容和使用要求 1．检验内容 （1）粉煤灰的主要控制项目应包括：细度、需水量比、烧失量和三氧化硫含量，C类粉煤灰的主要控制项目还应包括游离氧化钙含量和安定性。 （2）粒化高炉矿渣粉的主要控制项目应包括：比表面积、流动度比和活性指数。 （3）复合矿物掺合料的主要控制项目应包括：细度、烧失量。（4）硅灰主要控制项目应包括：比表面积、二氧化硅含量。（5）钢渣粉的主要控制项目应包括比表面积、流动度比和安定性。
大掺量矿物掺合料混凝土施工应用 (1)
大掺量矿物掺合料混凝土施工应用-建筑论文 大掺量矿物掺合料混凝土施工应用 郑博 （中铁二十一局集团有限公司，甘肃兰州730000）【摘要】本文介绍大掺量矿物掺合料混凝土的组成，阐述大掺量矿物掺合料混凝土的特点，经过实际工程研究其优势，并简述其施工应用。 关键词混凝土；掺合料；施工应用 现在，越来越多的工程都在利用矿物掺合料。在实际工程中，大掺量矿物掺合料混凝土，特别是大掺量粉煤灰混凝土，具有低水化温升，强度成长快的优点，并能有效改进混凝土结构的抗开裂性，不但简化混凝土生产程序，节约工程投资，而且减少能源消耗、保护环境和提高经济效益，适用于大体积混凝土。 1 简介 大掺量矿物掺合料混凝土是指在混凝土拌合时添加拥有一定细度和活性的用于改良新拌合硬化混凝土性能的矿物掺合料（如粉煤灰，磨细矿渣粉，硅灰粉等）的比例在40%以上的混凝土。矿物掺合料可单独使用，也可复合运用。对大体积混凝土来说，通常使用粉煤灰，有时也将粉煤灰和磨细矿渣粉混合使用。 2 作用 伴随着现代建筑业的迅猛发展，建筑工程多采用大跨度、重荷载的结构形式，超高层及高层建筑物的荷载相对较大，设计常采用厚而大的钢筋混凝土筏板基础，因此对混凝土的强度和耐久性要求越来越高。施工时，为了保证钢筋混凝土筏板结构的完整性，达到设计承载力，通常采用整体浇筑，除沉降后浇带外，不留其他后浇带。并且还要严格控制混凝土结构内部的温升不能偏高，防止因过大
的温度收缩而导致混凝土开裂。 在混凝土水化硬化时，一定伴随着体积收缩。混凝土结构中所存在的各类约束条件作用下，如果混凝土体积收缩过大，就会产生开裂，会对混凝土的承载力和耐久性有不利作用。为了避免混凝土收缩开裂、增加混凝土的耐久性，施工时用矿物掺合料代替一定量的水泥就是最好的选择。 在制定混凝土配合比时，加入适量的矿物掺合料不但可以减少水泥的使用，使混凝土的水化热温升减慢，而且因为掺合料的形态、微集料和火山灰效应有效提高了混凝土的工作性，不仅增加了混凝土的后期强度，且使混凝土的内部结构发生改善，所以提高了混凝土的抗开裂性及耐久性。 3 特点 大掺量矿物掺合料混凝土的特点是水胶比低、胶凝材料使用量大、水泥用量低。其结构性能的特点是：初期强度发展慢，后期强度稍低；干缩较大，抗碳化性较差；水化温升值和温升速度相对较低。因为矿物掺合料的水化反应程度受温度影响较大，混凝土结构中水泥的水化热能使其反应加快，性能提升。因此大掺量矿物掺合料混凝土，尤其是大掺量粉煤灰混凝土在实际结构中的强度要高于试验室试件。 掺合料混凝土所用水泥量小，并使工业废渣得以利用，降低了CO2的排放，增加了混凝土的绿色度。 表1 某高层住宅建筑底板的混凝土配合比
混凝土矿物掺合料分类及使用注意事项
混凝土矿物掺合料分类及使用注意事项 一、混凝土矿物掺合料有哪些?怎样检验? 混凝土矿物掺合料检验的技术要求见表 二、粉煤灰定义 粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后排出的烟道飞灰。发电厂将磨成一定细度的煤粉置于锅炉中,经1100~1500℃高温煅烧后,收集到的细灰,称为粉煤灰。粉煤灰中的炭在高温下已经被烧掉,而其所含的页岩及黏土被熔融成液滴,当它们被烟气带出急剧冷却时,即形成粒径在1~50um的微球状颗粒。根据电厂采用的煤源不同,粉煤灰的活性和化学成分也不同,但主要含有活性二氧化硅(Si02)、活性三氧化二铝（Al203)、氧化铁（Fe2O3)等。
1.为什么要在预拌混凝土中掺入粉煤灰? 因为粉煤灰中含有许多活性组分,掺入混凝土中可以与水泥水化放出的Ca(OH)。发生化学反应,生成对后期强度有贡献的水化产物,如水化硅酸钙、水化铝酸钙等,这些凝胶体填充混凝土中的空隙,减少混凝土收缩,同时提高混凝土密实性、耐久性,即所谓火山灰效应、填充效应和微骨料效应,此外,由于粉煤灰在显微镜下看是由无数玻璃球体构成,因此加入到混凝土中时,犹如许多滚珠,可减少用水量,提高混凝土的流动性、可泵性、保塑性,减少混凝土泌水,即所谓形态效应。所以粉煤灰已是混凝土中必不可少的一种组分。 2.什么是F类、C类粉煤灰? 粉煤灰是根据它含游离氧化钙的量来分类的,可分为F类（低钙灰)、C类（高钙灰)和复合灰。C类粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较高的粉煤灰。由于C类粉煤灰中含有较高的游离氧化钙,容易出现安定性不良问题,因此为保证工程质量,对C类粉煤灰要求:在水泥中掺30%煤灰后,其雷氏法安定性应合格,当实际工程中粉煤灰掺量大于30%时,应按工程实际掺量进行安定性检验。 3.怎样从外观区分F类、C类粉煤灰? 粉煤灰颜色是决定其质量好坏的重要指标,F类粉煤灰颜色偏灰,C类粉煤灰偏黄,有时还发红。红色的粉煤灰铁氧化物更多,与水泥、外加剂适应性差,混凝土坍落度损失大,此时除了要做烧失量、活性、安定性试验外,还要进行混凝土配合比试验。 4.怎样从外观区分粉煤灰和石粉? 粉煤灰外观乳白色到灰黑色之间变化,阳光下用放大镜（最好用显微镜）看可见无数光滑玻璃球,手感细滑、干爽;石粉一般呈白色（也有灰色、红色),放大镜（显微镜）下呈不规则棱角状颗粒,手感粗糙、潮湿。 5.Ⅲ级粉煤灰怎么使用? Ⅲ级粉煤灰需水量比可高达115%掺入混凝土中会增加混凝土的用水量,相应带来混凝土胶凝材料用量的增加,同时Ⅲ级粉煤灰细度偏大,烧失量可达15%，其活性和后期强度均不高。另外,Ⅲ级粉煤灰较高的含碳量对混凝土的耐久性和施工质量也有不利影响,所以预应力混凝土中不宜掺用Ⅲ级粉煤灰,其他混凝土掺用Ⅲ级粉煤灰时应经过试验论证。 在大量的工程实践中,Ⅲ级粉煤灰已用于C30 及其以下的钢筋混凝土。上海建筑科学研究院曾用细度
混凝土掺合料
混凝土掺合料 在混凝土拌合物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加入的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。 用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用，或化学作用很小，如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ｃa(OH)２，生成具有水硬性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。 活性矿物掺合料依其来源可分为天然类、人工类和工业废料类(表4—25) 一、粉煤灰 粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。 粉煤灰有高钙粉煤灰和低钙粉煤灰之分，由褐煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量较高(一般CaO>10％)，呈褐黄色，称为高钙粉煤灰，它具有一定的水硬性；由烟煤和无烟煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量很低(一般CaO<10％)呈灰色或深灰色，称为低钙粉煤灰，一般具有火山灰活性。
低钙粉煤灰来源比较广泛，是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。用其做掺合料有两方面的效果： 1．节约水泥： 一般可节约水泥10％～15％，有显著的经济效益。 2．改善和提高混凝土的下述技术性能 (1)改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹面性； (2)降低了混凝土水化热，是大体积混凝土的主要掺合料； (3)提高混凝土抗硫酸盐性能； (4)提高混凝土抗渗性； (5)抑制碱骨料反应。 国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GBl596—91)将粉煤灰分为三个等级 配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下工程和水下工程混凝土、压浆和碾压混凝土等，均可掺用粉煤灰。 粉煤灰用于混凝土工程，常根据等级，按《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJl46—90)规定： (1)I级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土；
大掺量矿物掺合料复合水泥浆体的化学结合水与孔结构的研究(热重法与孔结构)资料
摘要 粉煤灰和硅灰现已成为高性能水泥中必不可少的性能调节型辅助性胶凝材料，确定水泥浆体中粉煤灰或硅灰的反应程度，对评价它们的反应活性及其对该系结构形成的贡献、研究反应动力学等具有重要意义。本论文以复掺硅灰、粉煤灰的水泥浆体为研究对象，通过测定掺粉煤灰和硅灰复合水泥浆体不同龄期的非蒸发水量来了解粉煤灰和硅灰对水泥水化过程的影响。实验用简单干燥的方法测量非蒸发水量。随着水化龄期的增加，初期非蒸发水含量逐渐上升，随后略有下降，后期非蒸发水含量又逐渐增加；随着硅灰含量的增加，早起水化速率逐渐增加；粉煤灰有助于水泥后期水化进程。同时利用氮吸附法测量水泥石孔结构，从而在微观孔结构和宏观干缩建立了关联。加入硅灰和粉煤灰都极大的改善了孔径分布，使孔径范围不断缩小，硅灰和粉煤灰皆具有填充效应，在水化早期硅灰对孔结构的影响主要是水化反应生成硅酸钙凝胶，粉煤灰在早期则起着填充效应，实验表明它们对改善0-20nm范围的孔径尤为显著。 关键词：硅灰、粉煤灰、非蒸发水、复合水泥浆体、孔结构。
Abstract Fly ash and silica fume have become absolutely necessarily bindingmaterials in cement industry. To make sure the reaction degree of fly ash and silica fumein cement pastes is very important. It is significant in evaluating thereactiveactivity of fly ash and silica fume, estimating the contribution to thestructure，researching the reactive kinetics. This thesis acted complex-doped silica fume, fly ash cement paste as the research object by measuring the non-evaporative water of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages understood the role of the fly ash and silica fume in the cement hydration process .The experiment used a simple method of drying to measure non-evaporative water weight of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages. The method came with the hydration increased, the initial non-evaporating the water content increased gradually; then decreased slightly, the non-evaporating the water content has increased gradually in the late hydration process; the early hydration rate gradually increased with silica fume content increasing; fly ash contribute to the late cement hydration process. Observed by scanning electron microscopy experiments that the reaction time of fly ash in the composite paste was very long and the silica fume could quickly respond to the cement hydration products. And pore structure of cement paste was observed by using N2adsorption measurement, these results could establish a relevance between the micro porestructure and macroscopical drying shrinkage.Adding silica fume and fly ash have greatly improved the pore size distribution. The pore size range is shrinking with filling effect of silica fume and fly ash .In the early hydration of silica fume on pore structure of the hydration reaction is mainly calcium silicate gel, fly ash is played in the early filling effect, experiments show that they improve the range of 0-20nm pore size is particularly significant. Keywords: Silica fume, Fly ash, non-evaporative water, Composite cement paste, Drying shrinkage, Cement paste pore structure .
矿物掺合料混凝土的应用正文
北京市地方标准 混凝土矿物掺合料应用技术规程 DBJ××-××-2002 1．总则 1．0．1为了科学、合理地在混凝土中应用矿物掺合料，规范各种掺合料的应用技术，达到改善混凝土性能、提高工程质量的目的，制定本规程。 1．0．2本规程适用于掺用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉和复合掺合料的各类预拌混凝土、现场搅拌混凝土和预制构件混凝土。 1．0．3应用矿物掺合料配制混凝土时，应符合本规程规定；本规程未作规定者，尚应符合国家现行的有关标准和技术规程的规定。 2．术语、符号 2．1术语 2．1．1普通混凝土：系指干密度为2000~2800kg/m3的水泥混凝土。 2．1．2基准混凝土：与掺矿物掺合料混凝土相对应的不掺矿物掺合料或外加剂的对比试验用的水泥混凝土。 2．1．3矿物掺合料：指以氧化硅、氧化铝为主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土性能，且掺量不小于5%的具有火山灰活性的粉体材料。 2．1．4粉煤灰：从电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。 2．1．5粒化高炉矿渣粉：粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（也可以添加少量石膏或助磨剂一起粉磨）达到规定细度并符合规定活性指数的粉体材料。 2．1．6硅灰：生产硅钢或硅金属时高纯度石英和煤在电弧炉中还原所得的一种超细粉末，从炉中排出废气中过滤收集而得。 2．1．7沸石粉：指天然斜发沸石岩和丝光沸石岩多孔结构的微晶矿物经破碎、磨细制成的粉体材料。 2．1．8复合掺合料：指采用两种或两种以上的矿物原料，单独粉磨至规定的细度后再按一定的比例复合、或者两种及两种以上的矿物原料按一定的比例混合后粉磨达到规定细度并符合规定活性指数的粉体材料。 2．1．9高钙粉煤灰：指氧化钙含量在8%以上或游离氧化钙含量大于1%的粉煤灰。