矿物掺合料在混凝土中的应用技术

粉煤灰掺合料对混凝土的影响 发表时间：2012-03-30T17:07:55.123Z 来源：《时代报告》2012年第1月（上）供稿作者：彭明1高虎2 [导读] 在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。 彭明1高虎2 无锡建邦混凝土有限公司江苏省无锡 214142 中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：41-1413（2012）01-0000-01 摘要：在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。在混凝土生产中，掺入矿粉和粉煤灰等矿物掺合料，可以改善混凝土的工作性、内部结构和后期强度等，并能很好地抑制混凝土的碱－集料反应。本文主要介绍了在混凝土中掺入粉灰对混凝土的工作性及耐久性的影响。同时，讨论混凝土中粉煤灰的最大与最佳掺量，以期更好地做到节约资源保护环境的目的。 关键词：混凝土；粉煤灰；混凝土性能 1 前言 混凝土是当今世界上用量最大的人造材料，由于其原料丰富、价格低廉、制备简单、相对耐久性好等不可取代的优点，在今后相当长的时间里，仍将是最主要的建筑材料。我国在2003年，水泥产量已高达8.25亿吨，混凝土用量达15亿方，已是世界首位。目前，我国每年用在建造房屋和铁路、桥梁等基础建设上的混凝土就要40亿方。相应地，我国水泥产量逐年增长，在2007年就已占世界水泥总量的50%以上。世界范围来看，建筑业消耗了世界资源近40%。这些，给我国和世界的资源和生态都带来了巨大的压力和负担。 另外，我国每年的生产的粉煤灰达2.5亿t。粉煤灰这样的工业副产品中含有少量的重金属。大量的粉煤灰如果得不到有效的利用，将会造成土地、空气和地下水污染。而在混凝土中掺入粉煤灰，可以钳制粉煤灰中绝大多数的有害金属，使之安全地与水泥水化产物结合。 所以，在保证混凝土性能――甚至有可能的话，提高混凝土的一些性能――的前提下，在混凝土的生产中，合理地掺入工业生产中的矿物废弃物作为混凝土中的矿物掺合料，替代原生产中的水泥，无论是对社会还是对生态，都有着积极意义。 1982年，英国Sarwick机场的停机坪扩建工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰的混凝土进行了对比。所用粉煤灰混凝土中粉煤灰掺量达到了46%。该工程经运行4年后所拍的照片清楚地显示出：与纯硅酸盐水泥混凝土相对照，掺粉煤灰混凝土道面表面层抗滑构造基本完好，而前者已坑坑点点，受到一定的破坏。 这一实例有力地说明了，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，不仅可以减少混凝土中水泥的使用，节约成本，保护环境；更是能够提高混凝土如耐久性等的一些性能。 2 粉煤灰的性质 2.1 粉煤灰的化学成分 查阅了相关资料后发现，不同国家，不同地区的粉煤灰的化学成分的差别很大。(表2-1) 表2-1 一些国家粉煤灰的氧化物[] 但是，粉煤灰的化学成分对粉煤灰的品质影响并不大，重要的是矿物成分和颗粒形貌（粒径和形状），它们决定着粉煤灰对混凝土性能的影响。 2.2 粉煤灰的矿物成分 粉煤灰的火山灰活性主要取决于玻璃相的数量和组成。经过超高温处理后的粉煤灰通常含有60%~90%的下玻璃体，而玻璃体的化学成分和活性又主要取决于钙的含量。 由烟煤产生的低钙粉煤灰中主要的晶体矿物是石英、莫来石、硅线石等，这些矿物不具备任何的火山灰活性。高钙粉煤灰中的晶体矿物主要是石英、铝酸三钙、硫铝酸钙、硬石膏、游离氧化钙等。所以高钙粉煤灰会具有较高的活性。 2.3粉煤灰的颗粒特性 一般来说，在机理上，粉煤灰掺合料对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响主要取决于颗粒的形貌，而不是化学成份。 相对于高炉矿渣等其他掺合料，粉煤灰为球形颗粒，这对于减少混凝土拌合物的需水量和提高混凝土拌合物的工作性具有积极作用。 另外，粉煤灰的火山灰活性通常与小于10μm的颗粒含量呈正比，而大于45μmr的粉煤灰颗粒很小或不具备火山灰活性。 3 粉煤灰掺合料对混凝土性能的影响

矿物质掺合料对混凝土耐久性的影响 【摘要】混凝土耐久性主要是指其抵抗物理和化学侵蚀，如冻结、高温、碳化、侵蚀等能力，混凝土耐久性不满足要求是导致铁路不能达到设计寿命和寿命降低的主要原因，本文针对高性能混凝土所使用的粉煤灰、矿渣粉等矿物质掺合料对混凝土抗渗性、抗冻性、抗裂性、抗腐蚀及抗氯离子渗透及抑制碱骨料反应等方面做出了一系列的分析和研究。 【关键词】粉煤灰；矿渣粉；混凝土；耐久性 1.前言 近年来，随着高性能混凝土在建筑行业的日益盛行，高性能混凝土所使用的矿物掺合料已得以广泛使用，粉煤灰、矿渣粉是目前铁路建设中不可缺少的矿物质材料，在我国已建和在建的铁路中得以全面使用，粉煤灰、矿渣粉等矿物质的使用不仅可以减少水泥使用量，降低成本，改善和提高混凝土工作性能和力学性能，同时能够提高混凝土耐久性，如混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等，混凝土结构耐久性满足设计与否直接影响着铁路的质量、安全及使用寿命，是铁路混凝土结构的核心。 2.粉煤灰、矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 2.1粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响 抗渗性与混凝土耐久性的关系十分密切，因为一切破坏作用的因素总是随液体或气体进人混凝土。粉煤灰在混凝土具有充填行为和致密作用，粉煤灰的致密作用是粉煤灰在混凝土中活性充填行为的综合结果，在新拌混凝土阶段，粉煤灰充填于水泥颗粒之间，使水泥颗粒解絮扩散，改善了和易性，增加浇筑密实性，从而使混凝土初始结构致密化；在硬化发展阶段，主要发挥了物理充填料的作用；在硬化后期，又发挥了活性充填料的作用，粉煤灰的活性物质在混凝土中会发生二次水化反应，使粉煤灰具有一定胶凝性，填充了水泥水化后微小孔隙，使混凝土密实度得以提高，使混凝土的抗渗性能得以大大提高，但若要最大功效地发挥粉煤灰在混凝土的抗渗功能，其在胶凝在材料中的掺量控制尤为重要，目前，在铁路桥梁施工中粉煤灰在胶材中的取代率在12%～20%为宜。 2.2矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 矿渣粉的主要成分为SiO2和Al2O3，具有超高活性，将其作为掺合料掺入水泥混凝土中，这些活性的SiO2和Al2O3即可与水泥的C2S水化产生反应，进一步形成水化硅酸钙产物，大幅度提高水泥混凝土的致密性，从而改善孔结构，减少孔隙率和最大孔径尺寸，使混凝土形成密实填充结构和细观层次的自紧密堆积体系，达到提高混凝土抗渗性能，使混凝土的水渗透系数得到明显降低，同时防止产生泌水和离析现象的发生。研究表明，采用粉煤灰与矿物掺合料双掺，同

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。

第45卷第5期2017年5月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 5 May，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.360docs.net/doc/e417868094.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.05.00 掺合料对混凝土力学性能的影响机理 吴凯1，施惠生1，徐玲琳1，高云2，叶光3 (1. 同济大学材料科学与工程学院，上海 201804； 2. 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189； 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) 摘要：系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量，采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析，研究掺合料对基体与界面过渡区(ITZ)孔结构的分别作用，深入分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能的影响机理。结果表明：掺加5%石灰石粉可细化样品孔结构，使总孔隙率及10nm以上孔的含量有所降低；掺加10%石灰石粉则会提高总孔隙率和10nm~100nm这一区间孔体积，但降低100nm以上孔的含量；掺加35%矿粉虽然减少了试件的总孔隙率及10nm以上孔的含量，但会提高10nm以下孔的体积；在大掺量矿粉时(70%)，大于10nm的毛细孔有所减少，而小于10nm的微孔含量显著增加；掺加5%石灰石粉或35%矿粉，试件56d抗压强度、动弹模量略有增加，且增加幅度随集料体积掺量增加或集料平均粒径的减小而增大；对比添加掺合料后不同区间孔的体积变化后发现，混凝土力学性能的改善主要取决于100nm以上区间即界面过渡区孔结构的优化。 关键词：界面过渡区；力学性能；压汞；掺合料；微结构 中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)05–0000–08 网络出版时间：网络出版地址： Effect of Mineral Admixture on Mechanical Properties of Concrete WU Kai1, SHI Huisheng1, XU Linglin1, GAO Yun2, YE Guang3 (1. School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) Abstract: The compressive strength and elastic modulus of concrete with slag, limestone powder, and aggregate were determined. The effect of the mineral admixture on the porosity features of cement matrix and interfacial transition zone (ITZ) was investigated, and the improved mechanism for the mechanical properties was analyzed from the ITZ microstructure point of view. The results show that 5% addition of limestone powder is able to refine the pore structure by reducing the total pore volume and the volume of pores of > 10 nm. Increasing the limestone powder replacement level to 10% can increase the total pore volume and the volume of pores between 10 and 100 nm, and reduce the volume of pores of > 100 nm. Replacing 35% of cement by slag can reduce the total porosity and the volume of pores of > 10 nm. However, the addition of large amount of slag (70%) can increase the volume of pores of < 10 nm, while the volume of pores of > 10 nm decreases. Moreover, 5% addition of limestone powder or 35% addition of slag increase the compressive strength and elastic modulus of samples cured after 56 d. This increment is more remarkable as the aggregate volume content increases or the mean aggregate size decreases. Comparing the pore volume in a specific range with those of the reference, we find that the modification of mechanical properties is more related to the variation of pores in the range of > 100 nm. Keywords: interfacial transition zone; mechanical properties; mercury intrusion porosimetry; mineral admixture; microstructure 收稿日期：2016–07–01。修订日期：2016–08–29。 基金项目：国家自然科学基金项目(51378390, 51402216, 51608382)。第一作者：吴凯(1987—)，男，博士，助理教授。Received date:2016–07–01. Revised date: 2016–08–29. First author: WU Kai (1987–), male, Ph.D. E-mail: wukai@https://www.360docs.net/doc/e417868094.html,

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。

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-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 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

矿物掺合料对高性能混凝土影响初探 摘要：优良的矿物掺合料是制备高强高性能混凝土的有效途径。目前常用的矿物掺合料有：硅粉、粉煤灰、矿渣、沸石、页岩灰等。掺合料对混凝土的力学性能，耐久性能，耐疲劳性能，早龄期收缩特性，抗氯离子渗透的能力等方面都有影响，不同掺合料对高性能混凝土影响不同。 关键词：矿物掺合料；高性能混凝土；影响 0概述 高性能混凝土技术（HPC）是当前建筑材料界的一个研究热点,提出它的目的是让人们在 现有的配制水平基础上,通过利用优质水泥、优质掺合料以及外加剂等组分的匹配,改进工艺, 使混凝土具备宜于浇筑、捣实而不离析的施工性能；能长期保持良好的力学性能；水化温峰 小,体积稳定性好，以及在严酷的工作环境下使用寿命长久的耐用性能。 近年来,随着社会和建筑业的不断发展,对高强高性能混凝土的需求日益增加。目前,世界 各地纷纷展开了高强高性能混凝土的研究与开发工作。通过研究,人们逐渐达到了一种共识， 应用优良的矿物掺合料（配以高效减水剂）是制备高强高性能混凝土的有效途径。 高性能混凝土掺合料已是高性能混凝土的重要组成部分,将其直接掺入混凝土中,该技术 已经较为成熟，并广为工程界所接受。因此,本研究项目正是适应形势的需要，既是混凝土科 学发展的需要,更是走向可持续发展之路,利国利民的需要。 1掺合料种类 常用的矿物掺合料有：硅粉、粉煤灰、矿渣、沸石、页岩灰等。除硅粉和少数粉煤灰外, 用于高强高性能混凝土的其它矿物掺合料通常需要再加工处理,以使其具有要求的性能。 1.1粉煤灰 用作高强混凝土的掺合料的粉煤灰一般选用I级灰。对于强度等级较低的混凝土，通过试 验也可选用II级灰。粉煤灰应尽可能选用需水量小且烧失量低的粉煤灰。 1.2磨细矿渣 用作高强高性能混凝土的磨细矿渣应符合下列质量要求： 比表面积宜大于4000cm2/g。需水量比宜不大于105%。烧失量宜不大于5%。 1.3磨细天然沸石粉 用作掺合料的天然沸石岩，应选用斜发沸石或丝光沸石，不宜选用方沸石、十字沸石以及 菱沸石。 磨细天然沸石粉应符合下列质量要求： 铵离子净交换量不小于110meq/100g（斜发沸石）或120 meq/100g（丝光沸石）。 细度0.08mm方孔筛余不大于10%。 抗压强度比不大于90%。 1.4硅粉 用作掺合料的硅粉应符合下列质量要求： 二氧化硅含量不小于85%（质量分数）。 比表面积（BET-N2吸收法）不小于180000 cm2/g。 密度约为2200Kg/m3。 平均粒径0.1~0.2um。 2矿物掺合料对高性能混凝土的影响：

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；

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 .

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。