【揭秘混凝土】第32篇：矿粉简介
混凝土原料-矿粉篇
混凝土三大胶材中的矿粉，全称是粒化高炉矿渣粉。
想当年笔者刚入行时以字面意思理解，以为矿粉就是破碎石头后残渣磨细的产物呢。
现在百度百科搜索关键字“矿粉”也是有两条解释。
第二条概念才是混凝土中应用的胶材-粒化高炉矿渣粉简称矿粉。
粒化高炉矿渣是在高炉冶炼生铁（炼钢得到的叫钢渣）时所得，以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，高温状态下经水淬急冷来不及结晶而形成的细颗粒状玻璃态物质。
一、矿渣在水泥工业中的综合利用主要经历了三个阶段第一阶段（1995年以前）粒化高炉矿渣主要是用作水泥混合材使用。
以混合粉磨为主。
矿渣由于比水泥熟料难磨，在水泥中的掺量有限，一般不超过30%。
第二阶段（1995-2000年）学习国外先进技术，矿渣粉作为高性能混凝土的掺合料，在建筑工程中推广应用。
但要求矿渣粉比表面积要达到600㎡/Kg 以上，当时国内仅有几家粉磨站可生产。
主要原因是进口设备价格贵、生产线投资相当大。
第三阶段（2000年后）矿渣粉最经济的粉磨细度应控制在400㎡/Kg左右。
这样的矿渣粉既能直接供给混凝土搅拌站作掺合料，又能与熟料、石膏混合生产普通硅酸盐水泥。
随着国内生产技术的进步，矿渣粉的细度；稳定性得到了相当大的改善。
二、矿渣粉的生产过程在高炉炼铁过程中，出了铁矿石和燃料（焦炭）外，为了降低冶炼温度，还要加入适当数量的石灰石和白云石作为助溶剂。
它们在高炉内分解所得到的氧化钙、氧化镁和铁矿石中的废矿、以及焦炭中的灰份相熔化，生成了以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经空气或水急冷处理，形成粒状颗粒物，这就是矿渣。
矿渣中含有95%以上的玻璃体和硅酸二钙，硅黄长石、硅灰石等矿物，与水泥成分接近。
如果未经淬水的矿渣，其矿物形态呈稳定型结晶体。
只有少部分的硅酸二钙具有一定水化活性。
这里可以理解为通过水淬急冷处理手段将一定的能量“封印”到矿渣中了。
这种“能量”（活性）可以在碱性条件下激发出来。
混凝土中添加超细矿粉的原理与作用
混凝土中添加超细矿粉的原理与作用一、前言混凝土是一种重要的建筑材料，其性能直接影响着建筑物的质量和使用寿命。
随着科技的不断发展，人们对混凝土的性能要求也越来越高。
超细矿粉作为混凝土掺合料，可以有效地改善混凝土的性能，提高混凝土的力学性能、耐久性能和抗裂性能。
本文将从超细矿粉的物理化学性质、掺入混凝土的原理与作用、使用注意事项等方面进行详细介绍。
二、超细矿粉的物理化学性质超细矿粉是指粒径小于10微米的矿物粉末，具有很高的表面积和反应活性。
常见的超细矿粉有硅灰石粉、煤矸石粉、钢渣粉、石灰石粉等。
这些超细矿粉具有以下的物理化学性质：1. 高比表面积：超细矿粉的比表面积很大，可以达到10000平方米/千克以上，因此具有很高的反应活性，能够与水、水泥等混凝土材料充分反应，产生新的水化产物。
2. 细度高：超细矿粉的粒径很小，可以达到0.1微米以下，因此可以填充混凝土中的微观孔隙，减小混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性和耐久性。
3. 化学成分稳定：超细矿粉的化学成分较为稳定，不会与混凝土中的其他成分发生化学反应，从而不会影响混凝土的性能。
4. 吸水性强：超细矿粉的吸水性很强，可以吸收混凝土中的自由水和孔隙水，从而提高混凝土的强度和耐久性。
三、超细矿粉掺入混凝土的原理与作用超细矿粉作为混凝土掺合料，可以在以下几个方面起到作用：1. 改善混凝土的力学性能：超细矿粉可以填充混凝土中的孔隙和细缝，提高混凝土的密实性和强度。
同时，超细矿粉可以与水泥和其他混凝土材料充分反应，形成新的水化产物，增强混凝土的力学性能。
2. 提高混凝土的耐久性能：超细矿粉可以填充混凝土中的微观孔隙，减小混凝土的孔隙率，从而降低混凝土的渗透性和氯离子渗透性，提高混凝土的耐久性和抗渗性。
3. 提高混凝土的抗裂性能：超细矿粉可以填充混凝土中的微观孔隙，减小混凝土的孔隙率，从而降低混凝土内部的应力集中，提高混凝土的抗裂性能。
4. 促进混凝土的早期强度发展：超细矿粉可以与水泥和其他混凝土材料充分反应，形成新的水化产物，从而促进混凝土的早期强度发展。
矿粉的作用
矿粉的作用矿粉是一种常用的矿石粉末材料，主要由粉煤灰、石灰石等矿石经过研磨、筛分等工艺制得。
矿粉具有多种作用，被广泛应用于建筑材料、混凝土、道路施工等领域。
第一，矿粉可以作为混凝土掺合料，改善混凝土性能。
正常的混凝土常使用水泥作为胶结材料，但水泥生产占用大量非可再生的石灰石资源，并产生大量二氧化碳排放。
而矿粉不仅可以部分替代水泥，减少对石灰石的需求，还可以提高混凝土的强度、增加耐久性，从而降低建筑物的维护成本。
同时，矿粉还可减少混凝土的收缩和开裂，提高耐久性，改善施工工艺。
第二，矿粉可以改善道路建设和维护。
在道路基层施工过程中，掺入适量的矿粉可以增加道路基层的抗裂性能、抗弯强度和抗压强度。
矿粉还可以与水泥、石灰等材料结合，形成一定的物理骨架，改善基层土壤的稳定性和抗腐蚀性。
此外，矿粉还能改善道路表面的稳定性和平整度，减少车辆行驶时的颠簸和噪音。
第三，矿粉还可以用于建筑材料的制备。
通过掺入适量的矿粉，可以改善石膏、砂浆、砖块等建筑材料的性能。
矿粉与其他材料的反应，能够改变材料的物理和化学性质，提高建筑材料的强度和耐久性。
同时，矿粉作为添加剂使用，可以使建筑材料具有更好的加工性能，提高生产效率。
第四，矿粉还具有环保作用。
由于矿粉是回收利用煤矿和石灰石等资源的副产品，因此可以减少对自然资源的消耗和矿石开采的环境污染。
同时，矿粉的使用还可以减少水泥生产过程中产生的大量二氧化碳排放，对环境保护具有积极的意义。
综上所述，矿粉作为一种常用的矿石粉末材料，具有多种重要的作用。
它可以作为混凝土掺合料，改善混凝土性能，减少对水泥的需求，降低建筑物的维护成本。
此外，矿粉还可以改善道路基层的性能，提高道路的稳定性和耐久性。
同时，矿粉也可以改善建筑材料的性能，并具有环保作用。
因此，矿粉在建筑材料、混凝土、道路施工等领域的应用前景广阔。
矿粉对混凝土性能的影响
矿粉对混凝土性能的影响矿粉是指以煤炭、石灰石、钢铁渣等为原材料进行磨磨制成的细粉，是一种常见的混凝土掺合料。
矿粉掺入混凝土中，能够调节混凝土的性能，包括提高强度和耐久性、改善混凝土的工作性能等。
本文将介绍矿粉对混凝土性能的影响。
矿粉掺入混凝土的好处矿粉能够掺入混凝土中的好处包括：•矿粉可以填充混凝土内部的微孔和毛细孔，提高混凝土密实度，从而增加混凝土的强度和耐久性。
•矿粉中的微粒子可以使混凝土中的水泥水化反应更加充分，提高混凝土的强度。
•矿粉可以调节混凝土的工作性能，比如提高混凝土的抗裂性能、改善混凝土的流动性和坍落度等。
矿粉掺量对混凝土性能的影响矿粉的掺入量对混凝土的性能有很大的影响。
以下是矿粉掺入不同量对混凝土性能的影响。
强度矿粉的掺入对混凝土的强度有影响，当矿粉的掺入量不超过30%时，混凝土的强度会有所提高。
但是如果掺入量过多，混凝土的强度就会下降。
耐久性矿粉的掺入可以提高混凝土的耐久性。
矿粉能填补混凝土中的孔隙和细缝，减少混凝土中的水分渗透，从而减少混凝土的龟裂和腐蚀现象。
工作性能矿粉的掺入可以改善混凝土的工作性能，对混凝土的流动性、坍落度和抗裂性能等均有所改善。
但是，如果掺入量过多，混凝土的流动性会受到影响，难以进行施工，并且混凝土会变得更加脆弱。
矿粉选择的注意事项选择适当的矿粉掺入混凝土也需要注意以下事项：•选择粒度适当的矿粉，过细或过粗的矿粉不适合作为混凝土掺合料。
•确定掺入量，掺入量过多可能会影响混凝土的性能。
•需要注意采购矿粉的厂家信誉度和产品质量，质量不过关的矿粉可能会对混凝土的性能产生不良影响。
矿粉是一种常见的混凝土掺合料，能够掺入混凝土中，调节混凝土的强度、耐久性和工作性能等，但是需要注意矿粉的选择、掺入量等问题。
希望本文能够对矿粉的掺入及影响有所认识。
矿粉资料
磨细矿粉对混凝土性能的影响和使用中的注意事项使用矿粉不但体现在经济价值上，更体现在对混凝土工作性和耐久性上。
矿粉的定义：高炉矿渣，是高炉熔化物经急剧冷却，来不及结晶而成的玻璃态物质，然后经过干燥、粉粉磨处理达到标准要求。
其主要成分按百分比分别是为氧化钙、氧化硅及氧化铝，共占总量的95%以上，它具有较高的活性，在激发剂的作用下，可以生成水硬性胶凝物质磨细矿粉的发现：1862年德国人发现水淬矿渣具有活性以后，但大部分只是与水泥的熟料一起磨成矿渣水泥，由于矿渣的易磨性不及水泥（水泥细度控制在300m2/kg的情况下，矿渣的细度仅能达到200-250m2/kg）因此活性没有充分发挥。
二十世纪五十年代南非研究发现如果单独把矿渣磨细后掺入混凝土中，其活性可以得到充分的发挥，这种很细的矿渣就是磨细矿粉。
磨细矿粉对混凝土各性能的影响：1、磨细矿粉和粉煤灰掺用时对混凝土的强度及工作性的影响单掺矿粉一般掺量为30%，如果是大体积混凝土可以控制到50%，但由于单掺矿粉，粘性变大，不利于混凝土的施工，因此，一般混凝土搅拌站是矿粉和粉煤灰的双和使用，即所谓的双掺，粉煤灰的掺量为20%左右，矿粉的掺量为20~30%。
通过双掺可以改变混凝土的许多性能，比如说工作性，因为矿粉的粘性好，可减少由于单掺粉煤灰而引起的坍落度损失以及混凝土的泌水和离析等问题。
采用双掺后还可以通过矿粉的后期强度的增高来补充由于单掺粉煤灰而引起的28天强度的降低，起到强度互补的作用。
2、磨细矿粉对混凝土抗渗性能的影响矿粉对混凝土抗渗的改进，主要是由于矿粉的两个效应（1）火山灰效应。
加入矿粉可以改善骨料与水泥石过度区的微观结构，由于在过度区中C a（OH）2的定向排列，使得混凝土强度的降低，而且过度区的水灰比比较大，缺陷多，开孔的气泡也多，因此抗渗性下降。
当加入矿粉后，矿粉中活性成分与C a（OH）2反应生成C-S-H凝胶，使界面的C a（OH）2晶粒变小，孔隙率也得以明显的下降，从而使混凝土的抗渗性提高、抗腐蚀性提高。
混凝土掺合料(矿粉、粉煤灰)介绍
矿粉矿渣是冶炼生铁的副产品，其主要成分为Cao、、和Mgo以及少量的Feo和硫化物。
应用于水泥混凝土领域的矿渣通常是经高温下水淬或空气急冷工艺而得，急冷后的矿渣呈0.5—5mm的颗粒形状，也称粒化高炉矿渣，内部富含玻璃体，还含有钙铝镁黄长石和少量的硅酸一钙和硅酸二钙，因此具有微弱的自水硬性。
但是当其粒径大于45pm时，矿渣颗粒很难参与到水化反应。
矿粉就是粒化高炉矿渣经过粉磨后的粉体材料，由于其本身兼具有胶凝性和火山灰活性，既可以作为水泥掺合材，也可以经过加工后作为混合材直接掺入混凝土中。
矿粉对于各种收缩的影响仍然存在着较大的争议，已有的研究结果都是基于有限材料在实验室得出的结论，没有深入揭示矿粉对于各种收缩的影响机理。
粉煤灰粉煤灰主要的化学成分是和及，其质量随煤种、煤粉细度、炉膛温度、收尘选粉效率而波动。
大量研究表明，影响粉煤灰质量的主要因素是其化学成分、矿物组成、细度和颗粒级配等，这些因素决定了粉煤灰的物理、力学性能，如密度、比表面积、需水量、28天抗压强度比等。
煤粉经燃烧、冷却的过程中会形成一些晶体，如a一石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿、生石灰、硫酸钙、氧化镁等，其中大部分是惰性的，粉煤灰的活性主要来源于急冷形成的大量非晶态玻璃相。
粉煤灰的颗粒特征赋予了粉煤灰许多优良的效应。
当细小的煤粉掠过炉膛高温区时，会立即燃烧，到炉膛外面受到骤冷将把熔融时因表面张力作用形成的园珠形态保持下来，粉煤灰的这种球形颗粒具有滚珠轴承的效果，赋予粉煤灰以独有的形态减水效应。
粉煤灰颗粒主要有两种，一种是玻璃微珠，一种是碳粒，优质粉煤灰中玻璃微珠是主要的，这种微珠的强度很高，薄壁空心微珠(漂珠)已可承受700MPa的静水压力，实心微珠和高铁微珠的强度更高，因此，粉煤灰颗粒是一种很好的微集料，填充于水泥基体中可提高基体的强度和耐久性，但微集料效应的发挥取决于粉煤灰火山灰活性的发挥程度。
粉煤灰玻璃微珠的结构为:最外层为一玻璃体组成的壳，壳体表面或次表面有一些盐的沉积，接近表面处交错排列着晶相，主要是莫来石，内部则为含有一些小气泡的玻璃质基体，表面玻璃体富钙，内部玻璃体富硅，富钙玻璃体活性高，与水容易质子化，富硅玻璃体不大会参与火山灰反应，主要起微集料作用。
混凝土中添加超细矿粉的研究
混凝土中添加超细矿粉的研究一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其性能直接影响到工程的质量和安全。
超细矿粉是一种新型的材料，添加到混凝土中可以提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性能。
本文将对混凝土中添加超细矿粉的研究进行探讨。
二、超细矿粉的特性超细矿粉是一种细度较高的矿物粉末，通常指平均粒径小于10微米的矿物粉末。
其具有以下特性：1.细度高：由于其粒径很小，其表面积大，因此可以提高混凝土的致密度，改善混凝土的孔隙结构。
2.活性强：超细矿粉的化学活性较高，可以与水中的胶体颗粒反应，形成更多的水化产物，提高混凝土的强度。
3.填充作用：超细矿粉可以填充混凝土中较大的孔隙，减少混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实度。
三、混凝土中添加超细矿粉的影响1.强度：添加超细矿粉可以显著提高混凝土的强度。
研究表明，添加5%-10%的超细矿粉可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2.耐久性：添加超细矿粉可以提高混凝土的耐久性。
研究表明，添加10%的超细矿粉可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的渗透性和碳化深度。
3.抗裂性：添加超细矿粉可以提高混凝土的抗裂性。
研究表明，添加10%的超细矿粉可以显著减少混凝土的裂缝宽度和裂缝数量。
四、超细矿粉的应用1.路面工程：添加超细矿粉可以提高路面混凝土的强度和耐久性，减少路面的裂缝和坑洼。
2.水泥制品：添加超细矿粉可以提高水泥制品的强度和耐久性，减少水泥制品的变形和龟裂。
3.混凝土结构：添加超细矿粉可以提高混凝土结构的强度和耐久性，减少混凝土结构的变形和龟裂。
五、超细矿粉的制备方法目前，超细矿粉的制备方法主要有以下几种：1.机械磨制法：通过机械磨制的方法可以将矿物粉末磨制成超细矿粉。
2.化学合成法：通过化学合成的方法可以制备出具有较高细度的超细矿粉。
3.高能球磨法：通过高能球磨的方法可以制备出具有较高细度的超细矿粉。
六、超细矿粉的添加量超细矿粉的添加量应根据混凝土的类型、用途和施工条件等因素进行合理控制。
混凝土中添加矿粉的原理与效果
混凝土中添加矿粉的原理与效果一、前言混凝土是建筑工程中最重要的材料之一，其性能直接影响着建筑物的质量和使用寿命。
而矿粉是一种非常重要的混凝土掺合料，可以提高混凝土的力学性能、耐久性、细观结构和环保性能等方面。
本文将详细介绍混凝土中添加矿粉的原理和效果。
二、矿粉的定义和分类矿粉是指在矿物加工和选矿过程中产生的细粉末状物质，其颗粒大小小于80微米。
矿粉的主要成分是硅酸盐矿物和氧化物。
根据其来源和性质，矿粉可以分为煤矸石矿粉、矿山矿粉、冶金矿粉、钢铁矿粉、水泥矿粉等多种类型。
三、矿粉的物理和化学特性(一)颗粒形态和大小矿粉的颗粒形态和大小对混凝土性能的影响较大。
颗粒过大会增加混凝土的孔隙率，从而降低强度和耐久性；颗粒过小会使混凝土的流动性变差，难以形成良好的细观结构。
(二)化学成分矿粉的化学成分对混凝土的性能影响较大。
硅酸盐矿物可以与水化产物反应生成胶凝体，提高混凝土的强度和耐久性；氧化物可以促进水化反应，加速混凝土的早期强度发展。
(三)表面性质矿粉的表面性质对混凝土的流动性、分散性和粘聚性等方面有影响。
表面亲水的矿粉可以改善混凝土的流动性，减少分散剂的使用量；表面亲油的矿粉则可以增加混凝土的粘聚性，提高抗裂性。
四、混凝土中添加矿粉的原理(一)填充效应矿粉的加入可以填补混凝土中的细孔隙和微观空隙，改善混凝土的致密性和抗渗性。
同时，矿粉可以与水泥胶凝体反应生成新的水化产物，填充混凝土中的孔隙，提高混凝土的强度和耐久性。
(二)催化效应矿粉中含有的硅酸盐矿物可以与水泥中的Ca(OH)2反应生成新的水化产物，加速混凝土的水化反应，提高混凝土的早期强度和长期强度。
此外，矿粉中的氧化物可以促进水化反应，加快混凝土的固化速度。
(三)微观结构效应矿粉的加入可以改善混凝土的细观结构，提高混凝土的力学性能和耐久性。
矿粉中的细小颗粒可以填补混凝土中的毛细孔隙，形成致密的细观结构，提高混凝土的抗渗性和耐久性。
五、混凝土中添加不同类型矿粉的效果(一)水泥矿粉水泥矿粉主要由水泥生产过程中的废料产生，其主要成分为二氧化硅、氧化铁、铝酸盐等。
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图1 矿粉
矿粉是由高炉炼钢的副产品—--矿渣磨细制成的，它是一种非金属的、具有水化性能的材料，主要成分是硅酸钙和硅铝酸钙。
它们在高炉中与铁一起融化，在摄氏1500度的高温熔融状态下，迅速地在水中淬火形成玻璃状、看起来像砂子一样的粒状物质。
这些粒状材料经磨细到45微米以下，比表面积为400—600m2/kg，就制成了矿粉。
矿粉的相对密度一般在2.85到2.95，堆积密度为1050到1375 kg/m3。
图1 矿粉微观照片
矿粉颗粒是粗糙并带有棱角的，在有引发剂和水的环境下，能够发生水化反应。
矿粉的引发剂为氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钙（CaOH），它们都是硅酸盐水泥水化的产物。
因此，只要有硅酸盐水泥存在，经水淬火冷却的矿粉都能够发生水化反应。
需要注意的是在空气中自然冷却的矿渣制成的矿粉不具有水化性能。
国标“GB/T18046-2008 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉”中，把矿粉分成了三级，分别为S105，S95和S75，主要的区别是它们的活性指数和细度不同。
S105级矿粉28天活性指数大于105%，比表面积大于500m2/kg；S95级矿粉28天活性指数大于95%，比表面积大于400m2/kg；S75级矿粉28天活性指数大于75%，比表面积大于300m2/kg。
矿粉的活性指数指的是试验胶砂指定龄期的抗压强度与对比胶砂同龄期的抗压强度之比。
矿粉应用的一点体会
1、注意矿粉的掺量。
单掺矿粉时，以20%～40%为宜。
大体积混凝土可增至50%以上，以达到明显降低水化热的目的。
复掺时，总取代量不宜超过50%。
粉煤灰控制在20%以内，矿粉控制在30%以内。
初期使用时，最好粉煤灰控制在15%以内，矿粉控制在20%以内，大体积混凝土可适当放宽。
2、复掺时，针对不同等级粉煤灰，选择合适的复合比例。
矿粉在商品混凝土搅拌站使用时，常与粉煤灰复合使用。
这是因为粉煤灰比矿粉更为廉价，单掺矿粉对混凝土成本不利。
虽然单掺粉煤灰可以大幅度降低成本，但掺量受到较大限制。
另外，矿粉和粉煤灰复配时能充分利用二者的“优势互补”，改善混凝土性能。
3、注意矿粉（或矿粉和粉煤灰复掺时）混凝土的养护。
4、注意调整混凝土的凝结时间。
矿粉对混凝土的凝结时间与不掺矿粉的普通混凝土相比，具有一定的缓凝效果。
混凝土的初凝、终凝时间要比基准混凝土推迟1h～2.5h左右，因此，商品混凝土公司应注意调整混凝土的凝结时间，特别是冬季施工，应调整混凝土配合比，控制混凝土中的矿粉掺量。
5、注意混凝土用水量的调整。
矿粉与高效减水剂复合使用时，具有辅助减水的功能，与只掺高效减水剂的普通水泥混凝土相比，在保证混凝土初始坍落度相同的情况下，可以减少用水量。
6、混凝土成型后的养护也直接影响混凝土的质量。
要特别注意混凝土的早期养护、夏季养护、冬季养护和位于通风口部位的混凝土养护。
掺矿粉的混凝土质量是有保证的,完全能做到内实外光。
7、混凝土试件在一定程度上反映了混凝土实体的强度，也是混凝土进行质量评定的主要依据，因此，混凝土试件必须认真制作，妥善养护。
一方面,如果混凝土试件制作马虎,不注意养护,则容易导致混凝土试件不合格,而实际上混凝土实体强度是满足要求的,从而带来不必要的麻烦。
另一方面,制作试件也不能弄虚作假,结果混凝土试件是合格了,但混凝土实体质量到底如何很难确定,容易造成工程质量隐患。
因此,制作试件一定要认认真真,实事求是,工地试验室的建设也不能马虎随便,特别是在冬天,养护条件太差很容易造成混凝土试件的不合格。