粉煤灰_矿渣对水泥水化热的影响
超细矿粉对混凝土性能的影响以及使用中应注意的问题
超细矿粉对混凝土性能的影响以及使用中注意事项矿渣即粒化高炉矿渣。
它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣。
在高炉炼铁过程中，除了铁矿石和燃料（焦炭）之外，为降低冶炼温度，还要加入适当数量的石灰石和白云石作为熔剂。
它们在高炉内分解所得到的氧化钙、氧化硅和铁矿石中废矿以及焦炭中的灰分相熔化，生成了以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的融合物，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，这就是粒化高炉矿渣，简称：矿渣。
1 超细矿粉在国内外的应用情况在我国矿渣主要作为活性混合材添加到水泥熟料中，矿渣的活性没有完全体现出来。
由于当时的粉磨生产普遍采用球磨工艺，能耗较高，效益低。
综合水泥性能和经济效益分析的结果，矿粉合理粉磨细度应控制在400～450m2／kg。
直到2000年11月，上海率先从日本引进40万吨矿粉立磨生产线，矿粉的大规模生产才在国内展开。
1998年上海完成地方标准《混凝土和砂浆用粒化高炉磨细矿粉》，1999年《粒化高炉磨细矿粉在混凝中应用技术规程》制定颁布，2000年国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》颁布实施，2002年国家标准《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》颁布，正式将超细矿粉定为混凝土的第六组分，超细矿粉才开始作为独立组分逐步应用于混凝土中，并被广泛地接受和使用。
2 超细矿粉对混凝土各性能的影响2.1 超细矿粉和粉煤灰复合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％。
但由于单掺矿粉混凝土粘性变大，不利于施工，因此，一般混凝土搅拌站是将矿粉和粉煤灰双掺使用，粉煤灰的掺量为2 0％左右，矿粉的掺量为20％～30％。
通过双掺可以改善混凝土的许多性能，比如说工作性，因为矿粉的粘性好，可以减少由于单掺粉煤灰而引起的混凝土坍落度损失以及泌水和离析等问题，还可以通过矿粉后期强度的增大来补充由于单掺粉煤灰而引起的混凝土28d强度的降低，起到强度互补的作用。
矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究
矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究引言矿渣粉也是目前商品混凝土生产企业广泛采用的原材料之一。
掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的和易性、流动性，抗压强度等多项性能，同时可以降低生产企业的材料成本提高生产效益。
尤其是利用矿渣粉和粉煤灰等活性混合材相复合，取代部分水泥。
目前，随着我国大型立磨矿粉技术的快速发展，大量细度在400～430m/kg的矿粉得到了广泛应用，矿粉替代水泥量达到40%以上。
现在，众多商品混凝土公司大量使用矿粉，但是由于单掺矿粉，容易导致混凝土发黏a板结，而通过与粉煤灰复配，可以改善混凝土的泵送性能，同时降低了混凝土的生产成本，并且通过次第水化和微集料效应，还改善了混凝土的结构和耐久性。
本文通过对水化热、收缩以及氯离子渗透的研究，指出矿粉和粉煤灰复掺40%～60%，能够有效保证混凝土的强度和耐久性。
1 实验材料及实验方法1.1 原材料水泥：P.O42.5水泥，28天抗压强度52Mpa；粉煤灰：I级粉煤灰；矿粉：S95级矿粉；砂：中砂，细度模数2.7，含泥量小于3.0%；石：5～25mm。
连续级配，含泥量小于0.5%；减水剂：北京成百星JSP-V萘系减水剂。
1.2 实验方法水化热测定参照GB2022-80进行，测得水化温升与时间的关系曲线；自由收缩是在干燥条件下测定25×25×285mm胶砂棒收缩率；氯离子渗透是采用美国ASTM C1202-97方法，记录6小时内通过Φ100×50mm的圆柱体试件的电量Q值，用来评价混凝土的密实程度和抵抗氯离子渗透能力。
2 实验结果与分析2.1 矿粉对水化热的影响在表1和图1中，从曲线2和3可知，掺矿粉的水泥水化速率要高于掺粉煤灰，出现最高温峰时间要早，且最高温峰较粉煤灰高，但是与纯水泥1相比，水化最高温升有了明显降低，这样可以避免由于水化温升导致混凝土内外温差而产生微裂纹；曲线2、3、5，替代水泥量为40%时，单掺矿粉、单掺粉煤灰和双掺矿粉和粉煤灰出现最高温峰时间差距不大。
粉煤灰、矿粉、减水剂的作用
大掺量粉煤灰混凝土的作用及其机理分析2010-4-8 15:8【大中小】【打印】【我要纠错】1.粉煤灰的主要作用粉煤灰在混凝土中的主要作用表现在以下几个方面：（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。
（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。
（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
（5）粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一种呈玻璃态实心或空心的球状微颗粒，比水泥粒子小得多，比表面积极大，表面光滑致密，其成分主要是活性氧化硅或氧化铝。
掺入混凝土中的粉煤灰主要产生以下几方面影响：1.活性效应：在常温下，由于粉煤灰的水化反应比水泥慢，被粉煤灰取代的那部分水泥的早期强度得不到补偿，所以混凝土早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生反应，生成大量水化硅酸凝胶。
粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会象树根一样伸入颗粒空隙中，填充空隙，破坏界面区Ca（OH）2的择优取向排列，大大改善了界面区，促进了混凝土后期强度的增长。
2.微集料密实填充及颗粒形态效应：均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水，不但起着滚珠作用，而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。
而且，不会发生泌水离析现象，可施工性和抹面性好，抗渗性、抗冻性好。
降低水化热的措施
降低水化热的措施一、引言水化热是指在混凝土硬化过程中，水与水泥反应产生的放热现象。
这种热量的释放会导致混凝土内部温度升高，从而影响混凝土的性能和耐久性。
因此，降低水化热是保证混凝土质量和使用寿命的重要措施。
二、措施1. 选择合适的水泥种类不同种类的水泥在硬化过程中产生的水化热不同。
普通硅酸盐水泥、高性能混凝土用普通硅酸盐水泥和复合材料用普通硅酸盐水泥等都有一定的抑制水化热释放的作用。
因此，在具体工程中应根据需要选择合适的水泥种类。
2. 选用合适的掺合料掺入适量的粉状物质，如粉煤灰、矿渣粉等可以有效地降低混凝土内部温度，从而降低了水化反应所产生的热量。
同时，这些掺合料还可以改善混凝土强度、耐久性等性能。
3. 控制混凝土浇筑温度混凝土浇筑时的温度对水化热的影响非常大。
一般情况下，混凝土浇筑时的温度不应低于5℃，也不应高于35℃。
在高温季节施工时，可以采用夜间施工、遮盖防晒等措施来降低混凝土浇筑时的温度。
4. 降低混凝土内部含水率混凝土内部的含水率越高，水化反应所产生的热量也就越大。
因此，在施工中要尽可能地降低混凝土内部的含水率。
可以采用加速脱模、覆盖保湿等措施来达到这一目的。
5. 采用分层浇筑技术分层浇筑技术是指将整个混凝土结构分成若干个层次进行浇筑。
这种技术可以有效地降低每个层次内部的温度和含水率，从而降低整体结构的水化热。
6. 采用预冷技术预冷技术是指在混凝土硬化前，利用冷却设备将混凝土表面温度降低到一定的范围内，从而降低混凝土内部的温度。
这种技术可以在施工中有效地降低水化热。
7. 采用热量消散技术热量消散技术是指在混凝土硬化过程中，通过通风、水喷淋等措施将热量迅速散发出去。
这种技术可以有效地降低混凝土内部的温度和含水率，从而降低水化热。
三、总结降低水化热是保证混凝土质量和使用寿命的重要措施。
在具体工程中，可以采用选择合适的水泥种类、选用合适的掺合料、控制混凝土浇筑温度、降低混凝土内部含水率、采用分层浇筑技术、采用预冷技术和采用热量消散技术等多种措施来实现。
矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响
矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响1，矿粉比表面积在430～520m2/kg之间,掺量在30%～40%范围,增强效应表现得最为显著。
2，单掺矿粉会使混凝土的粘聚性提高,凝结时间有所延长,泌水量有增大的迹象,可能对混凝土泵送带来一定的不利影响。
3，矿粉和?级粉煤灰复配配制混凝土,可以充分发挥二者的“优势互补效应”,使混凝土的坍落度增加,和易性和粘聚性变好,泌水也得到了改善,同时混凝土成本可显著降低。
(2)矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土耐久性的影响1)降低混凝土水化热。
对要求严格控温的大体积混凝土，矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合，降低了混凝土的水化热，可以有效地减少混凝土早期温缩裂缝的出现。
2)大幅度提高了混凝土抗渗性能。
3)保证了抗碳化能力。
在达到相同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化能力。
4)保证了抗冻融能力。
矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土在强度和含气量相同的条件下抗冻融能力基本相同;适当掺加引气剂，适当的含气量和间距系数对提高混凝土的抗冻融能力十分必要。
5)混凝土收缩。
考虑前3d的自收缩，无论是配制c30混凝土，还是配制c50混凝土，采用单掺矿粉，与基准混凝土相比，收缩值均无明显变化。
6)混凝土抗裂性能。
矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果优于矿粉单掺。
混凝土早期强度对混凝土早期抗裂性有重要影响，混凝土24h强度越高，混凝土早期越易开裂。
混凝土早期抗裂性与早期强度之间可能存在一个临界值，小于该强度值，混凝土不易开裂，大于该强度值，混凝土容易开裂。
该值与环境条件及约束状态有关。
粉煤灰、矿渣粉及二者复合使用存在的问题尽管粉煤灰与矿渣粉复合使用能够优势互补,但不是随便复合就能够达到应有的目的。
为了更好地发挥二者各自的优势,应选择合适的复合方式和复合比例。
本人根据以往的使用经验认为:最佳方案是?级粉煤灰与比表面积400m2/kg以上的矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量,配制高强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;其次是?级粉煤灰与350～400m2/kg矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;配制高强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量;最后是?级粉煤灰与比表面积350～400m2/kg的矿渣粉复合或?级粉煤灰与400m2/kg以上的矿渣粉复合,前者比较适合配制高强度等级混凝土,后者比较适合配制低强度等级混凝土。
混凝土水化热释放及其控制方法
混凝土水化热释放及其控制方法一、前言混凝土是建筑中常用的一种材料，由于其优异的性能和广泛的应用，混凝土已经成为了建筑中不可或缺的一部分。
混凝土的基本材料主要是水泥、砂、石和水等，其中水泥在混凝土中起到了重要的作用。
水泥水化反应是混凝土硬化的关键过程之一，水化反应不仅决定了混凝土的力学性能，而且对混凝土的耐久性、变形性等性能也有着重要的影响。
然而，水泥水化反应会产生热量，这种热量的释放会引起混凝土的温升，从而可能会引起混凝土内部的裂缝和变形，降低混凝土的强度和耐久性。
因此，混凝土水化热释放及其控制方法成为了混凝土技术中一个非常重要的研究课题。
二、混凝土水化热释放原理1.水泥水化反应水泥水化反应是混凝土硬化过程中最为关键的过程。
水泥水化反应是指水泥中的矿物质与水发生化学反应，形成水化产物的过程。
在水泥水化反应中，水泥中的四种主要矿物质——三钙硅酸盐(C3S)、双钙硅酸盐(C2S)、三钙酸铝盐(C3A)和四钙酸铁盐(C4AF)都会参与反应，但是C3S和C2S的水化反应是最为重要的。
水泥水化反应是一个复杂的过程，反应过程中会释放水化热和生成水化产物。
水泥水化反应的化学方程式如下：C3S + 6H → C3S2H3 + 3CHC2S + 4H → C3S2H3 + CH其中，C3S和C2S分别代表三钙硅酸盐和双钙硅酸盐，H代表水，C3S2H3代表水化三钙硅酸盐，CH代表水化钙。
2.混凝土水化热释放水泥水化反应会产生水化热，这种水化热会通过混凝土中的水逐渐传递到混凝土中，引起混凝土温度的升高。
混凝土水化热释放是指混凝土在水泥水化反应过程中所释放出的热量。
混凝土水化热释放是由于水泥水化反应所产生的热量造成的，每克水泥水化反应所释放的热量约为400J。
混凝土水化热释放的峰值出现在混凝土初期，通常在混凝土浇筑后的24小时内。
混凝土水化热释放的产生会引起混凝土内部温度的升高，高温会改变混凝土的物理和化学性质，从而影响混凝土的强度和耐久性。
探讨粉煤灰、石灰石和矿渣对水泥的影响
探讨粉煤灰、石灰石和矿渣对水泥的影响水泥是一种颗粒半径介于几微米至几十微米的粉体，具备粉体的各项特性。
根据水泥厂的生产经验来看，水泥粉体的一次物性不能明确反映水泥助磨效果。
水泥流动性、喷流性、附着性为三次物性。
有材料表明使用粉体测定仪测定水泥的粉体流动性，该方法多应用于有机粉体流动性測定，本文将介绍水泥粉体流动性的表征，以及粉煤灰、石灰石和矿渣对水泥粉体的流动性和力学性能的影响。
一、水泥粉体的流动性表征粉体流动性测量仪器有剪切类和流动类。
通过测定一定条件下粉体的流动速率与实践来确定粉体流动性的特征。
以粉体颗粒半径非常均匀的粉体作为参照，Carr百分法把粉体的流动性指数最高值规定为100。
采用粉体测量：休止角，平板角，压缩度和均匀度等。
各指标最高值25，将四项指标得分和定义为流动性指数。
得分越高，流动性越好。
总分在80分以上不会棚料，低于60则会棚料。
这种判定水泥粉体的流动性相比于单纯使用休止角测量更能表现流动性。
水泥的粉体流动性指数比较难达到60以上，防止棚料的措施一般针对普通粉体条件。
水泥的流动性指数评价标准需要进行大量指数测量共同对比才可以作出比较精准的性能评测。
二、实验探究粉煤灰等对于水泥流动性的影响矿渣、石灰石和粉煤灰按不同的比例混合，考虑到表面积的影响，需要控制粉磨程度，SO3控制范围在（2.30+0.10%），支撑水泥进行指标的检验。
水泥标准稠度用水量按国标水泥稠度用水量、凝固时间和安定性检验方法。
胶沙流动性的测量方法按照GB/T2419-2005标准。
水泥强度按照胶沙强度ISO法进行。
传统混合粉磨工艺生产矿渣水泥（比表面积300m2·k-g1）中矿渣粉的比表面积仅有280m2·k-g1，不能实现矿渣粉活性的有效发挥。
此种矿渣水泥存在的缺陷有泌水率大、凝结时间长、早期强度低等等。
可以将矿渣和熟料分别粉磨，将易磨性较差的矿渣单独粉磨至设计的细度水平，然后根据矿渣粉的细度和活性，确定其配比来满足水泥的性能要求。
粉煤灰与矿渣粉对水泥水化热及胶砂强度影响
粉煤灰是一种人工火 山灰 质混合材 ， 在混 凝土 中使 用 已有 几十年历史 。由于粉煤灰 品质 的不断提高 ， 特别是 Ｉ级粉煤灰
灰， 粉煤 灰的化学 成分 列于表 ３粉煤 灰的品质检 验结果列 于表 ， ４ 。从试验结果来看 ， 平圩 电厂粉煤灰 和重庆粉煤灰 的品质分别 满足 国标 Ｇ １９－ ９“ Ｂ ５６－ １用于水泥和混凝土中的粉煤 灰” Ｉ 中 级粉 煤灰和 Ⅱ级粉煤灰 的技术指标 。
到 ９ ０ｄ龄期时 ， 粉煤灰掺量不 大于 ３ ％的胶砂强度 可以赶上 纯 ０ 水泥胶砂 的强度 ，８ 龄期 时 ， １０ｄ 粉煤 灰掺量 不大于 ４ ％的胶砂 ０ 强度可 以达到 纯水 泥胶砂 的强 度 。在 矿粉 掺量与粉 煤灰 掺量 ３２ ：的混 掺情况 下 ， 即使总 掺量达到 ５ ％， ９ ０ 到 ０ｄ龄期时 ， 其胶 砂强度也能达到纯水泥胶砂强度 的水平 。
６ ＝ ａ ＋ Ｍｇ ＋ Ａｌ ０３ Ｃ Ｏ Ｏ ２
Ｊ Ｄ， Ｓ
５ ４ ２ ． ３８ １ ７ ２ ． ５ １ ５ ５ １ ６ ４ ．５ ６ ６ １１ ７ ３ ５ ５ ６ ．７ ３ ９ Ｏ ６ ０ ５ ．５ １２ ０ ．３ ．１ Ｏ５ ．４
注 ： Ｒ ０＝Ｎ ｅ ＊ ２ ａ ０＋０ ６ ８ ２ ．５ Ｋ ０
ｌ 试验 用原材料
１ １ 水 泥 ．
试验采用 葛洲坝水 泥 厂生 产 的强度 等级为 ４ ． Ｐ ２５ Ｍ ａ中热 硅酸盐水泥。水泥熟料 的矿物 组成及 化学成 分列 于表 ｌ 水泥 ， 的物理力学性 能检验 结果 列于表 ２ 。从检验 结果 来看 ， 度等 强 级 ４ ． Ｍ ａ中热水 泥 的物理力 学性 能指标符 合 国标 Ｇ ２ｏ ２５ Ｐ Ｂ ０一 ２０ “ ０３ 中热硅酸盐水泥 、 低热矿渣硅酸盐水 泥” 的有关规定。
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Ｅ ｆｆｅｃｔ ｏ ｆ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎ ｄ ｓｌａｇ ｏ ｎ ｈ ｙｄ ｒａｔｉｏ ｎ ｈ ｅａｔ ｅｖｏ ｌｕ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ ｃｅｍ ｅｎ ｔ
ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｙａｎ，ＤＩＮＧ Ｚｈｕ，ＸＩＮＧ Ｆｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｂｏ （ Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０６０，Ｃｈｉｎａ）
２２．９ ２４．４ ５２．８ ６２．３
７（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ２０％）
４８．２ ５５．２
８（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ３０％） ９（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ １０％）
４２．８ ５３．９ ５４．６ ６４．０
１０（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ ２０％）
４８．６
６１．０
１１（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ ３０％）
可能会溶解，再结晶。 放热速率下降，孔隙率减小，颗粒与颗粒 间、浆体与集料间的黏结形成。
水泥水化放热速率与任何单一熟料矿物的水化程度没有 简单的比例关系，与物理性质的发展也没有这种关系。 另外，水 泥的水化放热过程也不能代表实际水泥混凝土的水化过程，因 为 水 泥 混 凝 土 是 在 半 绝 热 条 件 下 发 展 其 力 学 性 质 的 ［２］。
图 1 典型的硅酸盐水泥水化 f 放热曲线[2]
２ 试验
２．１ 试验仪器
水泥的水化反应是一个放热反应，水泥水化放热的周期很
长，但是大部分热量是 ３ ｄ 以内，特别是在水泥浆发生凝结、硬
化的初期放出，这与水泥水化的加速期基本一致。 影响水泥水
化的因素很多，凡是能加速水化的各种因素，均能相应提高放 热速率［４］。 本试验采用的 ＥＰ－３４０８１ 型德国水泥水化热差动热量
４３．２
５５．１
１４ ｄ １０９．１ ８０．９ ５９．２ ４７．９ ３５．１ ７７．５ ６９．３ ６２．８ ７３．７ ７７．２ ７８．６
ＭＰａ ２８ ｄ １１０．１ ９７．９ ７３．９ ５９．１ ４３．２ ８６．１ ７９．５ ７６．３ ８６．４ ８９．３ ９０．４
从试件的抗压强度可以看出，水泥净浆的强度随着水灰比 的增加而降低，随着龄期的增加而升高。 用粉煤灰和矿渣取代 部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度 小 ，但 是 掺 加 掺 合 料 的 试 件 后 期 强 度 增 加 快 ，从 ２８ ｄ 强 度 看 还 是不及纯水泥净浆的强度。 掺加掺合料试件的早期强度随着掺 合料的比例的增加降低得越多，掺粉煤灰的试件比掺矿渣的试 件早期强度更低，这与矿渣具有相对粉煤灰更高的活性有关。
Ａ ｂ ｓｔｒａｃｔ： Ｈｅａｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｔｏ ｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ，ｂｌｅｎｄｉｎｇ Ｐｏｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄｄｉｔｏｎ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ，ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｌｅｎｄｅｄ ｃｅｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ， ａｆｔｅｒ Ｐｏｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｗｉｔｈ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ，ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｈｅａｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌｅｎｄｅｄ ｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｒｅ－ ｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｎｏｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｏｒ ｓｌａｇ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｏｎ ｃｅｍｅｎｔ’ｓ ｈｙｄｒａ－ ｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｓｅｅｍｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｓｌａｇ．Ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｗａｔｅｒ ｔｏ ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｍａｔｅｉａｌｓ ｒａｔｉｏ， ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｂｌｅｎｄｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｈａｓ ａ ｌｅｓｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｂｌｅｎｄｅｄ ｓｌａｇ ｉｎ ｅａｒｌｉｅｒ ａｇｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅ－ ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｔｅｒ ｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ２８ｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｂｌｅｎｄｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ＇ｓ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏ ｒｄ ｓ： ｆｌｙ ａｓｈ；ｓｌａｇ；Ｐｏｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ；ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｈｅａｔ；ｂｌｅｎｄｅｄ ｃｅｍｅｎｔ
摘 要： 研究了不同水灰比硅酸盐水泥净浆的水化放热过程，以及用粉煤灰、矿渣粉配制成的混合水泥的水化放热过程，并研究了硅酸
盐水泥和混合水泥的强度发展规律。试验结果表明：用粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥，胶凝材料的水化热比硅酸盐水泥的水化热要低，
但降低的幅度不完全与粉煤灰、矿渣粉的掺量成比例。单从降低胶凝材料水化热的角度看，掺粉煤灰的效果最好，掺矿渣粉的效果次之。强
表 2 水泥净浆水化热试验方案
水灰比（ Ｗ／Ｃ）
水泥 ／ｇ
０．２５
１０
０．３２
１０
０．３８
１０
０．４４
１０
０．５６
１０
水 ／ｇ ２．５ ３．２ ３．８ ４．４ ５．６
表 3 掺加的胶凝材料的水化热试验方案（ W/C=0.32）
粉煤灰体积取代率 ／％
粉煤灰 ／ｇ
水泥 ／ｇ
水 ／ｇ
１０
０．７６５
９．２３５
２００８ 年 第 １０ 期（ 总 第 ２２８ 期 ） Ｎｕｍｂｅｒ １０ ｉｎ ２００８（ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２２８）
混
凝
土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
原材料及辅助物料 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＮＤ ＡＤＭＩＮＩＣＬＥ
粉煤灰、矿渣对水泥水化热的影响
李虹燕， 丁 铸， 邢 锋， 陈 波 （ 深圳大学 土木工程学院 深圳市土木工程耐久性重点实验室， 广东 深圳 ５１８０６０）
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比例。 本试验对通过不同掺量的粉煤灰、矿渣粉对水泥水化热性
能的影响进行了研究，了解其水化放热规律，希望可以得到一 种能够合理控制硅酸盐水泥水化放热速率的途径。
１ 水泥水化程度的研究方法
水泥的水化过程可以用其水化放热曲线描述， 如图 １ 所 示。 硅酸盐水泥水化主要分以下四个阶段，各个阶段的物理、化 学过程如下。 第一阶段：水化的最初几分钟，游离石灰、石膏和 铝 酸 盐 相 迅 速 溶 解 ，立 即 形 成 钙 钒 石 ，Ｃ３Ｓ 表 面 水 化 ，水 化 体 系 迅速放热。 第二阶段：水化诱导期，产生有 Ｃ－Ｓ－Ｈ 晶核，ＳｉＯ２ 和 Ａｌ２Ｏ３ 浓度迅速降低到很低的水平，ＣＨ 变得过饱和，并且有 ＣＨ 晶核产生，Ｒ＋、ＳＯ４２-浓度基本不变。 体 系 处 于 低 放 热 速 率 ，缓 慢 形 成 的 Ｃ－Ｓ－Ｈ 和 较 多 的 钙 钒 石 导 致 黏 度 的 继 续 增 加 。 第 三 阶 段：加速期，Ｃ３Ｓ 的水化加速，并达到最大值，ＣＨ 过饱和度下降， Ｒ＋、ＳＯ４２-浓度基本不变，迅速形成的水 化 产 物 导 致 浆 体 致 密 、孔 隙 减 小 ，这 时 有 较 高 的 放 热 速 率 。 第 四 阶 段 ：后 加 速 期 ，由 Ｃ３Ｓ 和 Ｃ２Ｓ 产 生 的 Ｃ－Ｓ－Ｈ 和 ＣＨ 的 速 率 下 降 ，Ｒ＋ 和 ＯＨ - 增 加 ， 但 ＳＯ４２-下降到很低的水平，铝酸盐的水化产生 ＡＦｍ 相，钙 钒 石 则
材料：矿渣，ＩＩ 级粉煤灰。
表 1 水泥性能检测结果
烧失量 ＭｇＯ ＳＯ３
细度
安定性
项目
碱含量
／％ ／％ ／％ （ ０．０８ ｍｍ 筛余 ／％）
（ 沸煮法）
结果 ０．８７ ２．８１ １．８５
４．１５
１．０２
合格
２．３ 试验方案
采 用 的 胶 凝 材 料 是 １０ ｇ。 试 验 方 案 具 体 见 表 ２、３、４。
度试验结果表明，用粉煤灰和矿渣取代部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度小，但是后期强度 增 加 快 ，从 ２８ ｄ 强
度看还是不及纯水泥净浆的强度。
关键词： 粉煤灰； 矿渣粉； 硅酸盐水泥； 水化热； 混合水泥
中图分类号： ＴＵ ５２８．０４１
文献标志码： Ａ
文章编号： １００２－３５５０（ ２００８） １０－００５４－０４
３．１ 强度发展
按照表 １ 和表 ２ 的试件配合比，胶凝材料的抗压强度结果 见表 ５。
表 5 胶凝材料的抗压强度
试件编号
３ｄ
７ｄ
１（ Ｗ／Ｃ＝０．２５）
８２．５
９４．３
２（ Ｗ／Ｃ＝０．３２） ３（ Ｗ／Ｃ＝０．３８）
５５．４ ７３．６ ４０．２ ５１．１
４（ Ｗ／Ｃ＝０．４４）
２９．０ ４０．４
５（ Ｗ／Ｃ＝０．５６） ６（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ １０％）
机。 然后就是数据的计算和存储。
２．２ 试验材料
水泥采用银羊水泥 厂 的 Ｐ·Ｏ ４２．５Ｒ 级 水 泥 ，水 泥 性 能 按 国
家标准（ ＧＢ／１７６７１—１９９９） 检测结果如表 １ 所示；水采用 实 验 室
自 来 水 ，测 定 水 化 热 试 验 时 将 水 在（ ２０±２） ℃下 恒 温 ２４ ｈ；混合