矿物质掺合料对混凝土耐久性的影响

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混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用

混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用

混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用一、矿渣粉的概述矿渣粉是指在冶金过程中产生的一种固体废弃物,其主要成分是硅酸盐、氧化物和铝酸盐等。

矿渣粉具有较高的活性和水化反应能力,可以与水反应生成水化硅酸钙凝胶,从而增强混凝土的强度和耐久性。

目前,矿渣粉已经被广泛地应用于混凝土中,成为一种重要的掺合料。

二、矿渣粉的掺量对混凝土力学性能的影响1. 抗压强度:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗压强度。

研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗压强度可以提高20%左右。

这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,增加混凝土的致密性和坚固性。

2. 抗拉强度:矿渣粉的掺入也可以提高混凝土的抗拉强度。

这是因为矿渣粉可以改善混凝土的微观结构,使得混凝土中的颗粒分布更为均匀,从而提高混凝土的整体强度。

3. 抗冻性能:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗冻性能。

研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗冻性能可以提高30%左右。

这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的水分,从而减少混凝土在低温环境下的冻融损伤。

4. 耐久性:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的耐久性。

研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的耐久性可以提高50%左右。

这是因为矿渣粉可以减少混凝土中的氧化物含量,从而减少混凝土的腐蚀和老化。

三、矿渣粉的应用矿渣粉可以作为一种掺合料,与水泥、砂子等原材料混合使用,制成混凝土。

在具体的应用中,矿渣粉的掺量一般为10%~30%左右。

除此之外,矿渣粉还可以用于制作高强度混凝土、自流平混凝土、泵送混凝土等特殊混凝土。

四、矿渣粉的使用注意事项1. 矿渣粉的掺入应该根据具体的工程要求和混凝土的配合比进行确定。

一般来说,矿渣粉的掺量不应超过30%。

2. 矿渣粉应该与其他原材料充分混合,避免出现团聚和分层现象。

3. 在施工过程中,应该注意控制混凝土的水灰比,以充分发挥矿渣粉的效果。

4. 矿渣粉的质量应该符合国家相关标准,避免使用劣质矿渣粉对混凝土的性能产生影响。

混凝土中添加矿物掺合料的作用和效果

混凝土中添加矿物掺合料的作用和效果

混凝土中添加矿物掺合料的作用和效果一、引言混凝土是建筑工程中广泛使用的一种材料,由于其强度、耐久性、可塑性等特点,被广泛应用于各种不同的建筑工程中。

然而,随着对环境保护以及资源的节约意识的日益增强,矿物掺合料这种新型的混凝土材料逐渐被人们所认识和接受,并得到了广泛的应用。

二、矿物掺合料的定义及分类矿物掺合料指的是将一些天然矿物质或人工制品加入混凝土中,以改善混凝土的性能、性质、加工性能等的一种材料。

根据其来源和特性,可以将其分为天然矿物掺合料和人工矿物掺合料两大类。

常见的天然矿物掺合料有粉煤灰、硅灰、石灰石粉等;常见的人工矿物掺合料有高炉矿渣粉、磨细矿渣粉、粉煤灰等。

三、添加矿物掺合料对混凝土的作用1.改善混凝土的工作性能添加矿物掺合料可以提高混凝土的流动性和可加工性,从而改善混凝土的工作性能。

这是因为矿物掺合料中的一些细小颗粒可以充分填充混凝土中的空隙,从而提高混凝土的密实性和流动性。

2.提高混凝土的力学性能添加矿物掺合料可以提高混凝土的抗压强度、弯曲强度和耐久性。

这是因为矿物掺合料的细小颗粒可以与水泥颗粒反应,形成一种新的水化产物,从而增加混凝土中的硬化体积,提高混凝土的强度和抗压性能。

3.改善混凝土的耐久性添加矿物掺合料可以提高混凝土的耐久性,避免混凝土的老化和腐蚀。

这是因为矿物掺合料中的一些细小颗粒可以与混凝土中的钙离子反应,形成一种新的钙硅酸盐水化产物,从而提高混凝土的抗腐蚀性能和耐久性。

4.减少对环境的污染添加矿物掺合料可以减少混凝土生产过程中对环境的污染。

这是因为矿物掺合料可以替代部分水泥,从而减少水泥的使用量,降低二氧化碳排放量,保护环境。

四、添加矿物掺合料对混凝土的影响1.对混凝土的流动性和可加工性的影响由于矿物掺合料中的颗粒大小不同,对混凝土的流动性和可加工性的影响也不同。

一般来说,颗粒细小的矿物掺合料可以提高混凝土的流动性和可加工性,而颗粒较大的矿物掺合料则会降低混凝土的流动性和可加工性。

混凝土矿物掺合料在混凝土中的主要作用

混凝土矿物掺合料在混凝土中的主要作用

混凝土矿物掺合料在混凝土中的主要作用大家好,今天我们来聊聊混凝土矿物掺合料在混凝土中的主要作用。

我们要明白什么是混凝土矿物掺合料。

简单来说,它就是一种用来改善混凝土性能的添加剂。

那么,它到底有哪些神奇的作用呢?接下来,我将从三个方面给大家详细介绍。

1.1 提高混凝土的强度和耐久性混凝土矿物掺合料的一个重要作用就是提高混凝土的强度和耐久性。

想象一下,如果我们的建筑材料像房子一样,需要经过长时间的风吹雨打才能保持稳定,那么我们的生活将会是多么不方便啊!而混凝土矿物掺合料就像是给房子穿上了一件坚固的“外衣”,让它能够承受住各种恶劣环境的考验。

这样一来,我们的建筑物就能更加安全、美观、耐用了。

1.2 降低混凝土的水泥用量大家都知道,水泥是混凝土的主要成分之一。

但是,有时候我们会发现,即使添加了很多水泥,混凝土的强度仍然不够高。

这时候,就可以尝试使用混凝土矿物掺合料来解决问题。

因为它可以替代部分水泥的功能,从而降低混凝土的水泥用量。

这样一来,不仅能够节约资源,还能减少环境污染。

而且,由于水泥用量的降低,混凝土的流动性也会更好,施工起来更加方便。

1.3 改善混凝土的工作性能除了提高强度和耐久性之外,混凝土矿物掺合料还可以改善混凝土的工作性能。

比如说,在高温环境下,混凝土容易出现龟裂、变形等问题。

而加入适量的矿物掺合料后,可以降低混凝土的收缩率,延缓其龟裂的速度。

这样一来,我们就能够在更宽广的温度范围内使用混凝土了。

另外,矿物掺合料还可以帮助消除混凝土中的有害气体,提高其抗渗性能。

这些都是混凝土矿物掺合料为人类带来的实实在在的好处。

2.1 防止混凝土开裂在实际施工过程中,我们经常会遇到混凝土开裂的问题。

这不仅会影响建筑物的质量,还可能导致安全隐患。

而混凝土矿物掺合料就可以有效地防止这种情况的发生。

因为它含有大量的纤维状物质,可以增强混凝土的韧性和抗裂性。

它还能够吸收水分和二氧化碳,形成稳定的凝胶体结构,从而降低混凝土的收缩率和膨胀系数。

混凝土中掺加矿物掺合料的效果原理

混凝土中掺加矿物掺合料的效果原理

混凝土中掺加矿物掺合料的效果原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域的材料。

在混凝土生产中,加入矿物掺合料可以改善混凝土的性能,提高混凝土的强度和耐久性。

本文将探讨混凝土中掺加矿物掺合料的效果原理。

二、矿物掺合料的种类和性质1.粉煤灰粉煤灰是一种煤炭燃烧产生的细粉末,主要由二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙等组成。

粉煤灰的颗粒细小,表面积大,可以填充混凝土中的孔隙,提高混凝土的密实性。

同时,粉煤灰中的氧化钙能够与水反应生成较为稳定的硬化产物,从而提高混凝土的强度和耐久性。

2.矿渣粉矿渣粉是一种由冶金工业产生的副产品,主要由氧化硅、氧化铝和氧化钙等组成。

与粉煤灰相比,矿渣粉的颗粒更为均匀,具有更好的活性。

矿渣粉中的氧化钙和氧化铝能够与水反应生成水化硅酸钙和水化铝酸盐等胶凝产物,从而提高混凝土的强度和耐久性。

3.硅灰硅灰是一种由半导体工业产生的副产品,主要由氧化硅组成。

硅灰的颗粒细小,具有极高的活性。

硅灰与水反应生成硅酸盐胶凝产物,可以填充混凝土中的孔隙,提高混凝土的密实性。

同时,硅灰中的氧化铝能够与水反应生成水化铝酸盐等胶凝产物,从而提高混凝土的强度和耐久性。

三、矿物掺合料对混凝土性能的影响1.强度混凝土的强度是混凝土中水泥的硬化产物的强度。

矿物掺合料中的成分能够与水泥中的成分反应,生成较为稳定的硬化产物。

同时,矿物掺合料中的细粉末能够填充混凝土中的孔隙,提高混凝土的密实性。

因此,加入矿物掺合料可以提高混凝土的强度。

2.耐久性混凝土在长期使用过程中会受到各种外界因素的影响,如气候、水分、化学物质等。

矿物掺合料中的成分能够与水泥中的成分反应,生成较为稳定的硬化产物,从而提高混凝土的耐久性。

同时,矿物掺合料中的细粉末能够填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的孔隙水分和氧气的侵入,从而延长混凝土的使用寿命。

3.工作性能混凝土的工作性能包括可塑性、流动性、凝结时间等方面。

加入矿物掺合料可以改善混凝土的工作性能。

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

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。

矿物掺合料对混凝土性能的影响研究

矿物掺合料对混凝土性能的影响研究

矿物掺合料对混凝土性能的影响研究一、背景介绍混凝土作为一种常见的建筑材料,其性能对建筑物的质量和使用寿命有着重要的影响。

而矿物掺合料作为一种常见的混凝土掺合料,在混凝土中的应用越来越广泛。

因此,研究矿物掺合料对混凝土性能的影响是非常有必要的。

二、矿物掺合料的种类和性质矿物掺合料是指在混凝土中添加的一种粉状或颗粒状的物质,其来源可以是工业废渣、采石场废料等。

常见的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。

矿物掺合料的主要成分是硅酸盐、氧化物和无机物等,不同种类的矿物掺合料具有不同的化学成分和物理性质。

三、矿物掺合料对混凝土性能的影响1.强度:矿物掺合料的加入可以提高混凝土的强度,特别是在长期龄期下的强度表现更为明显。

其中,粉煤灰的强度提高作用最为显著。

2.耐久性:矿物掺合料的加入可以提高混凝土的耐久性,特别是对于抗硫酸盐侵蚀和碳化的耐久性有着显著的改善作用。

其中,矿渣粉的抗硫酸盐侵蚀能力最强。

3.流动性:矿物掺合料的加入可以改善混凝土的流动性和工作性能,有效地控制混凝土的收缩和裂缝的发生。

4.早期强度:矿物掺合料的加入可以提高混凝土的早期强度,特别是在高温状态下的早期强度表现更为明显。

其中,硅灰的早期强度提高作用最为显著。

四、矿物掺合料用量的影响矿物掺合料的用量对混凝土性能的影响非常重要。

若矿物掺合料用量过多,则会降低混凝土的强度和耐久性;反之,若矿物掺合料用量过少,则无法发挥其应有的作用。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况合理控制矿物掺合料的用量。

五、矿物掺合料的应用前景矿物掺合料的应用前景非常广阔。

首先,矿物掺合料的应用可以有效地降低混凝土的成本,降低环境污染。

其次,矿物掺合料的应用可以提高混凝土的性能,增强混凝土的耐久性和抗震性。

因此,矿物掺合料的应用将会越来越广泛。

六、结论综上所述,矿物掺合料是一种非常重要的混凝土掺合料,其对混凝土性能的影响非常显著。

在实际应用中,需要根据具体情况合理控制矿物掺合料的用量,以发挥其最大的作用。

原材料中矿物掺量对混凝土性能的影响

原材料中矿物掺量对混凝土性能的影响

原材料中矿物掺量对混凝土性能的影响混凝土作为一种广泛应用于建筑、道路和基础设施工程中的重要材料,其性能直接关系着工程结构的质量和寿命。

而作为混凝土中的主要原材料之一,矿物掺合料的使用已逐渐受到人们的重视。

本文将探讨原材料中矿物掺量对混凝土性能的影响。

首先,矿物掺量对混凝土的力学性能具有直接影响。

矿物掺合料的添加可以改善混凝土的强度、抗渗性和耐久性等方面的性能。

例如,适量添加粉煤灰可以提高混凝土的抗压强度,减小收缩和渗透性,提高耐久性;而硅灰的添加则可以使混凝土更加致密,提高抗渗性能。

此外,矿物掺合料还可以调节混凝土的水胶比、细度模数等物理性能指标,从而进一步提高混凝土的力学性能。

其次,矿物掺量还对混凝土的工艺性能产生影响。

根据实际工程需要,适当的矿物掺合料添加量可以改善混凝土的流动性和可泵性,有利于施工过程中的操作和工艺控制。

例如,添加一定比例的粉煤灰或矿渣粉可以提高混凝土的流动性,降低黏性,从而减少模板振捣的工作量;而适量添加膨胀剂则可以增加混凝土的可泵性,使施工更加方便快捷。

另外,矿物掺量对混凝土的热学性能也具有一定影响。

矿物掺合料的添加可以减少混凝土的内部温度升高速率,减缓混凝土的水化反应,从而降低混凝土在高温环境下的裂缝和变形风险。

这对于长期暴露在高温环境中的混凝土结构具有重要的意义,可以有效延缓其老化进程,提高寿命。

此外,矿物掺量还对混凝土的环境影响产生一定影响。

矿物掺合料的使用可以有效减少对天然资源的开采,降低对环境的破坏,促进可持续发展。

例如,适量利用废弃矿渣和粉煤灰等工业废弃物作为混凝土的掺合料,不仅可以减少其对大气污染的贡献,还可以有效利用资源,达到节能减排的效果。

总结起来,原材料中矿物掺量对混凝土性能的影响是多方面的,涉及到力学性能、工艺性能、热学性能以及环境影响等方面。

在实际工程中,根据具体的工程要求和环境条件,选择适当的矿物掺合料添加量,并结合其他措施进行综合利用,可以最大程度地提高混凝土结构的品质和使用寿命。

矿物掺合料对混凝土性能的影响探究

矿物掺合料对混凝土性能的影响探究

矿物掺合料对混凝土性能的影响探究摘要:随着建筑行业的发展,对建筑技术和建材的需求越来越大,混凝土是一种重要的建筑材料,它可以在一定范围内酌情加入多种矿物质辅助物质,从而改善其应用效果。

在高强度、高性能的基础上,应用范围广,可有效地保障施工的质量。

因此,本文着重对矿用外加剂对水泥的作用进行了分析和探讨。

关键词:矿物;掺合料;混凝土性能引言由于目前各种类型的施工项目对施工的需求和规范不尽相同,混凝土是一种重要的工程建材,必须加入矿物质掺和料来改善其应用效果。

在工程实践中,加入不同类型的矿物掺和料对混凝土的力学特性也会有一定的影响。

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。

三、不同矿物掺合料对混凝土性能影响1.增加水泥用量对渗透性能有一定的作用。

试验结果表明,随着水泥用量的减少,渗透性能也随之降低。

这是由于集料、硬化水泥浆料及部分空隙构成的硬化水泥,水泥水化程度和致密性是影响水泥浆液的空隙程度的重要因素。

在一定程度上,水泥固化后的水泥浆液中的空隙越大,渗透率越高。

在混凝土中,由于受水的影响,集料在水泥中会产生一层水膜,从而造成水泥砂浆与集料间的隔阂,这些相互连通的孔洞和内部缝隙会增加水泥的渗透率。

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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
时注重混凝土的养护可以极大地提高混凝土的抗渗性能。

3.粉煤灰、矿渣粉对混凝土抗冻性能的影响
3.1粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响
混凝土的强度和引气量是影响普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻性的决定性因素,在零度以下环境下,混凝土中内部孔隙和毛细孔道中的水结冰产生体积膨胀,当这种膨胀力超过混凝土的抗拉强度时则使混凝土产生微细裂缝,在反复冻融作用下,混凝土内部的微细裂缝逐渐增多和扩大,混凝土的强度逐渐降低,混凝土表面产生酥松剥落,直至完全破坏。

混凝土中用粉煤灰并等量取代水泥后,在早、中期水化产物减少,毛细孔增多,强度偏低。

以粉煤灰混凝土28 d强度测定,即混凝土受冻前龄期较短时,混凝土易冻坏,这在粉煤灰品质较差、混凝土需水量相应增加的情况下尤为突出,但随着粉煤灰的活性物质发生二次水化反应,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。

但粉煤灰的掺入有助于混凝后期强度的提高,所以随着混凝土强度的提高,后期粉煤灰混凝土的抗冻性将得到较大的提高。

3.2矿渣粉对混凝土抗冻性能的影响
矿渣粉可以改善混凝土抗冻性能的主要原因在于,一方面矿渣粉填充于水泥颗粒之前的微集料效应,改善了混凝土微观层次的自然紧密体系和孔径分布,避免生成连通的毛细孔,另一方面,水泥石中的胶凝孔径小冰点极低,因此胶凝孔中的水兵不结冰,矿渣粉粉的加入,大大增加了C-S-H胶凝体和胶凝孔数量,减少了结冻孔数量,缓解了因结冰而引起的体积增大,压力增大,故混凝土中掺入矿渣粉可以提高混凝土的抗冻性,研究表明,矿渣粉掺量在10%以内,混凝土的质量损失率和基准混凝土的(矿渣掺量为0)相比,变化不大,但矿渣粉从10%增加到40%时,混凝土的质量损失率下降较多,同时矿渣粉的掺入也可以有效地降低混凝土强度损失率。

4.粉煤灰、矿渣粉对混凝土抗裂性能的影响
混凝土中水泥在水泥过程会生成大量的Ca(OH)2晶体,而粉煤灰和矿渣粉较水泥颗粒要细,掺入混凝土后可显著改善界面过渡区的微结构,因为矿物掺合料与富集在界面的Ca(OH)2反应,生成C-S-H凝胶,使Ca(OH)2晶体、钙矾石和孔隙大量减少,凝胶相对增加,同时颗粒极细的磨细矿渣粉和粉煤灰的掺入可减少泌水,消除骨料下部的水隙,使界面过渡区的原声微裂缝大大减少,界面过渡区的厚度相应减小,使其结构的密室度与水泥浆体的相同或接近,骨料与浆体的粘结力得到增强,而且改善了界面过渡区的机构,减少了界面区的微裂缝,使抗裂性得以提高。

5.粉煤灰、矿渣粉双掺对抗腐蚀和氯离子渗透性能
5.1粉煤灰、矿渣粉抗腐蚀作用
粉煤灰、矿渣粉掺合料还具有改善混凝土抗腐蚀的功能,混凝土掺合料水化时消耗了水泥熟料与掺合料界面过渡区的部分氢氧化钙和水化铝酸钙,形成耐腐蚀的低碱型水化硅酸钙(托贝莫来石)和钙矾石等,钠离子、钾离子与铝氧八面体络阴离子团结合成四面体进入硅酸盐晶体结构,形成水化铝硅酸钙被固定,使游离碱含量降低,有效避免侵蚀的发生。

5.2粉煤灰、矿渣粉抗氯离子渗透功能
氯离子在混凝土中的渗透主要是通过是水泥石中的贯通孔和集料中的贯通孔、水泥石和集料界面界面的贯通孔实现的,而矿物掺合料改善抗氯离子渗透的主要机理是其在混凝土中的密实填充和火山灰效应,填充效应是指掺合料颗粒填充在水泥胶凝材料的空隙中,特别是掺入了高效减水剂后再掺入矿物掺合料的混凝土具有更好的减水增塑效果,即高性能混凝土“双掺”技术,由于粉煤灰、矿渣粉的密实填充效应和粉煤灰的火山灰效应降低了混凝土中硬化浆体孔隙率、改善了混凝土孔隙特征,使毛细孔细化和结构致密化,同时二次水化使毛细孔变长和曲折,阻断了可能渗透的通道,从而阻止了氯离子的渗透,同时,粉煤灰对氯离子的物理吸附和化学结合作用也是不可忽略的重要因素,粉煤灰细度越细,在低水胶比混凝土中的密实填充效应越明显,阻止效果越佳。

6.粉煤灰抑制碱骨料反应性能
粉煤灰可以减少混凝土中的碱一骨料反应。

首先,掺入粉煤灰后,粉煤灰消耗了可溶性碱;其次,粉煤灰与水泥水化释放出来的Ca(OH)2反应,有效地降低孔隙溶液中的pH值,因而降低骨料中硅与碱的反应活性;同时,粉煤灰中高度反应的无定形相(玻璃体)迅速消耗水泥中的碱,生成非膨胀的钙一碱硅胶;最后,粉煤灰有助于降低混凝土的透水性,降低水分向混凝土中的渗透,而有水分才能充分进行碱一骨料反应。

7.结语
充分合理利用粉煤灰的减水效应、填充效应、火山灰效应和形态效应及矿渣粉的显微形态、表面活性和填充作用,进行有效搭配、取长补短、合理优化,会形成超叠加效应,使混凝土具有更好的耐久性性能,有效地延长铁路混凝土的使用年限和寿命。

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