掺合料对混凝土的影响

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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。

混凝土掺合料的作用原理及应用前景

混凝土掺合料的作用原理及应用前景

混凝土掺合料的作用原理及应用前景一、混凝土掺合料的作用原理混凝土掺合料是指通过在混凝土中掺入一定比例的适宜掺合料,来改善混凝土的性能和性质的一种材料。

混凝土掺合料的种类很多,常见的有粉煤灰、矿渣粉、硅灰、膨胀剂、减水剂、增稠剂等。

1.粉煤灰粉煤灰是指在燃煤的过程中,煤中的无机物在高温下与空气中的氧反应而形成的一种细粉末状物质。

粉煤灰的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3等,具有较高的硅酸盐反应活性,因此能够减缓混凝土的水化反应速度,从而使混凝土具有更好的耐久性和抗裂性。

2.矿渣粉矿渣粉是指在冶金工业生产过程中副产的颗粒状细粉末,主要成分为硅酸盐、铝酸盐、铁酸盐等。

矿渣粉的掺入可以减少混凝土的水灰比,提高混凝土的力学性能,同时还能改善混凝土的耐久性和抗裂性。

3.硅灰硅灰是指在烟气脱硫、脱硝等工艺中副产的一种细粉末状物质,主要成分为SiO2、CaO等。

硅灰的掺入可以提高混凝土的强度和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。

4.膨胀剂膨胀剂是指一种能够使混凝土体积膨胀的掺合料,主要成分为煤炭、木材等有机物和碱性金属氧化物。

膨胀剂的掺入可以提高混凝土的抗渗性和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。

5.减水剂减水剂是指一种能够降低混凝土水灰比的掺合料,主要成分为高分子聚合物或有机酸盐。

减水剂的掺入可以提高混凝土的流动性和工作性能,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。

6.增稠剂增稠剂是指一种能够增加混凝土粘度的掺合料,主要成分为高分子聚合物。

增稠剂的掺入可以提高混凝土的抗裂性和耐久性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝。

二、混凝土掺合料的应用前景随着建筑工程的不断发展,对混凝土的性能和性质要求也越来越高。

混凝土掺合料的应用可以改善混凝土的性能和性质,提高混凝土的耐久性和抗裂性,同时还能减少混凝土的收缩和裂缝,降低混凝土的成本和施工难度。

目前,混凝土掺合料的应用已经广泛,不仅在建筑工程中得到了应用,还在道路、桥梁、地下工程等领域得到了应用。

混凝土矿物掺合料现状及发展方向

混凝土矿物掺合料现状及发展方向

混凝土矿物掺合料现状及发展方向混凝土矿物掺合料的使用可以在一定程度上降低含水量,改善混凝土的工作性能,提高抗压强度,改善混凝土的耐久性等方面产生积极影响。

由于混凝土矿物掺合料不仅具备良好的化学活性和高度粉细度,还能够充填水泥颗粒之间的缝隙,促进水化反应的进行,从而提高混凝土的致密性和强度。

目前,在混凝土矿物掺合料方面的研究已经取得了一些进展。

各类矿渣粉、矿粉、粉煤灰等掺合料被广泛应用于各种建筑工程中。

同时,在混凝土制备工艺和掺合料掺量方面也进行了一系列的研究和实践。

然而,混凝土矿物掺合料的发展仍然面临一些问题和挑战。

首先,由于各种矿产资源的质量和含量存在差异,混凝土矿物掺合料的性能和影响因素存在较大的不确定性。

其次,混凝土矿物掺合料对于水泥基料的替代程度还比较有限,对于混凝土的抗压强度提高效果不够明显。

另外,混凝土矿物掺合料的生产、质量控制和使用标准等问题也需要进一步完善。

为了进一步推动混凝土矿物掺合料的发展,需要从以下几个方面进行努力。

首先,加强对各种矿渣粉、矿粉、粉煤灰等掺合料性能的研究,确定掺合料与水泥基料的相互作用机理,提高混凝土的力学性能和耐久性能。

其次,加强对混凝土制备工艺的研究和改进,找出合适的掺合料掺量和配合比,提高混凝土的品质和施工性能。

最后,完善混凝土矿物掺合料的标准和规范,确保其生产质量和使用效果。

综上所述,混凝土矿物掺合料在混凝土制备中具有重要的应用前景。

当前,混凝土矿物掺合料的发展方向主要集中在研究和优化各种矿渣粉、矿粉、粉煤灰等掺合料的性能和应用效果,并完善混凝土制备工艺和标准,推动混凝土矿物掺合料的广泛应用。

希望通过相关研究和实践的努力,进一步提高混凝土的性能和质量,促使混凝土结构更加耐久和可靠。

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。

混凝土 掺合料 综述

混凝土 掺合料 综述

混凝土掺合料综述
混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其主要成分为水泥、砂、石子和水。

而混凝土的强度、耐久性、抗渗性等性能则取决于混凝土中的掺合料。

掺合料是指在混凝土中添加的除水泥、砂、石子和水以外的材料,其作用是改善混凝土的性能,提高混凝土的工作性能和使用寿命。

目前,常用的混凝土掺合料主要有以下几种:
1. 矿物掺合料
矿物掺合料是指在混凝土中添加的矿物粉末,如粉煤灰、矿渣粉等。

矿物掺合料可以改善混凝土的强度、耐久性和抗裂性能,同时还可以减少混凝土的收缩和渗透性,提高混凝土的耐久性。

2. 化学掺合料
化学掺合料是指在混凝土中添加的化学物质,如膨胀剂、缩微剂、减水剂等。

化学掺合料可以改善混凝土的工作性能,如提高混凝土的流动性、降低混凝土的黏度、减少混凝土的收缩等。

3. 纤维掺合料
纤维掺合料是指在混凝土中添加的纤维材料,如钢纤维、聚丙烯纤维等。

纤维掺合料可以提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能,同时还可以改善混凝土的耐久性和抗渗性。

4. 空气掺合料
空气掺合料是指在混凝土中添加的空气泡,可以使混凝土中形成大量的微小气泡,从而提高混凝土的抗冻性能和耐久性。

总的来说,混凝土掺合料的选择应根据具体的工程要求和使用环境来确定。

在选择掺合料时,应考虑其对混凝土性能的影响,同时还应考虑其成本和可行性。

此外,混凝土掺合料的使用应符合国家相关标准和规定,确保混凝土的质量和安全性。

综上所述,混凝土掺合料是影响混凝土性能的重要因素之一,其选择应根据具体情况进行合理搭配,以提高混凝土的性能和使用寿命。

混凝土中掺杂物的影响原理

混凝土中掺杂物的影响原理

混凝土中掺杂物的影响原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其性能直接影响着工程质量和安全。

为了提高混凝土的性能,人们开始探索用掺杂物来改善混凝土的性能。

本文将从混凝土中掺杂物的类型、掺杂物的作用以及掺杂物的影响机理三个方面进行探讨。

二、混凝土中掺杂物的类型混凝土中的掺杂物种类繁多,根据其性质和用途可分为以下几类:1.矿物掺合料:如粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉等。

2.化学掺合料:如膨胀剂、缓凝剂、加速剂、防水剂等。

3.纤维掺杂物:如金属纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维等。

4.微观掺杂物:如气泡剂、润滑剂、表面活性剂等。

5.其他掺杂物:如颜料、水泥减水剂等。

三、掺杂物的作用混凝土中的掺杂物对混凝土的性能有着不同的影响,主要表现在以下几个方面:1.改善混凝土的强度和硬度:矿物掺合料可以使混凝土的强度和硬度得到提高。

2.提高混凝土的耐久性:化学掺合料可以提高混凝土的耐久性,增加混凝土的抗裂性和防水性。

3.改善混凝土的性能:纤维掺杂物可以改善混凝土的韧性和抗冲击性能。

4.控制混凝土收缩和膨胀:微观掺杂物可以控制混凝土的收缩和膨胀,从而提高混凝土的稳定性。

四、掺杂物的影响机理混凝土中的掺杂物对混凝土的影响是通过以下几个方面来实现的:1.水泥水化反应的影响:混凝土中的掺杂物可以影响水泥水化反应的过程和产物,从而影响混凝土的强度和硬度。

2.混凝土孔隙结构的影响:混凝土中的掺杂物可以影响混凝土孔隙结构的形成和分布,从而影响混凝土的耐久性和抗裂性。

3.混凝土微观结构的影响:混凝土中的掺杂物可以影响混凝土微观结构的形成和分布,从而影响混凝土的韧性和抗冲击性能。

4.混凝土收缩和膨胀的影响:混凝土中的掺杂物可以影响混凝土的收缩和膨胀,从而影响混凝土的稳定性。

五、结论混凝土中掺杂物的影响机理是多方面的,通过对水泥水化反应、混凝土孔隙结构、混凝土微观结构以及混凝土收缩和膨胀的影响实现。

混凝土中的掺杂物可以改善混凝土的性能,提高混凝土的强度、硬度、耐久性、抗裂性、韧性和抗冲击性能等。

混凝土中添加矿物掺合料的标准

混凝土中添加矿物掺合料的标准

混凝土中添加矿物掺合料的标准一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其主要成分为水泥、骨料、水和气泡剂。

为了提高混凝土的力学性能和耐久性能,可以向混凝土中添加矿物掺合料。

本文将对混凝土中添加矿物掺合料的标准进行详细介绍。

二、矿物掺合料的种类和性能矿物掺合料是指在混凝土中添加的非金属矿物粉末,主要有硅粉、石灰石粉、煤矸石粉、粉煤灰等。

矿物掺合料的添加可以改善混凝土的物理性能、力学性能和耐久性能,同时降低混凝土的成本。

1. 物理性能矿物掺合料的添加可以减少混凝土的热收缩和干缩,降低混凝土的渗透性和气孔率,提高混凝土的密实性和抗渗性能。

2. 力学性能矿物掺合料的添加可以提高混凝土的强度、硬度和耐久性能,同时降低混凝土的收缩率和裂缝倾向。

3. 耐久性能矿物掺合料的添加可以提高混凝土的耐久性能,减少混凝土的碳化和硫酸盐侵蚀,延长混凝土的使用寿命。

三、矿物掺合料的质量标准矿物掺合料的质量标准应符合国家相关标准,具体包括以下几个方面。

1. 外观质量矿物掺合料应为细粉末状,颜色应均匀,无结块、结皮和其他不良现象。

2. 化学成分矿物掺合料的化学成分应符合国家相关标准,主要包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和SO3等指标。

3. 物理性能矿物掺合料的物理性能应符合国家相关标准,主要包括比表面积、密度、水分含量、细度和筛余物等指标。

4. 矿物掺合料的活性指数矿物掺合料的活性指数是指其与水泥反应的程度,通常采用28d强度比值来表示。

矿物掺合料的活性指数应符合国家相关标准。

四、矿物掺合料的添加量矿物掺合料的添加量应根据具体情况进行确定。

一般来说,添加硅粉的掺量为5%~15%,添加石灰石粉的掺量为5%~20%,添加粉煤灰的掺量为10%~50%。

掺合料的总量应控制在20%以内。

五、混凝土的性能要求矿物掺合料的添加可以提高混凝土的性能,但同时也会对混凝土的性能产生一定影响。

因此,应根据具体情况确定混凝土的性能要求。

混凝土中矿物掺合料的影响因素及其处理方法

混凝土中矿物掺合料的影响因素及其处理方法

混凝土中矿物掺合料的影响因素及其处理方法混凝土是现代建筑中经常使用的一种材料,其性能和质量直接影响到建筑物的安全与持久性。

为了提高混凝土的性能和降低成本,人们逐渐开始使用掺合料来替换部分水泥,其中矿物掺合料是一种常用的掺合料。

然而,在使用过程中,矿物掺合料会受到多种因素的影响,从而影响混凝土的性能和质量。

本文将从矿物掺合料的种类、掺量、粒度、活性和配合比等方面,探讨这些影响因素的具体内容,并提出相应的处理方法。

一、矿物掺合料的种类矿物掺合料的种类很多,常用的有粉煤灰、硅灰、石灰石粉、矿渣粉等。

不同的矿物掺合料具有不同的化学成分和物理性质,在混凝土中的作用也不同。

因此,在选择矿物掺合料时,需要根据具体情况进行选择。

一般来说,粉煤灰是使用最广泛的一种矿物掺合料,其掺量可达到50%左右。

硅灰的活性较高,适用于制作高强混凝土和耐久性要求较高的混凝土。

石灰石粉和矿渣粉的使用范围较窄,适用于特定的工程和材料。

二、矿物掺合料的掺量说,矿物掺合料的掺量越大,混凝土的强度和耐久性就越高,但是过高的掺量会导致混凝土的流动性降低、凝结时间延长等问题。

因此,在确定矿物掺合料的掺量时,需要根据具体情况进行选择。

一般来说,掺量在20%~30%之间的效果比较好。

三、矿物掺合料的粒度矿物掺合料的粒度也是影响混凝土性能和质量的重要因素之一。

一般来说,矿物掺合料的粒度越细,其活性越高,对混凝土的强度和耐久性的提高效果也越好。

但是,过细的矿物掺合料会导致混凝土的流动性降低、凝结时间延长等问题。

因此,在选择矿物掺合料时,需要根据具体情况选择适当的粒度。

四、矿物掺合料的活性矿物掺合料的活性也是影响混凝土性能和质量的重要因素之一。

一般来说,活性较高的矿物掺合料可以增强混凝土的强度和耐久性。

但是,过高的活性会导致混凝土的凝结时间过短,难以控制。

因此,在选择矿物掺合料时,需要根据具体情况选择适当的活性。

五、矿物掺合料的配合比般来说,混凝土的配合比需要根据具体情况进行设计,包括水泥、砂、骨料和矿物掺合料等的比例。

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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: 2.1混凝土力学性能测试结果分析[1] 试验表明:对单掺矿物掺合料的高性能混凝土而言,在水胶比和坍落度相同的情况下,单掺硅灰的混凝土的强度最高,其次是掺粉煤灰混凝土,而掺矿粉的混凝土强度最低。不掺与单掺矿物掺合料的混凝土的抗压强度见图1和2。掺硅灰混凝土的强度较高,特别是早期强度。随着硅灰掺量的增加,混凝土强度随着增加,但在28d龄期以后,其强度增长很少。掺硅灰之所以能大幅度提高混凝土的强度,是由其特性决定的。硅灰的比表面积大,其平均粒径仅为0.1~0.2μm,要比水泥小2个数量级,并且硅灰具有高度的无定形性质以及高的SiO2[2]。小的球状硅灰填充于水泥颗粒之间,使胶凝材料具有良好的级配,加水拌和后填充于水泥浆体的孔隙之间,从微观尺度上增加了水泥石的密实度,强化了水泥基材,提高了强度。其次,硅灰的掺入会产生火山灰反应,这种反应能将对强度不利的Ca(OH)2反转化为C-S-H凝胶,并填充在水泥水化产物之间,有力地促进强度的增长,硅灰与Ca(OH)2反应,使Ca(OH)2不断地被消耗会加快水泥的水化速率,提高早期强度[3]。

图1不掺与单掺矿物掺合料的混凝土的抗压强度对比

图2双掺矿物掺合料的混凝土的强度对比 由试验可以得出,单掺3%的硅灰混凝土强度比基准混凝土强度低。原因是由于硅灰的比表面积高达22000m2/kg,因此单方用水量比基准混凝土用水量高,由于硅灰的掺量较低,其对强度的增长作用不明显。 粉煤灰由于其本身的化学成分、结构和颗粒形状等特征,其水化分两步进行,因此早期强度低,后期强度发展较快。从图1和图2也可以看出,粉煤灰混凝土28d龄期的混凝土强度比基准混凝土强度低,但到了90d龄期则已经赶上基准混凝土强度,即28d龄期以后粉煤灰混凝土强度仍有较大增长。这是因为在水泥的水化对混凝土的强度贡献下降后,持续的粉煤灰火山灰活性反应对强度的增长仍起着重要的作用,进而保证粉煤灰混凝土的后期强度继续增长。 从图1的试验结果可以看出,在矿粉的掺量为70%的情况下,单掺矿粉的混凝土强度比基准混凝土强度低。这主要是由于矿粉的水化比纯水泥要慢(需要水泥水化产生的Ca(OH)2来激发),在高水胶比(高于0.30)的情况下,绝大部分水泥混凝土的早期强度比掺矿粉的混凝土的早期强度高。 对于双掺矿物掺合料的混凝土而言,粉煤灰与硅灰混掺的混凝土强度最高,双掺矿粉与硅灰的混凝土强度与双掺矿粉与粉煤灰的混凝土强度接近。双掺矿物掺合料的混凝土的强度对比见图2。 2.2掺合料对混凝土抗氯离子渗透性的影响分析 在混凝土中掺入粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料,提高混凝土的耐久性,降低了混凝土的电通量,其改善混凝土抗氯离子渗透的能力依次为硅灰>矿粉>粉煤灰。不掺与单掺矿物掺合料混凝土各组电通量对比见图3。硅灰的掺入能显著提高混凝土的抗氯离子渗透能力,特别是混凝土早期的抗氯离子渗透能力,并且随着硅灰掺量的增加,混凝土的抗氯离子渗透能力随着提高,见图4。

图3不掺与单掺矿物掺合料混凝土各组电通量对比 图4硅灰掺量对混凝土电通量的影响 虽然硅灰能够很好 氯离子渗透能力,但由于细度过细,使混凝土过于黏滞和表面缺少水分使抹面困难,容易出现塑性收缩裂缝。 与普通混凝土和粉煤灰混凝土相比较,单掺矿粉能显著提高混凝土的抗氯离子渗透能力。 在混凝土中掺入粉煤灰,混凝土抗氯离子渗透能力提高,这主要是因为粉煤灰的密实填充效应和火山灰效应,降低了混凝土的孔隙率以及改善了孔隙特征。粉煤灰微细颗粒的填充作用与二次水化产物使水泥浆体毛细孔隙细化和结构致密化。粉煤灰的掺入,显著降低了混凝土中的大孔含量及总的孔隙率,从而提高粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能。 掺粉煤灰和矿粉对改善混凝土的早期耐久性能不明显,但是随着龄期的延长,由于其持续的水化效应,耐久性能不断增强。 双掺矿物掺合料同样可以改善混凝土抗氯离子渗透的能力,其改善混凝土抗氯离子渗透的能力的机理与单掺矿物掺合料的作用机理类同,首先是矿物掺合料的掺入改善了混凝土内部的微观结构和水化产物的组成,混凝土孔隙率降低,孔径细化,使混凝土对氯离子的扩散阻力提高,其次是矿物掺合料提高了混凝土对氯离子的物理吸附或化学结合能力,即固化能力。 2.3矿物掺合料对混凝土耐久性能的影响【4】 在混凝土中掺入一定比例的矿物掺合料,能够提高其抗侵蚀能力,增强结构的耐久性。掺入矿物掺合料有利于延迟水化热峰值时间、降低水化热,减少温度裂缝的发生。在施工中结合工程特点和各种材料供应情况,采取不同的矿物掺合料配伍方式优化混凝土配合比,能够为企业创造良好的技术经济效益和社会效益。 2.4掺合料对高性能混凝土早龄期收缩特性的影响【5】 1)硅灰的加入不会增加混凝土早期干燥收缩,但对早期自生收缩略有增大作用.粉煤灰的掺入能大幅度地降低混凝土早期自生收缩,但也会降低混凝土早期强度,从而增大了早期干燥收缩, 使其对干燥条件下混凝土的总收缩值降低并不明显.因而工程中宜采用复合掺入的方式以抵消单一掺合料带来的负面影响; 2)磨细矿渣对混凝土早期收缩的影响与掺量、龄期等有关,掺量较小时会增加1d后自生收缩,掺量较多时因强度发展缓慢,能明显降低自生收缩,但却对早期干燥收缩不利,使得混凝土在干燥条件下的总收缩值反而大于基准混凝土,因而应对此类混凝土加强早期保湿养护; 3)与同水胶比的基准混凝土相比,加掺合料混凝土早期自生收缩比与其抗压强度比之间存在很好的线性关系; 4)对于同水胶比的混凝土,早期干燥收缩与试件的水分散失率间呈近似的对数函数关系. 2.5矿物掺合料对混凝土疲劳性能的影响【6】 根据对不同磨细矿渣和粉煤灰掺量的混凝土的静力强度及在不同应力水平下疲劳寿命试验分析,可以得出: 磨细矿渣的掺量超过50%后会导致混凝土强度的降低,在磨细矿渣掺量达到 80%时,混凝土强度产生较大幅度的降低。粉煤灰掺量小于30%时,混凝土的强度变化不大,在大掺量 时则对强度的负面影响显著。 矿物掺合料掺量较低时,应力水平S与疲劳寿命的对数值基本上呈现良好线性关系。但当磨细矿渣掺合料达到80%(PL4 配合比),粉煤灰掺量达到50%(PL6 配合比),在S=0.85与S=0.80之间的斜率明显不同,使整个连线发生了弯折。 30%磨细矿渣掺量的混凝土在各级应力水平下的疲劳寿命与基准混凝土差别不大,而当磨细矿渣掺量大于30%时,疲劳寿命随磨细矿渣掺量的变化趋势与应力水平S有关。当S≤0.80时,疲劳寿命N随磨细矿渣掺量的增加而增加;当S>0.80 时,疲劳寿命随磨细矿渣掺量的增加而下降。粉煤灰掺量对疲劳寿命的影响同样与应力水平S有关,当S≤0.80时,疲劳寿命N随粉煤灰掺量的增加而增加;而当 S>0.80时,混凝土疲劳寿命随粉煤灰掺量的增加而降低。 根据疲劳方程计算得到各配合比混凝土疲劳寿命N=2×106时的疲劳强度折减系数在0.624~0.691之间。大掺量矿物掺合料混凝土(PL4配合比和PL6配合比)的疲劳强度折减系数明显要大于其他配合比混凝土。 相同应力水平下,疲劳寿命近似服从两参数威布尔分布;95%保证概率下各配合比混凝土的疲劳强度折减系数在0.518~0.648,且疲劳强度折减系数具有随矿物掺合料掺量的增加而增大的趋势。

3结论: 掺合料对高性能混凝土的影响是多方面的,本文主要从混凝土疲劳性能、早龄期收缩特性、力学性能、耐久性能、抗氯离子渗透性等方面进行研究。 对单掺矿物掺合料的高性能混凝土而言,在水灰比和坍落度相同的情况下,混凝土的抗压强度按硅灰、粉煤灰、矿粉递减。在混凝土中掺入粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料,可以改善混凝土的抗氯离子渗透性,提高混凝土的耐久性,其改善混凝土抗氯离子渗透的能力依次为硅灰>矿粉>粉煤灰。大掺量矿物掺合料混凝土的疲劳强度折减系数明显要大于其他配合比混凝土。各种掺合料对混凝土早期收缩影响不同,因而工程中宜采用复合掺入的方式以抵消单一掺合料带来的负面影响。 参考文献: [1]罗碧丹等.矿物掺合料对混凝土性能的影响[B].水运工程,2009,(3) [2]肖佳,周士琼,徐亦冬.粉煤灰、硅灰对水泥胶砂性能影响的试验研究[J].混凝土,2003(8):28-30. [3]姜德民.硅灰对高性能混凝土强度的作用机理研究[J].建筑技术开发,2001(4):44-46. [4]赵年全.矿物掺合料对高性能混凝土力学和耐久性的影响分析[B].铁道建筑,2010,(4) .[5]高小键等.加掺合料高性能混凝土早龄期收缩特性[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(12) [6]郑克仁等.东南大学博士学位论文.2005,TU528

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