杨思忠混凝土矿物掺合料分析演示教学.ppt

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1、杨思忠混凝土矿物掺合料分析在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土综合性能，掺量一般不小于5%，多具有火山灰活性或潜在水硬性的粉体材料。GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》明确规定：用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨细的各种矿物掺合料，又称矿物外加剂，其主要特征是磨细矿物材料，细度比水泥颗粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。现代混凝土必要组分。常用的矿物掺合料有：粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉。二、矿物掺和料对水泥基材料的效应问题粉煤灰效应化学活性效应形态效应微集料效应1、化学活性效应火山灰性：掺和料中的Si

2、O2、Al2O3等潜在活性物质与碱性物质或石膏反应生成水硬性物质。掺合料发生水化反应的条件：碱性物质或硫酸盐+水+潜在活性物质水泥的水化反应产生Ca(OH)2C2S+mH→CSH+(2-x)CHC3S+nH→CSH+(3-x)CH粉煤灰的活性7d以后才能逐渐表现来，反应率28d为1.5%～5.5%,90d为8～13%,180d为15～19%之间。界面改善掺和料与水泥熟料水化产生的Ca(OH)2发生火山灰反应，减少了混凝土中Ca(OH)2的含量，从而改善界面过渡区的结构，使浆体—界面的粘接力增强。一定程度上改善混凝土的力学性能与耐久性。骨料过渡区

3、水泥石本体C-S-HCH钙矾石骨料氢氧化钙2、形态效应由外观形貌、表面性质、颗粒级配等产生的效应。FA中的球形颗粒含量较高时，可增大混凝土的流动性。尖角状颗粒含量很多，易导致混凝土泌水。3、微集料效应掺和料中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充毛细孔，改善混凝土孔结构和增大密实度的效应。混凝土中掺入适量的矿物掺合料混合均匀之后，粉体的颗粒级配更为合理，密实度提高。提高混凝土的抗渗性与抗Cl-1的侵蚀能力。超细粉的填充效应粒子组合与空隙率的变化1、经济性：掺合料可代替部分水泥，降低成本。2、活性：改善水泥基胶凝材料的水化，提高混凝土强度。主要是提高

4、后期强度。矿物细掺料中含有活性的SiO2和Al2O3，与水泥中的石膏及水泥水化生成的Ca(OH)2反应，生成生成C-S-H和C-A-H、水化硫铝酸钙。除硅灰外的其它矿物掺合料，大多数混凝土的早期强度随着掺量的增加而降低。3、改善工作性。提供充足的浆量，发挥形态效应改善新拌混凝土的工作性。三、矿物掺合料在混凝土中的作用4、提高密实性。增加颗粒堆积密度，减小孔隙率，改善孔结构。5、提高耐久性。矿物细掺料和水泥水化产生的Ca(OH)2发生二次化学反应，降低了混凝土中的Ca(OH)2含量；同时减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构，降低混凝土最可几孔

5、径，使混凝土结构更加致密，提高了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。抑制碱—骨料反应。试验证明，矿物掺合料掺量较大时，可以有效地抑制碱—骨料反应。内掺30％的低钙粉煤灰能有效地抑制碱硅反应的有害膨胀，利用矿渣抑制碱骨料反应，其掺量宜超过40％。6、降低混凝土温升。水泥水化产生热量，而混凝土又是热的不良导体，在大体积混凝土施工中，混凝土内部温度可达到50~70℃，比外部温度高，产生温度应力，混凝土内部体积膨胀，而外部混凝土随着气温降低而收缩。内部膨胀和外部收缩使得混凝土中产生很大的拉应力，导致混凝土产生裂缝。掺合料的加入，减少了水泥的

6、用量，就进一步降低了水泥的水化热，降低混凝土温升。7、不同矿物细掺料复合使用的“超叠效应”。不同矿物细掺料在混凝土中的作用有各自的特点，例如矿渣火山灰活性较高，有利于提高混凝土强度，但自干燥收缩大；掺优质粉煤灰的混凝土需水量小，且自干燥收缩和干燥收缩都很小，在低水胶比下可保证较好的抗碳化性能。四、矿物掺和料对耐久性的影响由于和游离石灰及高碱性水化硅酸钙产生二次水化，生成强度更高、稳定性更优、数量更多的低碱性水化硅酸钙，改善了水化胶凝物质的组成，并减少或消除了游离石灰，对提高混凝土耐久性作用极大。1、抗硫酸盐侵蚀性能显著提高，因为在水泥石中缺乏或

7、不存在游离石灰时形成具有膨胀作用的钙矾石反应不能进行；2、在有碱集料反应产生的条件下由于矿物细粉掺合料的掺加在混凝土水化产物中形成大量低碱水化硅酸钙，它们能吸收和固定大量的钠、钾离子从而使混凝土中的有效碱含量大大减少，极大地减少了碱集料反应的危害性。3、矿物细粉掺合料的掺加它们填充集料和水泥颗粒的孔隙，使混凝土结构和界面更为致密，阻断了可能形成的渗透通路，使混凝土抗渗性大为提高。4、在低水胶比情况下，掺加矿物细粉掺合料，混凝土中的可冻水很缺乏，抗冻性大幅度提高，当然高抗冻性与与低水胶比直接相关，但也与掺加矿物细粉掺合料密不可分，例如，水科院李金

8、玉等人研究同为0.26的水胶比，不掺加矿物细粉掺合料的C60混凝土其抗冻融循环只达到F250，而掺加矿物细粉掺合料的混凝土抗冻融循环可达F1000以上