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混凝土中矿物外加剂的使用及配比研究

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在混凝土拌制过程中掺入的用以改善混凝土性能,掺量超过水泥质量 5% 的具有一定细度的矿物粉体材料,称为矿物外加剂。常用的矿物掺和料有粉煤灰、硅灰、沸石粉、粒化高炉矿渣粉等,其中粉煤灰应用最普遍。可采用两种或两种以上的矿物掺和料按一定比例混合使用。在混凝土中掺用矿物掺和料时,矿物掺和料的种类和掺量应经试验确定。矿物掺和料宜与高效减水剂同时使用。

混凝土中矿物外加剂的使用及配比研究

在混凝土拌制过程中掺入的用以改善混凝土性能,掺量超过水泥质量 5% 的具有一定细度的矿物粉体材料,称为矿物外加剂(又称矿物掺和料)。常用的矿物掺和料有粉煤灰、硅灰、沸石粉、粒化高炉矿渣粉等,其中粉煤灰应用最普遍。可采用两种或两种以上的矿物掺和料按一定比例混合使用。

矿物掺和料的应用应符合下列规定:

(1)掺用矿物掺和料的混凝土,宜采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。

(2)在混凝土中掺用矿物掺和料时,矿物掺和料的种类和掺量应经试验确定。

(3)矿物掺和料宜与高效减水剂同时使用。

(4)对于高强混凝土或有抗渗、抗冻、抗腐蚀、耐磨等其他特殊要求的混凝土,不宜采用低于Ⅱ级的粉煤灰。

(5)对于高强混凝土和有耐腐蚀要求的混凝土,当需要采用硅灰时,不宜采用二氧化硅小于90% 硅灰。

1.粉煤灰

粉煤灰又称飞灰,是从燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末,其颗粒多呈球形,表面光滑。

粉煤灰有两种:一种是高钙粉煤灰,它是由褐煤燃烧形成的,呈褐黄色,具有一定的水硬性;另一种是低钙粉煤灰,它是由烟煤和无烟煤燃烧形成的,呈灰色或深灰色,具有火山灰活性,由于来源比较广泛,是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺和料。

根据国家标准的规定,粉煤灰可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级,用于混凝土工程时,可根据下列规定选用:① Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6 m的预应力钢筋混凝土;② Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土;③ Ⅲ级粉煤灰主要用于无筋混凝土。对强度等级要求等于或大于C30的无筋粉煤灰混凝土,宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰。

粉煤灰由于其本身的化学成分、结构和颗粒形状特征,在混凝土中产生下列3种效应:

(1)活性效应(火山灰效应)。粉煤灰中的活性 SiO2 及 A12O3,与水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应,生成具有水硬性的低碱度水化硅酸钙和水化铝酸钙,增加了混凝土的强度;同时由于消耗了水泥石中的氢氧化钙,提高了混凝土的耐久性,降低了抗碳化性能。(www.xing528.com)

(2)形态效应。粉煤灰颗粒大部分为玻璃体微珠,掺入混凝土中,可减小拌和物的内摩阻力,起到减水、分散、匀化作用。

(3)微集料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内,填充空隙和毛细孔,改善了混凝土的孔隙结构,增加密实度。

粉煤灰的掺入,改善了混凝土拌和物的和易性、可泵性,降低了混凝土的水化热,提高了抗硫酸盐腐蚀的能力,抑制了碱-集料反应。但使混凝土的早期强度和抗碳化能力有所降低。掺粉煤灰的混凝土适用于绝大多数结构,尤其适用于泵送混凝土、商品混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、地下及水工混凝土、道路混凝土及碾压混凝土等。

2.硅 灰

硅灰又称硅粉或硅烟灰,是从生产硅铁合金或硅钢等所排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘,其颗粒呈玻璃球体,颜色为浅灰色到深灰色。由于硅灰在掺和料中比表面积大,故具有很高的火山灰活性,且需水量很大,作混凝土掺和料时必须配以减水剂,以保证混凝土拌和物的和易性。

掺硅灰的混凝土能大大加快混凝土的早期强度发展,提高混凝土的耐磨性

3.沸石粉

沸石粉由天然的沸石岩磨细制成,具有很大的内表面积,可作为吸附高效减水剂与拌和水的载体,在运输和浇筑过程中缓慢释放出来,可减小混凝土拌和物的坍落度损失。

在同时掺入高效减水剂的条件下,掺入沸石粉可配制高强混凝土、高流态混凝土及泵送混凝土。

4.粒化高炉矿渣粉

粒化高炉矿渣粉是将粒化高炉矿渣经干燥、磨细达到相当细度,符合相应活性指数的粉状材料。其活性比粉煤灰高,掺入混凝土中可减少泌水性,改善孔隙结构,提高水泥石的密实度。综上所述,混凝土中掺入掺和料后,可以代替部分水泥,降低成本;增大混凝土的后期强度;改善混凝土拌和物的和易性;抑制碱-集料反应;提高混凝土的耐久性。

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