矿物掺合料的作用及配制方法

矿物掺合料是指在混凝土拌制过程中直接加入以天然矿物质或工业废渣为材料的粉状矿物质。其作用是改善混凝土性能,常用的主要有粉煤灰、硅灰、沸石粉、粒化高炉矿渣粉等。以下主要介绍粉煤灰和硅灰在混凝土中的应用。

1.粉煤灰

粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉后排放出来的废料。粉煤灰属于火山灰质混合材料。按照氧化钙含量的不同,粉煤灰可分为高钙灰(CaO 含量为15%～35%,活性相对较高)和低钙灰(CaO 含量为低于10%,活性相对较低)。

按技术品质划分,粉煤灰可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。Ⅰ类粉煤灰的品质最好。

粉煤灰对混凝土的性能有以下影响:

(1)改善新拌混凝土的和易性。粉煤灰的颗粒呈球形且表面光滑,加入混凝土中可以减少用水量或增大拌合物的流动性;同时,还可以增加拌合物的黏聚性,减少泌水。

(2)提高硬化混凝土的强度。混凝土中掺入粉煤灰,可以在不改变流动性的条件下,减少用水量,从而提高混凝土的强度。

(3)提高混凝土的长久性能。粉煤灰中的活性二氧化硅参与二次水化反应,增加了混凝土中的胶凝材料生成量,提高了混凝土的后期强度和耐腐蚀性,减少了碱骨料反应的危害。

(4)降低混凝土的水化升温速率。混凝土中掺入粉煤灰后可以减少一定量的水泥用量,从而降低由于大量水泥水化而导致的混凝土升温,对大体积混凝土施工非常有利,可以减少由于温差收缩引起的混凝土构件开裂。(www.xing528.com)

2.硅灰

硅灰是铁合金厂在生产金属硅或硅铁时得到的产品,又称硅粉、硅尘。

硅灰属于火山灰活性物质,但由于其较高的SiO2含量和很大的比表面积,因而加入混凝土中的作用效果比粉煤灰好得多。硅灰在混凝土工程中具有以下应用:

(1)配制高强度混凝土。采用SiO2含量不小于90%的硅灰,代替5%～15%的水泥用量,同时掺入高效减水剂时,采用常规的施工方法便可配制出C100混凝土。

(2)提高混凝土耐蚀、耐磨性能。采用硅粉混凝土可以成倍地提高混凝土的抗磨性能。硅粉混凝土主要用于水工混凝土泄水建筑物,提高混凝土对高速含砂水流的冲击和磨蚀作用的承受能力,避免混凝土表层遭受损坏。

(3)配制抗化学侵蚀混凝土。处于海水中的混凝土建筑物会遭受氯离子、硫酸根离子的侵蚀,而使混凝土产生脱皮甚至损坏等现象。当在混凝土中掺入硅粉时,硅粉的水化产物充填了混凝土中的孔隙,使混凝土结构密实度增大,抗化学侵蚀能力增强。

(4)抑制碱骨料反应。硅灰由于具有极高的火山灰活性,水化反应中消耗了胶体中的OH－,使硬化混凝土中的碱含量降低,从而抑制了碱骨料反应。

(5)减少混凝土喷射的回弹量。普通喷射混凝土中,加入3%～5%的硅粉,可减少混凝土喷射的回弹量约10%。这样节约了原材料,加快了施工速度,降低了工程成本。