楊思忠--混凝土礦物摻合料

1、培訓(xùn)人：楊思忠北京遠(yuǎn)通水泥制品有限公司2012年12月19日混凝土礦物摻合料基礎(chǔ)知識培訓(xùn)一、什么是礦物摻合料？在混凝土制備過程中摻入的，與硅酸鹽水泥共同組成膠凝材料以硅、鋁、鈣等一種或多種氧化物為主要成分，具有規(guī)定細(xì)度，能改善混凝土性能的活性粉體材料。粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、鋼渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉等 在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性能，摻量一般不小于能，摻量一般不小于5%，多具有火山灰活性或潛，多具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料在水硬性的粉體材料。 GB/T18736-2002高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑明確規(guī)定：用于改善混凝土

2、耐久性能而加入的、磨細(xì)的各種礦物摻合料，又稱礦物外加劑，其主要特征是磨細(xì)礦物材料，細(xì)度比水泥顆粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。 現(xiàn)代混凝土必要組分。常用的礦物摻合料有：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、沸石粉。二、礦物摻和料對水泥基材料的效應(yīng)問題粉煤灰效應(yīng)n化學(xué)活性效應(yīng)n形態(tài)效應(yīng)n微集料效應(yīng)1、化學(xué)活性效應(yīng)、化學(xué)活性效應(yīng) l 火山灰性： 摻和料中的SiO2、Al2O3等潛在活性物質(zhì)與堿性物質(zhì)或石膏反應(yīng)生成水硬性物質(zhì)。摻合料發(fā)生水化反應(yīng)的條件：堿性物質(zhì)或硫酸鹽 + 水 + 潛在活性物質(zhì)水泥的水化反應(yīng)產(chǎn)生Ca(OH)2C2S+mHCSH+(2-x)CH C3S+nHCSH+(3-x)CH

3、粉煤灰的活性7d以后才能逐漸表現(xiàn)來，反應(yīng)率28d為1.5 %5.5 %, 90d為813%, 180d為1519%之間。l界面改善摻和料與水泥熟料水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)，減少了混凝土中Ca(OH)2的含量，從而改善界面過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)，使?jié){體界面的粘接力增強(qiáng)。一定程度上改善混凝土的力學(xué)性能與耐久性。骨料骨料過渡區(qū)過渡區(qū)水泥石本體水泥石本體C-S-HCH鈣礬石鈣礬石骨料骨料氫氧化鈣氫氧化鈣2、形態(tài)效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng) 由外觀形貌、表面性質(zhì)、顆粒級配等產(chǎn)生的效應(yīng)。 FA中的球形顆粒含量較高時，可增大混凝土的流動性。 尖角狀顆粒含量很多，易導(dǎo)致混凝土泌水。3、微集料效應(yīng)、微集料效應(yīng) 摻和料中的

4、微細(xì)顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充毛細(xì)孔，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和增大密實度的效應(yīng)。 混凝土中摻入適量的礦物摻合料混合均勻之后，粉體的顆粒級配更為合理，密實度提高。 提高混凝土的抗?jié)B性與抗Cl-1的侵蝕能力。超細(xì)粉的填充效應(yīng)超細(xì)粉的填充效應(yīng)粒子組合與空隙率的變化粒子組合與空隙率的變化 1 1、經(jīng)濟(jì)性：摻合料可代替部分水泥，降低成本。、經(jīng)濟(jì)性：摻合料可代替部分水泥，降低成本。2 2、活性：改善水泥基膠凝材料的水化，提高混凝、活性：改善水泥基膠凝材料的水化，提高混凝土強(qiáng)度。土強(qiáng)度。 主要是提高后期強(qiáng)度。礦物細(xì)摻料中含有活性的SiO2和Al2O3，與水泥中的石膏及水泥水化生成的Ca(OH)2反應(yīng)，生成生成C

5、-S-H和C-A-H、水化硫鋁酸鈣。除硅灰外的其它礦物摻合料，大多數(shù)混凝土的早期強(qiáng)度隨著摻量的增加而降低。3 3、改善工作性。提供充足的漿量，發(fā)揮形態(tài)效應(yīng)、改善工作性。提供充足的漿量，發(fā)揮形態(tài)效應(yīng)改善新拌混凝土的工作性。改善新拌混凝土的工作性。三、礦物摻合料在混凝土中的作用4 4、提高密實性。增加顆粒堆積密度，減小孔隙率，、提高密實性。增加顆粒堆積密度，減小孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)。改善孔結(jié)構(gòu)。5 5、提高耐久性。、提高耐久性。礦物細(xì)摻料和水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生二次化學(xué)反應(yīng)，降低了混凝土中的Ca(OH)2含量；同時減少混凝土中大的毛細(xì)孔，優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，降低混凝土最可幾孔徑，使混凝土結(jié)構(gòu)

6、更加致密，提高了混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗硫酸鹽侵蝕等耐久性能。抑制堿骨料反應(yīng)。試驗證明，礦物摻合料摻量較大時，可以有效地抑制堿骨料反應(yīng)。內(nèi)摻30的低鈣粉煤灰能有效地抑制堿硅反應(yīng)的有害膨脹，利用礦渣抑制堿骨料反應(yīng)，其摻量宜超過40。6 6、降低混凝土溫升。、降低混凝土溫升。水泥水化產(chǎn)生熱量，而混凝土又是熱的不良導(dǎo)體，在大體積混凝土施工中，混凝土內(nèi)部溫度可達(dá)到5070，比外部溫度高，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，混凝土內(nèi)部體積膨脹，而外部混凝土隨著氣溫降低而收縮。內(nèi)部膨脹和外部收縮使得混凝土中產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。摻合料的加入，減少了水泥的用量，就進(jìn)一步降低了水泥的水化熱，降低混凝土溫升。7、不

7、同礦物細(xì)摻料復(fù)合使用的不同礦物細(xì)摻料復(fù)合使用的“超疊效應(yīng)超疊效應(yīng)”。不同礦物細(xì)摻料在混凝土中的作用有各自的特點，例如礦渣火山灰活性較高，有利于提高混凝土強(qiáng)度，但自干燥收縮大；摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰的混凝土需水量小，且自干燥收縮和干燥收縮都很小，在低水膠比下可保證較好的抗碳化性能。四、礦物摻和料對耐久性的影響四、礦物摻和料對耐久性的影響 由于和游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)由于和游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生二次水化，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)、生二次水化，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)、數(shù)量更多的低堿性水化硅酸鈣，改善了水化數(shù)量更多的低堿性水化硅酸鈣，改善了水化膠凝物質(zhì)的組成，并減少或消除了游離石灰，膠凝物質(zhì)的組

8、成，并減少或消除了游離石灰，對提高混凝土耐久性作用極大。對提高混凝土耐久性作用極大。 1 1、抗硫酸鹽侵蝕性能顯著提高，因為在水、抗硫酸鹽侵蝕性能顯著提高，因為在水泥石中缺乏或不存在游離石灰時形成具有膨泥石中缺乏或不存在游離石灰時形成具有膨脹作用的鈣礬石反應(yīng)不能進(jìn)行；脹作用的鈣礬石反應(yīng)不能進(jìn)行； 2 2、在有堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的條件下由于礦物細(xì)粉摻、在有堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的條件下由于礦物細(xì)粉摻合料的摻加在混凝土水化產(chǎn)物中形成大量低堿合料的摻加在混凝土水化產(chǎn)物中形成大量低堿水化硅酸鈣，水化硅酸鈣，它們能吸收和固定大量的鈉、鉀它們能吸收和固定大量的鈉、鉀離子從而使混凝土中的有效堿含量大大減少，離子從而使混

9、凝土中的有效堿含量大大減少，極大地減少了堿集料反應(yīng)的危害性。極大地減少了堿集料反應(yīng)的危害性。3 3、礦物細(xì)粉摻合料的摻加它們填充集料和水泥顆、礦物細(xì)粉摻合料的摻加它們填充集料和水泥顆粒的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)和界面更為致密，阻粒的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)和界面更為致密，阻斷了可能形成的滲透通路，使混凝土抗?jié)B性大斷了可能形成的滲透通路，使混凝土抗?jié)B性大為提高。為提高。4 4、在低水膠比情況下，摻加礦物細(xì)粉摻合料，、在低水膠比情況下，摻加礦物細(xì)粉摻合料，混凝土中的可凍水很缺乏，抗凍性大幅度提高，混凝土中的可凍水很缺乏，抗凍性大幅度提高，當(dāng)然高抗凍性與與低水膠比直接相關(guān)，但也與當(dāng)然高抗凍性與與低水膠比直接相關(guān)

10、，但也與摻加礦物細(xì)粉摻合料密不可分，例如，水科院摻加礦物細(xì)粉摻合料密不可分，例如，水科院李金玉等人研究同為李金玉等人研究同為0.260.26的水膠比，不摻加礦的水膠比，不摻加礦物細(xì)粉摻合料的物細(xì)粉摻合料的C60C60混凝土其抗凍融循環(huán)只達(dá)混凝土其抗凍融循環(huán)只達(dá)到到F250F250，而摻加礦物細(xì)粉摻合料的混凝土抗凍，而摻加礦物細(xì)粉摻合料的混凝土抗凍融循環(huán)可達(dá)融循環(huán)可達(dá)F1000F1000以上。以上。5 5、對于碳化和鋼筋銹蝕的擔(dān)憂。、對于碳化和鋼筋銹蝕的擔(dān)憂。摻加礦物細(xì)粉摻合摻加礦物細(xì)粉摻合料的可能帶來的負(fù)面影響是混凝土的堿度降低，料的可能帶來的負(fù)面影響是混凝土的堿度降低，抗碳化能力減弱，引起保

11、護(hù)鋼筋的能力減弱抗碳化能力減弱，引起保護(hù)鋼筋的能力減弱。但但是在低水膠比下，混凝土的堿度下降并不十分急是在低水膠比下，混凝土的堿度下降并不十分急劇。劇。蒲心誠等人對大摻量粉煤灰水泥的堿度研究蒲心誠等人對大摻量粉煤灰水泥的堿度研究表明粉煤灰摻量從表明粉煤灰摻量從0 0提高至提高至70%70%時時pHpH值僅由值僅由12.612.6下下降至降至12.0612.06，說明粉煤灰摻加，說明粉煤灰摻加70%70%時，水泥膠砂的時，水泥膠砂的pHpH值仍然高于值仍然高于1212，高于配筋結(jié)構(gòu)允許的最低堿度，高于配筋結(jié)構(gòu)允許的最低堿度11.511.5。除此之外，摻加礦物細(xì)粉摻合料，在低水除此之外，摻加礦物細(xì)

12、粉摻合料，在低水膠比時密實性很高，水分甚至氧和二氧化碳都難膠比時密實性很高，水分甚至氧和二氧化碳都難以進(jìn)入，這同樣增大了混凝土的護(hù)筋性。以進(jìn)入，這同樣增大了混凝土的護(hù)筋性。五、常用礦物摻和料（一）粉煤灰1、化學(xué)成分 粉煤灰的化學(xué)成分因煤的品種及燃燒條件而異。一粉煤灰的化學(xué)成分因煤的品種及燃燒條件而異。一般來說，粉煤灰化學(xué)成分的變動范圍為：般來說，粉煤灰化學(xué)成分的變動范圍為：SiOSiO2 2含量含量約為約為40406060；AlAl2 2O O3 3含量為含量為20203030，F(xiàn)eFe2 20 03 3含量為含量為5 51010， CaOCaO含量含量2%2%8%8%，燒失量，燒失量3 38

13、 8，SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3是粉煤灰中的主要活性成分是粉煤灰中的主要活性成分，粉，粉煤灰的燒失量主要是煤灰的燒失量主要是未燃盡碳未燃盡碳，其混凝土吸水量大，其混凝土吸水量大，強(qiáng)度低，易風(fēng)化，抗凍性差，為粉煤灰中的有害成強(qiáng)度低，易風(fēng)化，抗凍性差，為粉煤灰中的有害成分。分。 從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末，分為F類和C類。 F類粉煤灰：由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰 C類粉煤灰：由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰，其氧化鈣含量一般大于10%。2、粉煤灰質(zhì)量等級、粉煤灰質(zhì)量等級低鈣粉煤灰的密度一般為1.82.6g/cm3，松散容重為6001000kg/m3，GB/T1596200

14、5用于水泥和混凝土中的粉煤灰提出粉煤灰的技術(shù)要求。指標(biāo)級別IIIIII細(xì)度（0.045mm方孔篩篩余）， 不大于122545需水量比， 不大于95105115燒失量， 不大于5815含水量， 不大于1三氧化硫， 不大于3游離氧化鈣， 不大于F類，1C類，4安定性（雷氏夾沸煮后增加距離），mm不大于C類，53、粉煤灰對混凝土性能的影響、粉煤灰對混凝土性能的影響（1）對新拌混凝土出機(jī)坍落度的影響）對新拌混凝土出機(jī)坍落度的影響 FA摻量較低時，新拌混凝土出機(jī)坍落度略有增加。 FA摻量較高時，新拌混凝土出機(jī)坍落度隨摻量的增大而下降。（2）對混凝土不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響）對混凝土不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響

15、早期強(qiáng)度均低于基準(zhǔn)混凝土 FA摻量合適，28d強(qiáng)度略高于基準(zhǔn)混凝土 FA摻量過大，各齡期的強(qiáng)度均低于基準(zhǔn)混凝土（3）對漿體凝結(jié)時間的影響）對漿體凝結(jié)時間的影響 FA摻量越大，漿體的凝結(jié)時間越長 FA摻量超過30%，漿體的凝結(jié)時間漲幅增大。（4）對混凝土塑性收縮的影）對混凝土塑性收縮的影響響 FA混凝土的塑性收縮低于不摻FA混凝土 高鈣灰更有利于降低混凝土的塑性收縮（5）對混凝土抗碳化性能的影響）對混凝土抗碳化性能的影響加入摻合料消耗掉混凝土中的部分Ca(OH)2，使混凝土的總體堿度降低，繼而加速碳化進(jìn)程粉煤灰摻量30%之內(nèi)對混凝土的碳化性能影響幅度較低混凝土碳化后失去對鋼筋的保護(hù)作用，對鋼筋混

16、凝土結(jié)構(gòu)的耐久性不利（6）對混凝土抗凍融性能的影響）對混凝土抗凍融性能的影響在經(jīng)歷相同的凍融循環(huán)次數(shù)后，F(xiàn)A混凝土的相對動彈模量低于基準(zhǔn)混凝土，說明摻加FA后不利于混凝土的抗凍融性能4、粉煤灰使用時存在問題和對策n改善拌和物施工性，但坍落度太大時，改善拌和物施工性，但坍落度太大時，(I(I級級) )粉煤灰顆粒易上浮發(fā)生泌漿；粉煤灰顆粒易上浮發(fā)生泌漿；n早期強(qiáng)度較低；大摻量時在較低氣溫下凝早期強(qiáng)度較低；大摻量時在較低氣溫下凝結(jié)緩慢；結(jié)緩慢；n早期孔隙率大，碳化問題較突出早期孔隙率大，碳化問題較突出( (需采取對需采取對策策) )；n對水敏感，在無保濕的條件下，因內(nèi)部黏對水敏感，在無保濕的條件下，

17、因內(nèi)部黏度增加，阻礙持續(xù)泌水而會加劇塑性開裂。度增加，阻礙持續(xù)泌水而會加劇塑性開裂。所以應(yīng)該采取的技術(shù)措施主要是 要控制坍落度盡可能小。因為試驗表明大摻量粉煤灰混凝土坍落度為125mm時，可相當(dāng)于180mm的普通混凝土。但由于用水量很低而不離析或泌水。注意不要過度振搗，防止粉煤灰上浮。要降低水膠比，保證大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度。注意及早、有效的養(yǎng)護(hù)以及足夠的濕養(yǎng)護(hù)時間。初凝前后開始覆蓋養(yǎng)護(hù)保證不失水。濕養(yǎng)護(hù)時間也很重要，最好養(yǎng)護(hù)14天，至少7天。 總之：采用較低水膠比，及早地覆蓋養(yǎng)護(hù)，充足的濕養(yǎng)護(hù)時間（7d）是粉煤灰在混凝土中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。（二）粒化高爐礦渣粉（礦粉）n 礦渣是

18、在煉鐵爐中浮于鐵水表面的熔渣，排出時礦渣是在煉鐵爐中浮于鐵水表面的熔渣，排出時用水急冷，得到?；郀t礦渣。用水急冷，得到粒化高爐礦渣。n 將粒化高爐礦渣經(jīng)干燥、磨細(xì)達(dá)到相當(dāng)細(xì)度且符將粒化高爐礦渣經(jīng)干燥、磨細(xì)達(dá)到相當(dāng)細(xì)度且符合相應(yīng)活性指數(shù)的粉狀材料，細(xì)度大于合相應(yīng)活性指數(shù)的粉狀材料，細(xì)度大于350m350m2 2/kg/kg，其活性比粉煤灰高。其活性比粉煤灰高。GB/T18046-2008GB/T18046-2008用于水泥用于水泥與混凝土中的?；郀t礦渣與混凝土中的粒化高爐礦渣指標(biāo)級別S105S95S75表面積，m2/kg500400300活性指數(shù)，7d 28d 95 105 75 95 55

19、 75流動度比， 95 ?；郀t礦渣在水淬時形成的大量玻璃體,具有微弱的自身水硬性。 高性能混凝土用礦渣粉比表面積超過400m2/kg，以較充分地發(fā)揮其活性，減少泌水性。 當(dāng)?shù)V渣的比表面積超過400m2/kg后，用于很低水膠比的混凝土中時，混凝土早期的自收縮隨摻量的增加而增大；礦渣粉磨得越細(xì)，摻量越大，則低水膠比的高性能混凝土拌和物越黏稠。 用于大體積混凝土?xí)r，礦渣的比表面積宜不超過420m2/kg。 超過420m2/kg的宜用于水膠比不很低的非大體積混凝土； 礦渣顆粒多為棱形，會使混凝土拌合物需水量隨著細(xì)度提高而增加，成本也提高。綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益不好。礦粉對新拌混凝土出機(jī)坍落度的影響礦粉對新

20、拌混凝土出機(jī)坍落度的影響 礦粉摻量較低時，新拌混凝土出機(jī)坍落度增加。礦粉摻量較高時，新拌混凝土出機(jī)坍落度隨摻量的增大變化不大。礦粉對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響礦粉對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響KF的活性比FA大，僅從強(qiáng)度的角度考慮可實現(xiàn)更大摻量。早期強(qiáng)度高，摻量較低時強(qiáng)度高于基準(zhǔn)混凝土。后期強(qiáng)度的增長低于同等摻量的粉煤灰混凝土礦粉對漿體凝結(jié)時間的影響礦粉對漿體凝結(jié)時間的影響礦粉摻量越大，漿體的凝結(jié)時間越長漿體的凝結(jié)時間的延長與KF的摻量基本呈線性增長關(guān)系。礦粉對混凝土塑性收縮的影響礦粉對混凝土塑性收縮的影響摻量在25%以內(nèi)，混凝土的塑性收縮略有增大，但增大幅度很小摻量超過25%，混凝土的塑性增長幅度很大，易

21、導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生粉煤灰與礦粉對混凝土塑性收縮的影響對比粉煤灰與礦粉對混凝土塑性收縮的影響對比 礦粉的特性及利弊n具有潛在的水硬性，單獨加水可以緩慢水化硬化，具有潛在的水硬性，單獨加水可以緩慢水化硬化，化學(xué)活性高，在鹽類激發(fā)下，可提高活性化學(xué)活性高，在鹽類激發(fā)下，可提高活性n能提高抗化學(xué)侵蝕性，后期強(qiáng)度增長率高能提高抗化學(xué)侵蝕性，后期強(qiáng)度增長率高n化學(xué)收縮和自收縮較大化學(xué)收縮和自收縮較大n比粉煤灰抗抗碳化性能較好比粉煤灰抗抗碳化性能較好n比表面積超過比表面積超過400m400m2 2kgkg時不降低混凝土溫升，且時不降低混凝土溫升，且自收縮隨摻量自收縮隨摻量( (75%)75%)而增大，對開裂敏感

22、而增大，對開裂敏感n使用路線：控制細(xì)度，加大摻量使用路線：控制細(xì)度，加大摻量n 混凝土里摻入磨細(xì)礦渣，如果礦渣磨得偏細(xì)，或摻得不多，且環(huán)境及混凝土溫度不低，早期也不注意及時的濕養(yǎng)護(hù)（給水），這時由于其水化潛熱高于水泥，混凝土就會因硬化快、自身收縮較大，而開裂敏感性增大；n 如果它粉磨細(xì)度較小，或摻量很大，或環(huán)境及混凝土溫度偏低，或早期注意及時的濕養(yǎng)護(hù)，由于它起始水化時間明顯延遲（水泥用量少，pH值上升緩慢），自身收縮被濕養(yǎng)護(hù)所補(bǔ)償，混凝土開裂敏感性就可以減小。 礦粉在商品混凝土在應(yīng)用時注意的問題 嚴(yán)格控制礦粉的細(xì)度和摻量：不宜太細(xì)。不宜太粗，會使混凝土粘聚性下降，出現(xiàn)離析和泌水，粘結(jié)時間延長，

23、早期強(qiáng)度下降。 注意養(yǎng)護(hù)：對養(yǎng)護(hù)條件要求苛刻，需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，充分發(fā)揮摻合料的作用。 注意調(diào)整混凝土的凝結(jié)時間：礦粉對混凝土凝結(jié)時間與不摻礦粉混凝土相比，具有一定的緩凝效果。初凝、終凝時間比基準(zhǔn)混凝土推遲12h。冬季施工時，控制礦粉摻量和使用早強(qiáng)型減水劑。 注意調(diào)整混凝土用水量：與高效減水劑復(fù)合使用時，具有輔助減水功能，所以在保證混凝土初始坍落度相同情況下，可以減水用水量。 （三）硅灰 硅灰又稱硅粉或硅煙灰，是從生產(chǎn)硅鐵合金或硅鋼等所排放的煙氣中收集到的顆粒極細(xì)的煙塵，色呈淺灰到深灰。硅灰的顆粒是微細(xì)的玻璃球體，部分粒子凝聚成片或球狀的粒子。其平均粒徑為0.10.2，是水泥顆粒粒徑的1/501/

24、100，比表面積高達(dá)2.0104m2/kg。其主要成分是SiO2（占90以上），它的活性要比水泥高13倍。以10硅灰等量取代水泥，混凝土強(qiáng)度可提高25以上。1、硅灰的化學(xué)成分、硅灰的化學(xué)成分 硅粉的火山灰活性指標(biāo)高達(dá)110%，這與其化學(xué)成分有關(guān)。硅粉的SiO2含量很高，在80%以上，這種SiO2是非晶態(tài)、無定形的，易溶于堿溶液中，在早期即可與CH反應(yīng)，可以提高混凝土的早期強(qiáng)度。生成的水化硅酸鈣凝膠鈣硅比小，組織結(jié)構(gòu)致密。 2 2、硅灰的特性、硅灰的特性 硅灰可以提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，硅灰可以提高混凝土的早期和后期強(qiáng)度，但自干燥收縮大，且不利于降低混凝土溫但自干燥收縮大，且不利于降低混凝土

25、溫升。因此，復(fù)摻時，可充分發(fā)揮他們的各升。因此，復(fù)摻時，可充分發(fā)揮他們的各自優(yōu)點，取長補(bǔ)短。例如，可復(fù)摻粉煤灰自優(yōu)點，取長補(bǔ)短。例如，可復(fù)摻粉煤灰和硅灰，用硅灰提高混凝土的早期強(qiáng)度，和硅灰，用硅灰提高混凝土的早期強(qiáng)度，用優(yōu)質(zhì)粉煤灰降低混凝土需水量和自干燥用優(yōu)質(zhì)粉煤灰降低混凝土需水量和自干燥收縮，在加之顆粒的填充作用，使混凝土收縮，在加之顆粒的填充作用，使混凝土更密實。更密實。 由于硅灰具有高比表面積，因而其需水量很大，將其作為混凝土摻合料，須配以減水劑，方可保證混凝土的和易性。 硅粉混凝土的特點是特別早強(qiáng)和耐磨，很容易獲得早強(qiáng)，而且耐磨性優(yōu)良。 硅粉使用時摻量較少，一般為膠凝材料總重的510，

26、且不高于15，通常與其它礦物摻合料復(fù)合使用。 在我國，因其產(chǎn)量低，目前價格很高，處于價格考慮，一般混凝土強(qiáng)度低于80MPa時，都不考慮摻加硅粉。 存在問題1、摻礦物摻合料混凝土的早期開裂問題 收縮時開裂的主要原因。降溫收縮、干縮、自收縮等。 大量的細(xì)摻合料與高性能減水劑使用，加劇混凝土的塑性收縮，開裂。 必須對摻入大比例摻合料的混凝土加強(qiáng)早強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，初凝后立即覆蓋，并注意二次抹面。2、礦物摻合料混凝土在較大水膠比時的碳化問題 大摻量會使混凝土早期強(qiáng)度明顯下降。粉煤灰在混凝土中，14d以前基本上不參與水化，使水灰比增大，造成早強(qiáng)孔隙率大。 一再加快的施工速度使混凝土普遍得不到充分養(yǎng)護(hù)，早強(qiáng)孔隙率較

27、大。 所以粉煤灰混凝土實際的碳化深度較大。 GB/T50476-2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在一般干濕交替的環(huán)境，在水膠比較大時，控制粉煤灰的摻量。水膠比在0.50時，粉煤灰摻量在20%以內(nèi)；水膠比在0.40時，粉煤灰摻量在30%以內(nèi)。 對于摻粉煤灰的混凝土，盡管前提是必須降低水膠比，但實際工程中混凝土濕養(yǎng)護(hù)齡期一般不會超過7d，大摻量粉煤灰混凝土因為孔隙率較大而碳化深度較大。為控制碳化，必須增加濕養(yǎng)護(hù)。3、實驗室試驗與工程現(xiàn)場間的關(guān)系和差異 混凝土的開裂在很大程度上取決于試件尺寸、養(yǎng)護(hù)經(jīng)過和環(huán)境條件。 實驗室模擬現(xiàn)場存在困難（試件小，構(gòu)件大；試件變形只有，構(gòu)件變形受約束；試件制作與

28、養(yǎng)護(hù)條件固定，構(gòu)件工作環(huán)境多變；試驗條件認(rèn)為設(shè)置，現(xiàn)場情況隨即變化）六、關(guān)于超細(xì)石灰石粉六、關(guān)于超細(xì)石灰石粉 超細(xì)石灰石粉是以生產(chǎn)石灰石碎石和機(jī)制砂時產(chǎn)生的細(xì)砂和石屑為原料，通過進(jìn)一步粉磨制成的粒徑不大于10m 的細(xì)粉，在混凝土中具有良好的減水和填充效應(yīng)。 大量研究（如石灰石粉對水泥水化的種種物理化學(xué)作用，CaCO3與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生產(chǎn)的新生水化相等）表明石灰石不完全是一種惰性混合材料。后期可以生成三碳水化鋁酸鈣和單碳水化鋁酸鈣。 在高性能混凝土研究中，往往忽略材料顆粒在高性能混凝土研究中，往往忽略材料顆粒級配、粒度分布問題，級配、粒度分布問題，特別是粉體材料的粒特別是粉體材料的粒度分布未引

29、起足夠的重視度分布未引起足夠的重視。 實際上大量的水泥和摻合料在混凝土中起到實際上大量的水泥和摻合料在混凝土中起到的只是填料作用，而且由于其顆粒粒度分布的只是填料作用，而且由于其顆粒粒度分布不合理，其填充效率低下，所形成的混凝土不合理，其填充效率低下，所形成的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)空隙率較大。內(nèi)部結(jié)構(gòu)空隙率較大。研究表明，研究表明，高性能混高性能混凝土需要微細(xì)填料！凝土需要微細(xì)填料！ 水泥和某些礦物摻合料實際上不適合做超細(xì)填料。水泥和某些礦物摻合料實際上不適合做超細(xì)填料。首先它們不適合磨到超細(xì)，原因是超高細(xì)度的水泥首先它們不適合磨到超細(xì)，原因是超高細(xì)度的水泥和礦物摻合料會引起水化反應(yīng)加劇、凝結(jié)硬化過快

30、、和礦物摻合料會引起水化反應(yīng)加劇、凝結(jié)硬化過快、混凝土溫升提高、顯著增大混凝土收縮而引起開裂混凝土溫升提高、顯著增大混凝土收縮而引起開裂等一系列問題；等一系列問題；其次這些材料難以粉磨到超細(xì)。其次這些材料難以粉磨到超細(xì)。因此，因此，高性能混凝土需要具有低反應(yīng)活性的易于加高性能混凝土需要具有低反應(yīng)活性的易于加工的超細(xì)填料！工的超細(xì)填料！超細(xì)石灰石粉的研究與應(yīng)用超細(xì)石灰石粉的研究與應(yīng)用 國外對超細(xì)石灰石粉的研究、開發(fā)和利用比較早,德國開發(fā)生產(chǎn)了石灰石粉摻量從6%20%的石灰石硅酸鹽水泥。在日本, 從20 世紀(jì)末開始, 超細(xì)石灰石粉已廣泛應(yīng)用于配制高流動性混凝土和高性能噴射混凝土。 美國ACI212

31、.1R- 81Admixtures for Concrete and Guide for Use of Admixtures in Concrete中指出，石灰石粉可以作為混凝土的礦物摻合料。MixC*FA*GL*TotalBinderAggregate (Max Size 18 mm)kg/m2Water(kg/m3)Admixture (% by total binder)W/CWC+FAWC+FA+GL(kg/m3)VMASuper-plasticizerA1523815331788153 0.0381.141.01 1.010.29B153513195231792154 0.0391.

32、301.01 0.760.30C151 101 2545061777152 0.0401.661.01 0.610.30D151 151 1924941778152 0.0412.041.01 0.510.31* C = Portland Cement; FA = Fly Ash; GL = Ground Limestone; Total Binder = C+FA+GLMario Collepardi關(guān)于自密實混凝關(guān)于自密實混凝土的研究中使用石灰石粉土的研究中使用石灰石粉在國外石灰石粉用于大型工程的實例 跨度為960+1990+960m的三跨度組成的世界跨度最大的日本明石海峽吊橋的橋墩、纜索

33、錨固結(jié)構(gòu)體的高流動性混凝土，塊體混凝土的配比中每m3混凝土中水泥的用量為260kg，石灰石粉的摻量為150kg，用水量為145kg 。在國外石灰石粉用于大型工程的實例 法國的西瓦克斯核電站號反應(yīng)堆C50高性能混凝土的配合比中使用了CPJ5細(xì)摻料水泥，含有9%的石灰石粉。而每m3混凝土中水泥用量為266kg，石灰石粉摻量為114kg，硅灰摻量為40kg，水膠比為0.38，坍落度為18-23，28天抗壓強(qiáng)度為67MPa，絕熱溫升為30，其它指標(biāo)均符合要求。 相同單位用水量時混凝土坍落度的變化超細(xì)石灰石粉混凝土的工作性相同坍落度時混凝土單位體積用水量超細(xì)石灰石粉混凝土相同用水量下混凝土抗壓強(qiáng)度編號LS(%)3d7d28d56dX1018.729.740.747.3X21518.925.237.742.1X32018.527.138.345.7X42519.128.638.244.3注：1、表中除LS外單位均為MPa 2、單位體積用水量為140kg/m3超細(xì)石灰石粉混凝土相同坍落度不同用水量下抗壓強(qiáng)度注：表中除水外強(qiáng)度數(shù)據(jù)單位均為