礦渣微粉作用機(jī)理

1、礦渣微粉作用機(jī)礦渣微粉作為制備高性能混凝土的主耍組成部分.U被廣泛應(yīng)則丁業(yè)化牛產(chǎn)中.一般而言,礦這誡粉由于比表面積大、活性強(qiáng).可以減少混凝土中的孔隙年、改善孔蠟構(gòu)及分布.從而改善涮凝土的性能.但超細(xì)粉的細(xì)度和境充功能和S5性的定盤關(guān)系，仍然沒有看到更多的報(bào)道口總休而言礦渣微粉的活性指數(shù)隨著礦渣比表面積的増人而增強(qiáng).另外.當(dāng)?shù)V渣微粉的比表面積大于600平方米/公斤時(shí)ifi氣性測(cè)fi可能會(huì)導(dǎo)致較大的測(cè)S誤蚤列*所以測(cè)試結(jié)JK的ES性校塾*就作用機(jī)理而肓，il過對(duì)礦iS微粉怖研究及便用時(shí)到了世基木餡険型和結(jié)論，這將對(duì)礦渣微粉填料的使用效果分析具有一定的實(shí)際意義.另外.也可以通11使用相關(guān)的水化凝膛模

2、熨理論與曠渣鍛粉粒度大小及分布相結(jié)含對(duì)W済徴粉與水泥的化學(xué)作用進(jìn)檸宦量研究.41礦渣微粉的填充效應(yīng)俺化保擬上漿體的性能和K泥混淀上密度密切相關(guān).良性塡充效泉的超細(xì)粘末.使粉末達(dá)到醤密堆積.由于影響水泥粉體孔隙率的因索是冬方面的.雖然可以采用孔隙度計(jì)算理論對(duì)粉末的孔隙度進(jìn)行計(jì)焙，但是由于工程施工過程的不確定性和許當(dāng)壽數(shù)的不可知性.不便理論計(jì)算并且計(jì)算誤差牧大.實(shí)際上.對(duì)礦渣m粉的細(xì)度fii比表面積的大小廿埴充效應(yīng)的影響井不能完全用理怨的模式進(jìn)h理論仆析.因此.診頂II采用實(shí)輕村比方壯來確運(yùn)罰型應(yīng)用及礦渣微粉細(xì)麼的確定£4-1RairaeldaS中扎際覃變代氓悴用積慶序孔腺車（%）1lr

3、0.259420414r020703D225r0.190040177r01.58050llfii0.149060025r00390Hosrfield模型假定所仃的枳累顆粒対球畛根據(jù)的編加JS序.分別稱為球、2球*弓球4球、5球和6球。同時(shí)添加球休的直徑是相同的.井沒有考慮細(xì)粒子相互作用的妙響i；K為的球1次，扎隙t-®25.94%,然后在2球孔添加町容納汕大的球，其*禪昱00414.粉的孔瓊率是1070嗚.依次埴充，得到的結(jié)31顯示在表按JUHosrefidl式理論,在粉料系統(tǒng)中如呆顆粒的大小匹配比例適當(dāng).枳累合理可以使粉料系統(tǒng)中的幾隙率降低到理想化的水半1361假設(shè)粉體顆粒的平均粒

4、徑為第四次堆積的粒度.則粉體的平均粒徑為00414d的超細(xì)粉.它可以充入粉體顆粒堆積之何存在的毛孔.如果超細(xì)粉體平均粒徑為00225d的顆粒，它不僅可以境補(bǔ)到L孔.也可到2洞充滿孔隙，以進(jìn)一步降低孔隙率。時(shí)然.水泥及礦渣粉不是等于胃徑的球體，而是一個(gè)連續(xù)分伯的粒徑粉末，但在統(tǒng)計(jì)慮義匕，蘆著比表面積的增加,粉末可有效地填充到空隙中。此外，作為表征粉末顆粒大小的重要參數(shù)特點(diǎn)的平均粒徑.仍然被廣泛使用因此，確定超細(xì)粉的細(xì)度模型仍然仃一定的意義。本次實(shí)驗(yàn)中采用的粉體的比衣向積是300平方米/T克，顆粒平均粒能為231微米，所以能夠完成一次填充和二次填充顆粒的平均粒徑分別是：£=0414心=0

5、414x23.1=9.56“刃2=0.225血=0.225x23.1=520“刃相比Z卜，礦渣比表而積為500平方米/千克和800平方米/千克的微粉,將會(huì)更參的埴充到水泥空隙中.可以仃效地減少混凝土的幾隙率-41.2實(shí)現(xiàn)最緊密堆積顆粒粒徑的分布在具仃連續(xù)分布的實(shí)際水泥粉末中.顆粒Z何的空隙塡充是個(gè)無規(guī)律的隨機(jī)填充，不只是為了填補(bǔ)粗顆粒Z間的間隙，所以實(shí)除情況要狂雜得多.該行業(yè)使用的RRSB方程來描述研曆粉粒度分布，但方程來描述超細(xì)粉時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)偏差旳因此本次測(cè)試使用的是實(shí)際測(cè)雖粒度分傷的方法。為了研究粉體達(dá)到皿緊密堆枳時(shí)顆粒的粒徑分布.顆粒粒度連續(xù)分布的但導(dǎo)者Andresen提出如下方程：U(

6、)=100(/1)"(1)其中.U(d)-顆粒粒徑小Fd的部分所山的質(zhì)雖分?jǐn)?shù)：n-顆粒分布模數(shù)：山一所研究的顆粒體系中雖人顆粒的直徑.很據(jù)Andresen衍出的結(jié)論：孑種顆粒分傷中的孔隙率隨方程中顆粒分布模數(shù)n值的減小而降低.當(dāng)顆粒分布模數(shù)減小到n=1/3時(shí)，孔隙率具有最小值而當(dāng)顆粒分布模數(shù)n值繼續(xù)減小時(shí)，孔隙率不再發(fā)生變化。方程是顆粒質(zhì)雖的累計(jì)百分?jǐn)?shù).當(dāng)對(duì)顆粒的分布求粒徑d的一階導(dǎo)數(shù)時(shí).就可得到粒徑分布的微分質(zhì)量百分比.即，dU(d)100ad4+3"i丿水泥和礦渣超細(xì)粉顆粒大小分布由式(1),(2).顯示了最緊湊的粉末進(jìn)行了比較(4-L4-2).圖41中曲線1表示的是累

7、枳質(zhì)量分布的粉體中實(shí)際的顆粒組成，曲找2代表的是達(dá)到最緊密堆積的的粒求.4-2中曲線1,2分別表示實(shí)際水泥組分，曠渣細(xì)粉粉末粒度分布曲線.3是顯緊密的粉末分布。圖4-1分體顆粒累il粒徑分布曲線側(cè)4-2粉體顆粒微粉粒徑分布曲線1-水泥實(shí)際組粉1水泥實(shí)際組粉.2.礦渣微粉2.達(dá)到垃緊密iff積的微粉3.斌緊淪境積的微粉圖4-1顯示.在實(shí)際水泥粉體中細(xì)熾卜詢含量較少，這是住單一的水泥粉體中無法實(shí)現(xiàn)赧緊密堆積的上耍原因，這和水泥宏觀的狀態(tài)是一致的。作為水泥粉體中粒徑小于00225clo的顆粒和直徑介于何的顆粒，可分布到do顆粒之間，并進(jìn)入-個(gè)三角形的洞和四個(gè)角落的孔完成填充,所以這是造成該兩部分?？?/p>

8、隙率減少的主耍因索。為了實(shí)現(xiàn)顯緊湊的堆枳，血増加典白分含屋.B4-2顯示,最緊湊的曲線和粗、細(xì)粉末粒度分布的曲線有4個(gè)交點(diǎn).即AB.C,D.A、B和C、D粗.細(xì)兩個(gè)粉的理想曲線，可以通過兩種粉末混合的中間值獲得,但混合結(jié)束后，粉末仍不能達(dá)到所需的顆粒大小分布的緊密堆枳,其原因主耍表現(xiàn)在以下三個(gè)方而：(1) 在A點(diǎn)粒度以前的超細(xì)顆粒所占的質(zhì)址分?jǐn)?shù)較少:(2) 處于B、C點(diǎn)粒度Z何的中等大小的顆粒所占比更較大:(3) 顆粒人小在D點(diǎn)粒度以麻的粗顆粒所的比例較小。從上面的結(jié)果看出,粉體的平均粒徑越小,曲線1與2之輒的水平距離差距越人，A與C、B號(hào)DZ何的距離也越人，混合后的粉末顆粒接近'緊密

9、堆枳，而粉體顆粒的直徑范圍應(yīng)滿足式(2)的條件規(guī)定,必耍時(shí)可通過篩f篩出參余的介質(zhì)粒徑.加入硅粉非常軸細(xì)粉補(bǔ)充以前的細(xì)顆粒的比例,以及在D后的顆粒含圮的壇加。但也應(yīng)該看到.較小的顆粒有很強(qiáng)的吸附.造成的粒子何的相互作用團(tuán)聚.粒徑越小,聚集更為明顯,這樣的粒子大多不能單獨(dú)存在.任水泥漿攪樣的過程中,由于產(chǎn)生了剪切、對(duì)流、傳導(dǎo)和宏觀的位移,在使用外加劑的過程中，便細(xì)顆粒更加容易分敬,從而使超細(xì)微粉填充效果進(jìn)一步加強(qiáng),孔隙度降低、孔隙結(jié)構(gòu)更加趨于合理.最終使砂漿和混凝土構(gòu)件中的幾隙結(jié)構(gòu)得到改善4上礦渣微粉的反應(yīng)活性礦渣微粉的反應(yīng)活性|»著顆粒比表面枳的増大而增強(qiáng).采用礦渣微粉的目的就是充分

10、利用微粉的活性，加強(qiáng)礦褲與水泥的反應(yīng)過程。礦橫傲粉的活性分為內(nèi)在活性和誘導(dǎo)活性兩種情況.內(nèi)在活性是由礦詵術(shù)身的化學(xué)組成和礦物結(jié)構(gòu)決定的而誘導(dǎo)活性是由礦渣的比表面積決定的,礦渣越細(xì)比表而枳越大,其誘導(dǎo)活性就越強(qiáng)冏.在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)不同的使用環(huán)境及使用要求.選用不同組成及粒度的礦渣微粉。礦渣的內(nèi)在活性高爐礦渣是由孑種械、鹽等礦物成分構(gòu)成.存在硫酸鹽類激發(fā)或硫酸鹽類與其它組分產(chǎn)生的復(fù)合激發(fā)反應(yīng)，形成低鈣的水化硅酸鈣凝膠以及相應(yīng)的反何產(chǎn)物0由于水化硅酸鈣凝膠顆粒小、比表而枳大與細(xì)骨料的粘附性好,不僅增加水泥的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,而且能夠減小混凝上的孔隙度.從化學(xué)組成的角度提高礦漬的活性,這一活性可以被稱為內(nèi)在

11、活性。礦渣微粉誘導(dǎo)活性礦渣的活性和其比表面枳大小密切相關(guān).微粉的比表面積越大其活性越強(qiáng)。礦渣活性指數(shù)與比表面積大小之何的關(guān)系可進(jìn)行定量分析.但是.顆粒的形狀、比表而枳的大小、顆粒外表面特征、形成條件及其它因素都將形響到礦渣的活性O(shè)當(dāng)粉體的比表面積大F600平方米/千克時(shí),對(duì)混凝土透氣性的測(cè)址可能會(huì)導(dǎo)致較大的誤差剛礦渣微粉的水化模型如圖4-3所示.顆粒的水化程度可根據(jù)水深h和顆粒直徑d的關(guān)系通過以卜公式的計(jì)算:對(duì)F顆粒狀的粉體體系而育.如果顆粒的粒徑為d的顆粒所占的比例為P“則在某一顆粒的水化深度為hi時(shí).顆粒休系中的總水化程度為143451：額粒水化反應(yīng)模型式中wmf介jdifiid«

12、;iZ間的顆粒所/的門分?jǐn)?shù):色是粒的粒徑介F4和mi的顆粒的水化程度:d為顆粒的粒徑介F4和dpZ何的顆粒的平均直徑hi為水化深度:（廠二4+4+17由方用（3）、（4）址甲說遞減旳數(shù).在水化深度山淀的情況卜水泥的水化嗖隨粉體粒於的減小而増人，也就是說礦渣徽粉的誘導(dǎo)活性將隨粉體比表面積的增大而增加.（1）采用實(shí)驗(yàn)小懶研磨得到了比表面枳分別為300m2/kg、4OOm2/kg.500m'/kg、600m'/kg、TOOm'/kg、800m:/kg六種細(xì)度的"渣粉.紳測(cè)疋發(fā)現(xiàn)不同比表而枳的粉體其顆粒組成是完全不同的.（2）摻加不同比衣血積的礦渣水泥漿體的流動(dòng)性能不同o（3）不同細(xì)礦渣粉的比表面積,對(duì)28夭的水泥強(qiáng)度有較大彩響,較大的比&血積混介試件強(qiáng)度増加但不同比衣Ifii積的增長(zhǎng)速度，從300m2/kg-400m2/kg.增長(zhǎng)速度大。在600m2/kg礦渣超細(xì)粉試塊強(qiáng)度增加延遲.（4）摻j(luò)超細(xì)礦粉使混凝土孔隙結(jié)構(gòu)優(yōu)化.（5）混有超細(xì)礦渣粉水泥混凝土強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)突變等優(yōu)良特性.（6）不同比表rfri積的細(xì)礦渣粉與水泥攪拌可以產(chǎn)生不同等級(jí)的混凝土制品產(chǎn)品綜合考慮礦渣微粉的研磨成本和微粉在混凝土中所起的作用,礦渣微粉在T.業(yè)生產(chǎn)中的最住:粒度指標(biāo)為比表面積400-