淺談礦物質超細粉對混凝土性能的影響

1、.：.；淺談礦物質超細粉對混凝土性能的影響作者單位摘要：高性能混凝土是目前混凝土開展的主要方向之一，而礦質超細粉是高性能混凝土不可或缺的一部分。從近來幾十年的得研討成果來看，制備高新能混凝土的技術途徑根本上是在普通混凝土四種根本組分水泥、水、細骨料和粗骨料根底上復合超塑化劑高效減水劑和礦物質超細粉的方法。配置高性能混凝土是摻入超塑化劑是為了使其具有適宜的任務性，而礦物質超細粉作為第六組分，是配置高新能混凝土必不可少的。這除了可以起到填充水泥石的效應外，由于這些礦質超細粉具有相當的火山灰活性，從而提高混凝土的密實性，對提高強度及后期強度的開展也非常有利，而且有些礦物質超細粉還具有輔助減水效果，可

2、以減少混凝土的用水量或有益于改善混凝土的任務性。關鍵詞：礦物質超細粉；填充效應；水灰比；界面過度構造；孔構造；堿-骨料反響1礦物質超細粉 礦物質超細粉是指粒徑0.38時，水全部水化后，水泥石中有水泥凝膠、凝膠水、毛細水和空隙。毛細水是可以在混凝土中分散浸透的，這就呵斥了毛細管的存在，使混凝土的抗?jié)B性降低，耐久性降低。普通混凝土水灰比W/C通常在0.4-0.8之間，所以在其水泥石中存在大量毛細孔，對混凝土的抗?jié)B性和耐久性很不利。水灰比過低的話就會呵斥混凝土施工性能差，無法均勻密實的填充模板。 圖-1 水泥漿組成與水灰比關系水泥水化程度100% 2.2 骨料和水泥漿的界面過度構造普通混凝土受壓破壞

3、時，普通沿著骨料和水泥漿的界面破壞。這是由于水泥漿與骨料的界面附近，構成一個過渡帶，其特點是Ca(OH)2粗大的結晶與定向陳列富集與界面上，而且往往存在許多孔隙、水囊和潛在的微裂痕。如圖2所示。所以過渡帶的強度低，抗?jié)B性和耐久性都不好。圖-2水泥漿-骨料界面的微觀構造模型圖森野2.3水泥石中的孔構造普通混凝土的水泥石中有大量的孔隙存在，這些空隙對混凝土的強度和耐久性都很不利。 3 摻入礦質超細粉后混凝土一些性能的變化3.1 礦質超細粉改善骨料和水泥石之間的界面構造 由于超細粉的火山灰活性和微填充效應，使得界面過度去孔隙率降低及結晶含量降低。圖-3為Khagat等以15%的硅粉取代水泥后，得到的

4、混凝土W/C=0.33)的界面過渡區(qū)孔隙率和原生CH明顯降低。圖-3 含與不含硅粉SF)的混凝土中，水泥石與粗骨料界面區(qū)構成簡圖K.H.Khagat and P.C.Aitcin)圖中a不含SF的新拌混凝土，由于泌水，在粗骨料外表周圍構成水囊，而界面銜接處水泥粒子也缺乏；b是在a所示基體系統(tǒng)硬化后的過渡區(qū)。在過渡區(qū)存在著CH相、C-S-H相及流線的大量空隙，還有一些類似于針狀物填充其間。c含SF新拌混凝土，SF微粒填充于粗骨料周圍的空間，而不是被水占據；d是在c的基體中的過渡區(qū)，孔隙率很低。3.2 改善了水泥石的孔構造 以20%的復合超細粉等量取代水泥，W/C=0.35制成的水泥凈漿試件，規(guī)范

5、養(yǎng)護7d、28d，測定的含于不含超細粉的孔構造如圖1-4所示。 圖-4 含a與不含b超細粉的水泥石構造馮乃謙 以20%復合超細粉等量取代水泥，W/C=0.35，標養(yǎng)7d、28d的孔構造由圖可見，7d齡期時，100nm以上大孔，不含超細粉的試件含量偏高一些。而100nm的孔含量，那么含超細粉的試件偏高些。28d齡期時，含超細粉的試件，100nm的大孔含量明顯少于不含超細粉的試件；100nm的小孔，明顯地高于不含超細粉的試件。 有大量的實驗證明，100nm的大孔含量高，對混凝土的強度、抗?jié)B性、耐久性都不利；100nm的孔含量高，有利于強度、抗?jié)B性和耐久性。3.3 礦質超細粉的減水作用 由于礦質超細

6、粉的比外表積都比較大，而且具有活性，在不摻入高效減水劑，對于新拌混凝土無明顯的減水效果，甚至反而增水。但當與高效減水劑雙摻時，其增塑減水效果急劇添加，表現出比單摻減水劑更優(yōu)越的流動性。表-1為礦質超細粉摻合料的減水實驗結果。表-1中的硅灰比外表積約為200000，礦渣超細粉和粉煤灰的比外表積分別為8800和7017。表-1 礦質超細粉摻合料減水率實驗蒲心誠實驗配比水泥/%礦物摻合料/%高效減水劑/%流動度/mm需水量/mL減水率/%硅灰粉煤灰礦渣11000000145112021000001.51507632.139010000145190-69.6490010001461101.795900

7、01001451083.5769010001.51486442.979001001.51487235.789000101.51457632.19905500146174-55.41080101000146240-114.31180100100148215-92.0128001010014711017.913905501.51486145.51480101001.51455947.31580100101.51456244.61680010101.51457037.53.4降低水化熱 由于礦質超細粉具有火山灰活性，可以和水泥石水化放出的反響，速率與水泥相比相當小，水化熱也小。因此以超細粉置換一部分

8、水泥后，水化熱放出的速度減緩了。其中粉煤灰降低水化熱的效果是最好的，礦渣超細粉次之。硅灰由于比外表積很大，火山灰活性反響的速率較快，它降低水化熱的效果最差。在廣州，某工程根底為滿堂紅大體積鋼筋混凝土，在混凝土內摻30%礦渣粉以降低水化熱。但凝結硬化后，由于水化放熱，仍有大量的溫度裂痕。后來改為內摻30%的粉煤灰，裂痕問題處理了。闡明粉煤灰降低水化熱的效果更好。3.5 提高混凝土的體積穩(wěn)定性。 由于水化反響產物的體積相對于水化之前會減小，所以摻入超細粉置換水泥，會使水化反響產物減少，從而提高體積穩(wěn)定性。粉煤灰對混凝土土體積穩(wěn)定性最好。3.6 抑制堿-骨料反響堿骨料反響是一個很復雜，大量的研討闡明

9、堿骨料反響需求有水和堿濃度很高的條件下進展。由于火山灰活性摻合料能與水泥石中的反響，降低混凝土中堿的濃度，而且混凝土中參與超細粉使混凝土構造密實，毛細孔很少，使水浸透量小，從一定程度上抑制堿-骨料反響。經過馮乃謙在礦物質超細粉對堿-骨料反響ASR)抑制的研討中可知，天然沸石超細粉對堿骨料反響的抑制最有效，當天然沸石超細粉比外表積60008000取代混凝土中20%水泥，可以有效地抑制堿硅反響的有害膨脹。優(yōu)于礦渣超細粉和粉煤灰。4 結論 因此，經過礦質超細粉在混凝土中得運用，改善了混凝土的一些施工性能，改善了骨料與水泥石的界面構造，改善了水泥石的孔構造；提高了混凝土的抗?jié)B性、耐久性和強度。在混凝土

10、中參與礦質超細粉是獲得高性能混凝土很重要的一方面。 但是，礦質超細粉對混凝土性能的影響并不都是好的方面。例如，在硅灰混凝土中，硅灰和水化硅酸鈣在相當短的時間內就發(fā)生反響，生成凝膠狀物質，使混凝土的坍落度損失加快；火山活性的礦物摻合料，與反響，使堿含量，是混凝土的中性化速度加快。由于不同的礦質超細粉具有的物理和化學性質都不盡一樣，所以要根據工程實踐的需求選擇適宜的礦質超細粉，而且礦質超細粉不同的置換率對混凝土性能的影響不一樣。所以為了更好地利用礦質超細粉，還需根據國家規(guī)范，查閱很多國內外的資料，根據工程實踐情況要求，合理的選擇礦質超細粉的種類和置換率，以及與之相匹配的水泥和骨料。 參考文獻：1 馮