土木工程复合材料及检测技术-混凝土矿物外加剂.ppt

第二章 混凝土矿物外加剂 定义：混凝土矿物外加剂是指以氧化硅、 氧化铝和其他有效矿物为主要成分，在混凝土 中可以代替部分水泥、改善混凝土综合性能， 且掺量一般不小于5%的具有火山灰性或潜在水硬性的粉体材料 常用材料有：粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、磨细沸石粉、偏高岭土、硅藻土、烧页岩、沸腾炉渣等矿物外加剂在混凝土中的主要功能：1.改善混凝土的和易性2.降低混凝土水化温升3.提高早期强度或增进后期强度4.改善内部结构，提高抗腐蚀能力5.提高混凝土的抗裂性能6.提高混凝土的耐久性2.1 粉煤灰 粉煤灰是指煤粉炉燃烧煤粉时，从烟道气体中收集到的细颗粒粉末扫描电镜图一、粉煤灰的技术性能和作用机理形态：实心、空心玻璃微珠细度：150m，比表面积300600m2/kg 与煤粉细度及收尘装置有关，可通过粉磨提高细度主要化学成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO，约占85%左 右，构成CaOAl2O3SiO2矿物体系沉珠漂珠作用机理：1.火山灰效应：二次水化2.微骨料效应：均匀分散于孔隙和凝胶体中， 填充毛细管及孔隙裂缝，改善了孔结构，提高 了水泥石的密实度；未参与水化的颗粒分散在凝胶体中起到骨料的作用，优化凝胶结构，改善与粗细骨料之间的粘结力和混凝土的微观结构，从而改善混凝土的宏观综合性能。

3.形态效应：粉煤灰含大量球状玻璃微珠，起到润滑作用，减小混凝土内摩擦力二、质量指标根据细度、烧失量（含碳量）、需水量比、三氧化硫含量分为：级、级、级三个等级注意以下几个指标：细度（用比表面积表示）、需水量、活性指数三、粉煤灰对混凝土性能的影响1、对新拌混凝土性能的影响 级灰可以提高混凝土拌合物的流动性，级灰在掺量30%以内时，使流动性提高，级灰使混凝土拌合物流动性降低 掺粉煤灰混凝土更容易振捣密实，可泵性大大提高 原状灰有可能增大混凝土的泌水性，磨细粉煤灰通常能减少混凝土的泌水2.对混凝土强度的影响 优质的级灰掺量小于10%时，早期强度不降低，后期强度高于基准混凝土掺量超过一定值后，早期强度略有降低，但后期强度仍可超过基准混凝土 级灰的影响与级灰相似，但早期强度更低一般采取超量取代法 级灰一般只用于低强度等级的混凝土结构，很少用于高强度等级的混凝土结构，尤其是预应力结构3.对耐久性的影响 掺粉煤灰混凝土抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性能、对钢筋保护作用都有所提高 粉煤灰能抑制混凝土的自收缩、早期收缩和总干燥收缩 粉煤灰能降低水化热和混凝土水化温升，提高混凝土抗裂性三峡大坝混凝土中大量应用了优质粉煤灰 2.2 粒化高炉矿渣磨细矿渣一、矿粉的技术性能和质量指标矿粉的主要化学成分： SiO2、Al2O3、CaO、MgO，其中SiO2、Al2O3、CaO约占矿粉总量的90%。

矿物结构：大部分为玻璃体，少量晶体细度：粒径大于45 m的矿粉很难参与水化，因此要求用于高强高性能混凝土的矿粉比表面积大于400m2/kg质量指标：按化学性能、比表面积、活性指数等，分为级、级、级二、矿粉的作用机理1.凝胶效应：二次水化，生成具有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙、水化硫铝酸钙凝胶，改善水泥浆与骨料的界面性能，改善界面粘结强度，提高混凝土抗折强度2.微骨料效应：与粉煤灰相似三、矿粉对混凝土性能的影响1.对混凝土和易性的影响 矿粉能减少混凝土的塌落度损失，同时使得混凝土粘聚性较好2.对混凝土强度的影响 优质矿粉掺量在1020%时，早期强度不下降，后期强度提高掺量较大时，早期强度降低，后期强度高于不掺矿粉的基准混凝土 温度提高有利于矿粉粉煤灰的强度发展3.对耐久性的影响 掺矿粉的混凝土结构致密、水化热低、孔隙率下降、骨料和胶凝材料界面结构得到改善，能较好提高混凝土抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐腐蚀、抗碳化和对钢筋的保护硅灰偏高岭土。