3矿物掺合料.ppt

定义混凝土矿物掺合料的应用在早期主要是为了节约水泥随着研究和应用的不断深入人们发现混凝土矿物外加剂不仅可以节约水泥更重要的是能够改善混凝土的综合性能从现代混凝土技术的发展来看掺合料已经成为混凝土不可缺少的重要组分。粉煤灰、磨细水淬矿渣微粉（简称矿粉）、硅灰、磨细沸石粉、偏高岭土、硅藻土、烧页岩、沸腾炉渣等活性矿物掺合料；磨细石灰石粉、磨细石英砂粉、硅灰石粉等非活性矿物掺合料；复合矿物掺合料。一、粉煤灰作用机理形态效应粉煤灰中特别是优质灰中含有许多球形颗粒掺人混凝土中起到润滑作用减少用水量改善和易性增加强度和耐久性。火山灰活性效应粉煤灰中大多是玻璃体具有潜在的化学势能在碱性和硫酸盐激发剂下能产生“二次水化反应”而具有胶凝性能。微填料效应粉煤灰多呈球形粒径细小表面光滑活性低的颗粒可以改善水泥混凝土中颗粒级配减少混凝土中的孔隙增加致密性。（二）粉煤灰品质和检验标准指标对新拌混凝土性能的影响优质粉煤灰掺入混凝土其形态效应和微集料效应可以改善混凝土拌合物的和易性使混凝土更容易振捣密实改善混凝土的可泵性降低混凝土的泌水和离析。这种良好的和易性对于泵送混凝土十分有利。因此在泵送混凝土中掺加一定数量粉煤灰不仅改善混凝土的可泵性节约水泥还延长泵送机械的使用寿命。对混凝土强度的影响粉煤灰对混凝土强度的影响与粉煤灰品质、掺量、水灰比和养护温度有关：早期强度发展缓慢但后期强度增长率高。粉煤灰的水化反应依赖于水泥水化产生的碱性物质的激发而且首先要破坏粉煤灰中微珠表面致密的玻璃质表层以及水泥水化产物Ca(OH)2和C-S-H在粉煤灰颗粒表面形成的包裹层这一过程是比较缓慢的。因此在混凝土硬化早期粉煤灰活性较低生成凝胶体的速度远远低于硅酸盐水泥其胶凝作用对强度的贡献不大混凝土强度取决于水泥特性和掺量。同时粉煤灰掺量增大则水泥用量相对减少水泥水化生成的C-S-H凝胶减少混凝土孔隙率增加。因此在早期随着粉煤灰掺量增大混凝土强度呈降低的趋势。随着龄期的增长粉煤灰活性提高火山灰反应速度加快活性效应和胶凝作用越来越明显粉煤灰二次火山灰反应形成的C-S-H凝胶使混凝土后期强度增长很快。对混凝土水化热的影响粉煤灰能减少水泥水化热从而降低混凝土温升并能极大的推迟温峰出现的时间。对混凝土变形性能的影响掺粉煤灰能减少混凝土干缩；掺粉煤灰混凝土的弹性模量与普通混凝土相当；掺粉煤灰混凝土的徐变随龄期增长而变小。对混凝土耐久性的影响（1）对抗渗性的影响粉煤灰掺量30%情况下28d粉煤灰混凝土的抗渗性低于普通混凝土到90d时抗渗性逐步提高180d粉煤灰混凝土的抗渗性有很大提高。（2）对抗冻性的影响只要粉煤灰质量合适、配合比设计合理、养护得当特别是采用引气剂、降低水灰比粉煤灰对混凝土抗冻性并无不利影响甚至可以通过减少体积变形、减少裂缝及粉煤灰的三大效应使抗冻性得以改善。（3）对抗冲磨性能的影响混凝土中掺人适量(不超过25％)的优质粉煤灰有利于抗冲磨性能改善：一方面是因为优质粉煤灰有减水增强的效果另一方面粉煤灰中玻璃微珠质地坚硬从而提高抗冲磨性能。（4）对抗硫酸盐侵蚀性能的影响粉煤灰对抗硫酸盐侵蚀有利：由于粉煤灰的火山灰反应消耗了水泥混凝土中的氢氧化钙避免或减少了混凝土中生成二次钙矾石和石膏结晶产生的体积膨胀所引起内应力；另一方面粉煤灰改善混凝土内部孔结构与分布也起到抗硫酸盐侵蚀作用。（5）对钢筋锈蚀的影响粉煤灰特别是大掺量粉煤灰砼早期的渗透性较大碳化速度非常快很容易碳化。碳化作用使砼碱度下降在氧气和水的共同作用下钢筋钝化膜被破坏保护层减少甚至消失。但是另一方面粉煤灰的微集料效应使砼结构密实有助于改善砼的体积变化性能使砼避免出现裂缝和微裂缝有利于提高钢筋抗锈蚀能力。因此采用符合品质要求的粉煤灰、适宜的粉煤灰掺量(一般认为不超过30％)同时掺加减水剂、降低水胶比选择合理的配合比加强施工质量控制设有一定厚度的保护层(一般在40mm以上)可避免粉煤灰对钢筋的不利影响。（6）对碱—骨料反应的影响所谓碱—骨料反应（AAR）是指活性氧化硅成分较高的活性骨料与混凝土微孔中的碱溶液反应发生体积膨胀导致混凝土胀裂从而导致失去强度、弹性模量和耐久性。混凝土工程发生碱一骨料反应破坏必须具有三个条件（p42）配制混凝土时由水泥、骨料、外加剂和拌和用水带进混凝土中一定数量的碱或者混凝土处于碱渗入的环境中；一定数量的碱活性骨料存在；潮湿环境可以供应反应物吸水膨胀时所需的水分。粉煤灰的掺入可以抑制混凝土的碱—集料反应。这主要是因为：活性效应：与普通混凝土相比粉煤灰混凝土中水泥用量减少同时粉煤灰的二次水化反应消耗掉一部分