矿物掺合料.ppt

矿物掺合料引言授课内容一、矿物掺合料的定义在《矿物掺合料应用技术规范》(征求意见稿)中,对矿物掺合料的定义是:以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分,掺入混凝土中能改善新拌或硬化混凝土性能的粉体材料,涉及的矿物掺合料包括了粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉等6种材料。有关学者建议矿物掺合料的定义为:对人体无害的,在一定范围内取代水泥后能够配制出工作性能、力学性能和耐久性能符合混凝土要求的粉体材料。二、矿物掺合料的历史直到20世纪70年代,能源危机、环境污染以及资源枯竭问题的出现,才又强烈激发人们对粉煤灰、矿渣等工业废渣进行再利用的研究,为工业废渣用作水泥混凝土掺合料开辟了新篇章。经过一定的质量控制或制备技术获得的优质矿物掺合料,可明显改善硅酸盐水泥自身难以克服的组成和微结构等方面的缺陷,包括劣化的界面区、耐久性不良的晶相结构、高水化热造成的微裂纹等,赋予了混凝土优异的耐久性能和工作性,超越了传统的降低成本和环境保护的意义,已成为混凝土材料一个不可或缺的组分,有人称之为混凝土的第六组分。三、矿物掺合料的分类2.根据化学活性矿渣（Groundgranulatedblast-furnaceslag）粉煤灰（Flyash）硅灰（Silicafume）火山灰（Naturalpozzolans）石英粉（Quartzpowder）四、矿物掺合料的特性以工业废渣为主的掺合料在混凝土中的大量应用,首先它意味着混凝土的生产降低了工业废渣自身的环境污染及土地资源浪费其次它减少了胶结材中水泥的用量而间接地减少了由于生产水泥而导致的能源、资源消耗及环境污染另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能,延长了混凝土的使用寿命,减少了维护及重建所需的水泥及混凝土用量,也间接地节约了资源、能源,降低了环境污染形态效应：利用矿物掺合料的颗粒形态在混凝土中起减水作用，“矿物减水剂”微细集料效应：利用矿物掺合料中的微细颗粒填充到水泥颗粒填充不到的空隙中化学活性效应：利用矿物掺合料的胶凝性或火山灰性，将Ca(OH)2晶体转化成CSH凝胶1.对新拌混凝土的影响（2）泌水和离析（BleedingandSegregation）（3）含气量（AirContent）（4）水化热（HeatofHydration）（5）凝结时间（Settingtime）（7）可泵性（Pumpability）2.对硬化混凝土的影响（2）抗冲击性与耐磨性（ImpactandAbrasionResistance）（3）抗冻融性（Freeze-ThawResistance）（4）干缩和徐变（DryingShrinkageandCreep）（5）渗透性和吸水性（PermeabilityandAbsorption）（6）碱集料反应（Alkali-AggregateReactivity）（7）抗硫酸盐性（SulfateResistance）（8）钢筋锈蚀（CorrosionofEmbeddedSteel）（9）碳化（Carbonation）（10）抗化学侵蚀性（ChemicalResistance）五、矿物掺合料的检测维卡法是较早测定火山灰活性的方法；该法系测量火山灰质材料自氢氧化钙溶液中吸收石灰的速率；对迅速区别活性和惰性材料有一定效果；但还不能充分评定火山灰质材料的使用价值。强度法是把矿物掺合料以一定量取代水泥或同其它胶凝材料结合所呈现的强度作为指标来评价矿物掺合料活性的一种方法。还有学者在强度法的基础上,经过一定的数学处理,提出了比强度的概念来评价矿物掺合料的活性。强度法是掺合料效应的综合体现,受实验所用胶凝材料的影响较大。酸碱溶出度法是以火山灰质材料在酸或碱溶液中或者在先酸后碱溶液中可溶物的组分和含量作为评定火山灰活性的指标。但是,过去一些企图找出可溶组分及含量与火山灰质材料在石灰或水泥砂浆中的强度发展间的任何关系的努力均没有成功。基于矿渣微观结构与其水硬活性内在联系的特点。将矿渣结构分为3个层次,即玻晶比、玻璃相平均离子键程度和玻璃相中网络形成体的聚合度,并确定了各层次中与活性相关的表征参数。该方法从本质上描述了矿渣的潜在胶凝性能,但用结构分析很难确定3个结构参数对活性影响的定量关系。根据矿渣中主要氧化物的含量计算出各种系数来评定矿渣的活性,如质量系数(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO2+TiO2),水硬性系数(CaO+MgO+(Al2O3)/3)/(SiO2+(Al2O3)×2/3)等。尽管化学分析法在特定条件下(如:矿渣的热历史差别不大等)可用来粗略评价矿渣的潜在水硬性,但已有许多研究表明,这些系数与矿渣潜在水硬性间没有良好的相关性。矿物掺合料相关标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GBT1596-2005）用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（GB/T18046-20