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卓易彩票高性能混凝土中常用矿物细掺料及其作用!

类别:卓易彩票 时间:2019-10-31 浏览量:

现代高性能混凝土(HPC)中矿物细掺料作为除水泥、粗集料、细集料、外加剂、拌合水外第六组分,起着不可或缺的作用。它们不仅可取代部分水泥,还可提高混凝土的综合性能及加快资源循环利用。目前混凝土中常用矿物细掺料包括:粉煤灰、矿渣粉、硅灰、石灰石粉和沸石粉。

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01

矿物细掺料

粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤灰在锅炉中燃烧后从烟道排出、被收尘器收集到的物质,其表面积在250~7000m2/kg,尺寸从几百微米到几微米,通常为球形颗粒,主要成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3。

矿渣粉是炼铁过程中所产生的工业副产品。在炼铁过程中,氧化铁在高温下还原成金属铁,并将矿石中SiO2、Al2O3等杂质与石灰等溶剂化合成矿渣使之与铁水分离,这些熔融状态的矿渣经急速冷却后形成粒化高炉矿渣,其主要成分为CaO、SiO2和Al2O3。

硅灰又称凝聚硅灰或硅粉,是电弧冶炼硅金属或硅铁合金时的副产品。硅铁厂在冶炼硅金属时,将高纯度的石英、焦炭投到电弧炉内,在温度高达2000℃下,石英被还原成硅的同时,约有10-15%的硅化为蒸汽,在烟道内随气流上升,遇O2氧化成SiO2,最后冷凝成极细微的颗粒。

石灰石粉是石灰岩经破碎、研磨后形成的一种灰质材料,该资源丰富,其主要成分为CaCO3。

沸石粉是天然沸石岩磨细后形成的一种火山灰质材料,含有大量的活性SiO2和Al2O3,其火山灰活性次于硅灰,优于粉煤灰。

02

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HPC工作性

矿物掺合料是经超细粉磨工艺制成的,在新拌水泥浆中,可增大水泥浆的流动性,还可有效控制混凝土的坍落度损失。

矿物掺合料的比表面积为350~1500m2/kg,由于大比表面积颗粒对水的吸附,起到了保水的作用,减弱了泌水性,从而使混凝土黏聚性明显改善。

研表明水泥和矿物细掺料颗粒间可以发生一种”填充效应”,颗粒间的空隙减小,使空隙水减少,自由水增加,从而提高浆体的流变性。由下图对比可见,使用细掺料的混凝土,和易性良好、具有较多的浆体及良好的包裹性。

03

物理填充作用

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卓易彩票 矿物细集料在混凝土拌合物中也起着物理填充作用。

粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉、沸石粉的颗粒尺寸在1-100um之间,与水泥的颗粒尺寸相当,未完全水化前,他们的作用是填充在砂子之间的空隙里,提高混凝土的密实度,从而增加混凝土抗压强度及综合性能,其颗粒填充效应示意图如下图所示。

硅灰的颗粒尺寸在0.1-0.5um,这样的微粒可填充在水泥、粉集料及它们的水化产物间的微小空隙里。研究表明,掺用硅灰后,可使水泥石中50nm以上的孔明显减少。

04

水化活性作用

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矿物细掺料按其能否参与水化反应,分为活性矿物细掺料和惰性矿物细掺料。

活性矿物细掺料在水泥石和混凝土中逐渐水化形成新的水化产物,它们的水化速率主要取决于其化学成分、矿物组成和激发剂类型,也与颗粒大小有关。它们对HPC的强度、耐久性等性能的贡献,与它们的水化产物类型、形貌、结合力及集料间的结合性能有密切关系。

粒化高炉矿渣粉、硅灰和沸石粉具有良好的水化活性,而低钙粉煤灰(CaO含量<15%)和石灰石粉属于惰性矿物细集料。

传统建筑材料(水泥)在生产过程中会消耗大量矿产资源和产生严重环境污染。将矿物细掺料应用于高性能混凝土中,不仅有利于解决环保和节能问题,还能促进资源循环利用,同时可提高建筑物的综合性能。

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