掺合料对高性能混凝土抗压强度增长的影响

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发布时间：2021-09-07

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掺合料对高性能混凝土抗压强度增长的影响
Efect of Admixture on the Compressive Strength of High
Performance Concrete I mprovement
滕骅，俞小光。
TENG Hua 一，YU Xiao guang
(1．同济大学土木工程学院，上海200092；2．杭州钱江经济开发区建设管理中心，浙江杭州311100；3．浙江中医药大学，浙江杭州310053)
摘要：阐述了矿渣和粉煤灰的作用机理，通过试验分析了矿渣和粉煤灰对高性能混凝土抗压强度增长的影响。由于矿渣和
粉煤灰本身离子溶出能力很低，高性能混凝土中用掺合料替代水泥会不同程度减缓自由离子的溶解，因此早期掺矿物掺合料的高
性能混凝土强度明显低于纯水泥混凝土。矿渣在早期的自身的水硬性及与水泥水化产物发生二次水化反应，因此掺矿渣的混凝
士在3d之后抗压强度增长明显。粉煤灰自身的物理包裹作用和其独特的吸附效应会使水泥的早期水化得到一定的延迟，从而导
致掺粉煤灰混凝土早期强度增长较慢。
关键词：掺合料；高性能混凝土；抗压强度；离子溶解；二次水化
中图分类号：TU528 文献标志码：B 文章编号：1008—3707(2012)07—0052—04
在混凝土拌制时加入适量的矿物掺合料，可降
低高性能混凝土内部温升，改善它的工作性能，增强
其后期强度，并可改善它的内部碱性环境，提高其抗
腐蚀能力。因此，矿物掺合料已成为现代高性能混
凝土不可缺少的组分。现在工程上常用的矿物
掺合料主要有三类：潜在水硬性材料、火山灰材料以
及非活性材料。本文通过对矿物掺合料的作用机理
探讨，结合抗压强度试验研究，分析讨论火山灰材料
中的粉煤灰，以及潜在水硬性材料中的矿渣对混凝
土力学性能的影响。
1 矿物掺合料的作用机理探讨
1．1 矿渣
矿渣是指冶金工业中的残渣，是在矿石冶炼金属
过程中形成的，高性能混凝土中采用的矿渣通常来源
于铁矿石炼铁高炉，因此也称粒化高炉矿渣。矿渣中
含有钙镁铝黄长石和很少量的硅酸一钙或硅酸二钙
等组分，使得矿渣具有微弱的自身水硬性。矿渣在混
凝土所起的作用主要体现在：火山灰效应、微集料效
应，同时还能改善混凝土的界面区结构和工作性能。
(1)矿渣火山灰效应：矿渣与水反应很缓慢，纯
矿渣混凝土或许需要几年才能达到硅酸盐水泥混凝
土28 d强度。而碱性化合物能使矿渣的水化反
应得到激发，因此将矿渣掺入到高性能混凝土当中，
水泥水化形成的Ca(OH)，将成为矿渣水化的激发
剂，矿渣水化形成的主要产物为c—s—H和AFm
相的混合物，其中生成的c—S—H相的组成相较于
纯水泥水化的c—s—H相具有较低的钙一硅比。
(2)矿渣微集料效应：与粉煤灰作用相似，矿渣
颗粒比水泥颗粒小，可以填充到水泥颗粒之间的间
隙，降低了水泥基材料的孔隙率，改善孔结构，增加
密实度，使其具有更好的力学性能及耐久性能。
(3)改善混凝土界面区结构：由于纯水泥混凝
土中水泥与骨料之间的界面过渡区通常存在较大量
的Ca(OH) 晶体，而ca(OH)，晶体具有一定的取
向性，因此导致混凝土界面过渡区形成薄弱环节。
而矿渣与Ca(OH) 晶体反应消耗掉一定量的
Ca(OH) 晶体，使得Ca(OH)，晶体在界面过渡区的