掺合料对混凝土性能影响的试验研究

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发布时间：2021-09-07

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掺合料对混凝土性能影响的试验研究
朱华德
(镇江市建筑工程质量检测中心有限公司，江苏镇江 212000)
【摘要】矿物掺合料是配制现代混凝土不同缺少的关键组分之一。主要将两种掺合料一粉煤灰和矿渣微粉，通过单掺
及不同比例复掺进行系统试验研究，从而揭示出矿物掺合料对混凝土热学性能的影响规律。
[关键词】矿物掺合料；掺量；混凝土
【中图分类号】TU375 【文献标志码】 A [文章编号】 1001—523X(2013)1卜0008—03
1 常用的矿物掺合料
1．1 高炉矿渣
高炉矿渣是炼铁过程中由高炉排放出来的废
渣。在高温熔融状态下，铁矿石和焦炭中的杂质成
分进入熔渣，形成了在SiO 一CaO—A1：0 相图中有确
定位置的矿物组成。熔融渣的冷却有两种不同的方
式：一种是缓慢冷却，这样冷却的高炉渣由于处于结
晶态，没有水化活性，不能用作辅助的胶凝材料；另
一种是从高炉排出时急冷，使其形成玻璃态，在一
定的细度和被激发的状态下具有胶凝特性。由于矿
渣的化学成分比较稳定，用作辅助胶凝材料或部分
替代水泥用于建筑工程是矿渣利用的主要方式。
1．2 粉煤灰
粉煤灰是由电厂排出的废料，粉煤灰是具有潜
在活性的火山灰质粉末材料，其化学成分以SiO 、
A1：0 、CaO及其它金属氧化物为主，从结构上看以硅
铝玻璃体为主。通常用作高强高性能混凝土掺合料
的是I级粉煤灰。由于电厂燃料煤的来源不同，致
使粉煤灰的化学成分因生产厂家的不同而有很大的
差异，其潜在的水硬活性以及掺人混凝土中对性能
的影响也就无法预测。因此，在选用粉煤灰前要进
行检测，对其性能应有充分的了解，以达到较好的使
用效果。
1．3 硅灰
硅灰是冶炼硅铁和硅工业产生的废尘，其中
85％以上为直径0．1～0．2 m的SiO：球形颗粒，比表
面积高达18 000 mZ／kg以上，掺用后对混凝土性能
的改善和增强作用效果明显。资料表明，虽然目前
对硅灰的研究较多，但由于其产量有限，全球硅灰产
收稿日期：2013—08—15
作者简介：朱华德(1976-)，男，丹阳人，毕业于江苏大学，工程硕士
高级工程师，现从事建筑材料检测。
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量也不过100 200万t，价格昂贵，而且硅灰的密度
太小，运输不方便，使用时飞扬失散较严重。因此，
硅灰在高性能混凝土中的应用受到了经济和环保上
的制约。
除高炉矿渣、粉煤灰、硅灰三种较常用的矿物掺
合料以外，还在天然沸石岩、油母页岩灰、固硫渣、
磨细石灰石粉、磨细石英砂粉、钙矾石类混合材、偏
高岭土等大量品种的掺合料应用于混凝土中。在我
国，粉煤灰和矿渣相对较为丰富，在工程中这两者也
用的比较普遍，硅灰也在一些特殊工程中得到应
用，而其它掺合料应用较少，或基本上停留在实验
室研究阶段。因此，本章主要针对粉煤灰和矿渣，
研究其对混凝土各项性能(包括新拌混凝土性能、混
凝土力学性能、变形性能、耐久性能，以及热学性
能)的影响进行系统的研究，以揭示其在高性能混凝
土中的作用，及其在高性能混凝土配制中的重要
性。
2 矿物掺合料对混凝土热学性能的影响
2．1 原材料
水泥：京阳42．5P·0；
粉煤灰：镇江谏壁电厂Ⅱ级灰；
细集料：江西赣江中砂；
粗集料：镇江茅迪石灰岩碎石；
外加剂：江苏博特新材料有限公司聚羧酸系超
塑化剂JM—PCA。
2．2 试验方法
水化热测定参照《水运工程混凝土试验规程》
(JTJ270—98)中的水泥水化热测定方法进行，即采
用直接水化热法。绝热温升试验参照《水工混凝土
试验规程》(SD105—82)中混凝土绝热温升试验方法
的规定进行，在绝热条件下，测定混凝土在水泥水
化过程中的温升值及其变化过程。