粉煤灰对矿渣混凝土性能的改善

Ｑ！　Ｑ：！　Ｓｃｉｅｎｃｅ　８ｎｄ　ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ　ＣｏｎｓｕＩｔｉｎｇ　ＨｅｒａＩｄ　工业技术　粉煤灰对矿渣混凝土性能的改善　徐剑　艾辉　彭素姣魏姗杨峻熙　陶时新　（重庆交通大学　重庆南岸４０００７４）　摘要：矿渣粉是工业废渣回收的产物，常加入水泥中生产出矿渣水泥，然而，矿渣水泥的性能存在着一些明显的缺点。本文对矿　渣水泥的性能及粉煤灰加入矿渣水泥后性能的改善进行了总结。　关键词：矿渣水泥　粉煤灰　互补效应　中图分类号：ＴＱ　５　４　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７３—０５３４（２００７）０４（ａ）一００６２—０　１　矿渣微粉作为混凝土的掺合料，不仅能　或更细，能置换出微４ｑＬ隙中的水并填充孔　等量取代水泥，具有较好的经济效益，而且还　隙，起微集料作用，提高混凝土的密实度。由　凝土而言，提高了混凝土的抗渗、抗冻和抗　碳化能力。由于粉煤灰在混凝土中的存在，减　　能显著地改善、提高混凝土的综合性能，诸如　于它具有的这些独特性质，使得它在混凝土　少了温度裂缝的产生和混凝土本身的收缩，改善混凝土的工作性、降低水泥水化热、改善　中发挥出了高性能的作用。　混凝土的内部结构、提高混凝土的抗腐蚀能　力和耐久性、提高混凝土的后期强度等等　３矿渣粉煤灰的互补效应　¨１。　３．１对强度的影响　双掺的混凝土早期强度比纯水泥的混凝　１矿渣对混凝土的影响　土低，而后期强度高于纯水泥的混凝土。同样　①矿渣微粉具有辅助减水效果，与不掺　可以发现掺加少量粉煤灰矿渣粉的早期强度　矿渣微粉的混凝土相比，可提高坍落度，在保　比较低但后期强度增长大，其弹性模数比较　汪混凝土初始　大。粉煤灰的“活性效应”改变了混凝土孔结　坍落度相同的情况下，可以减少用水　构，提高了混凝土各组分的粘结作用，提高了　量。　混凝土的密实性，从而使混凝土的早期强度，　②矿渣微粉减少混凝土坍落度的经时损　特别是后期强度大大提高，也增强了混凝土　失，可推迟混凝土的凝结时间。因此，在混凝　的界面粘结强度。另一方面，由于粉煤灰的　土实际使用中应控制矿渣微粉的掺量或选用　“微集料效应”，粉煤灰的微细颗粒填充到水泥　合适的外加剂。以便凝结时间、和易性满足现　颗粒之间的缝隙中，使混凝土形成微观层次　场施工的需求。　的自紧密体系，改善了混凝土的微观结构，增　③在矿渣微粉不超过４０％的情况下，虽　强了混凝土的致密性，从而提高了混凝土的　早期强度有着不同程度的降低度，但２８ｄ强度　强度。因此，由于粉煤灰的几种效应作用，使　超出基准混凝　混凝土表现出了良好的力学性能。　土或与基准混凝土持平。在不影响混凝　３．２对泵送性能及坍落度的影响　土质量的情况下，利用矿渣微粉取代部分水　掺粉煤灰矿粉的混凝土，可以改善混凝　泥，降低了每方水泥的用量，从而降低了混凝　土的泵送性能降低混凝土的经时坍落度损失。　土放热峰值，延迟峰值出现时间，有效减少大　在掺矿粉及粉煤灰的混凝上抗收缩性能好，　体积混凝土混凝土温度裂缝的出现．非常有　这也是实际工程中路面及泵送混凝土所施工　利于大体积混凝土的施工ｌ２】。不同矿粉在水　的部位产生收缩裂缝少的原因所在　泥胶砂和混凝土中对强度发展的作用和该矿　３．３对抗渗，抗冻和抗碳化的影响　粉的比表面积、组分及颗粒级配有关。较高的　影响混凝土抗渗、抗冻和抗碳化性能的　比表面积、适当的化学组成及较好的颗粒级　因素很多，主要有以下几个因素：混凝土的密　配对胶砂强度和混凝土强度均有好的贡献ｌ　。　实度，密实度愈大，抗渗、抗冻和抗碳化性愈　④对不同等级的水泥配制的混凝土，　好；混凝土孔隙构造及数量，开口孔隙愈多，　矿渣微粉对其保水作用不一样，泌水情况也　抗渗、抗冻和抗碳化愈差；水灰比愈大，开口　就不一样。矿渣微粉混凝土比普通混凝土，　孔隙愈大，对抗渗、抗冻和抗碳化愈不利；随　更应加强保湿和养护时间。　着期龄的增加，水泥不断水化，可冻结水不断　减少，同时，水中溶解的盐的浓度增加，冰点　２粉煤灰的特性　下降，使抗冻性得到改善。　由以上所述内容可知矿渣混凝土存在的　粉煤灰的“活性效应”也称火山灰效　问题还很多，大大的限制了其应用范围。而粉　应，粉煤灰中的活性成分ＳｉＯ，和Ａ１，Ｏ　与石　煤灰是当前在混凝土中应用最广泛的外掺料，　灰发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，　粉煤灰加入混凝土中不仅降低工程造价，更　即：　重要的是能改善混凝土的性能。　ＸＣａ（ＯＨ）ｚ＋ＳｉＯ２＋ｍＨ　２Ｏ—ＸＣａＯ‘　粉煤灰具有三种不同的效应功能：“活　ＳｉＯ，・ｎＨ，ＯＹＣａ（ＯＨ），＋Ａ１　２Ｏ　＋ｍＨ　２０一　性效应”、“形态效应”和“微集料效应”。活　ＣａＯ－Ａ１　Ｏ　・ｎＨ，Ｏ　）　性作用是指粉煤灰中Ｓｉ０，、Ａ１，Ｏ　及Ｆｅ，Ｏ　，在　这样就减少或消除了混凝土中薄弱的Ｃａ　液体中可与Ｃａ（ＯＨ），发生反应（在混凝土中称　（ＯＨ）２结晶。同时，上述反应几乎都是在　二次反应），消耗Ｃａ（ＯＨ），。产物具有强度并　水泥孔隙中进行。大大降低了混凝土内部的　填充孔隙。形态效应是指粉煤灰中含有大量　孔隙率。粉煤灰的“形态效应”、“微集　的玻璃微珠，其表面光滑，在混凝土中有滚珠　料效应”和“活性效应”大大降低了混凝　轴承作用，改善混凝土的工作性能。微集料作　土的孔隙率，改变了混凝土的孔结构，避免　用是指粉煤灰中超细灰颗粒与水泥颗粒相近　了连通毛细孔的形成Ｉ６１。因此，相对普通混　６２　科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｈｅｒａ。ｊ　抑制了碱一骨料反应，提高了混凝土抗化学　１因此，粉煤灰作为混凝土的一个　组成部分，能积极有效地改善混凝土耐久性，　使混凝土高性能化。　４粉煤灰在矿渣混凝土中的掺量　掺一定量的粉煤灰，可提高混凝土的工　作性及２８ｄ强度，但取代水泥量不宜超过２０　％；掺一定量的粉煤灰，可提高混凝土的后期　强度，且强度增长率高于不掺粉煤灰的混凝　土；粉煤灰的掺量不大于２０％时，可提高混　凝土的折压比，减小混凝土收缩，增大弹性模　量，抗渗性能与徐变性能与不掺粉煤灰的同　强度等级混凝土相近ｌ６】。　５结论　①矿渣粉煤灰复合水泥中粉煤灰与矿渣　以适宜的比例复合时，在易磨性、需水性和强　度等性能方面表现出优势互补效应。　②矿渣粉煤灰复合水泥后期强度出现优　势互补效应的原因是由于矿渣、粉煤灰复合　使水泥易磨性改善，从而使水泥具有较合理　的颗粒级配，并由于矿渣和粉煤灰的活性差　异使水泥在早、后期均能生成较多水化产物，　最终使水泥获得较为密实的水化结构。　③矿渣粉煤灰复合水泥早期强度低于矿　渣水泥的原因是早期参与水化反应的混合材　量减少，水化产物生成较少。如何提高复合水　泥的早期性能并利用其优势互补效应，获得　各项性能均较好的复合水泥，将是以后要研　究的重点【７】　参考文献　【１】白兰珍．矿渣微粉在混凝土中的应用【Ｊ１．山　西建材．２００６（２）：１　５８．　【２】高永勇．矿渣微粉在普通混凝土中的应用　【Ｊ】．福建建材．２００６（９２）．　［３】袁明金．矿渣、粉煤灰在混凝土中的应用　【Ｊ】．水凝与混凝土．２００６（８）．　【４】袁明金．矿渣、粉煤灰在混凝土中的应用　【Ｊ１．水凝与混凝土．２００６（８）．　【５】赵研锋．粉煤灰改善混凝土性能的综合应　用分析…．甘肃科技．２００６（７）．　【６】陈岳．粉煤灰掺量对混凝土性能影响研究　【Ｊ】．重庆建筑一建筑材料．　【７】王玉江，程麟，李东旭，吴学权．矿渣　粉煤灰的优势互补效应【Ｊ】．南京化工大学　学报（自然科学版）．２０００（３）：２６—３０．　侵蚀能力　５