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1、1提提 纲纲1 矿物外加剂的作用和含义2矿物外加剂的运用是混凝土进入高科技的重要标志3制定矿物外加剂国家标准的意义4矿物外加剂的技术要求5矿物外加剂性能指标的确定第1页/共48页2一一.矿物外加剂的作用矿物外加剂的作用v降低混凝土温升，尤其是大体积混凝土v改善工作性v增进后期强度v改善混凝土内部结构v提高混凝土抗腐蚀能力v抑制混凝土碱-集料反应能力第2页/共48页3用不同细度磨细矿渣等量取代水泥用不同细度磨细矿渣等量取代水泥配制成矿渣水泥胶砂的试验结果配制成矿渣水泥胶砂的试验结果水泥流动度mm凝结时间时分抗压抗折强度，MPa初凝终凝3d7d28dPI163.53:145:3535.3/6.64
2、5.6/7.259.7/9.1SP175.04:216:4221.0/4.835.9/5.955.4/7.4SC178.04:176:4038.9/6.155.6/8.468.9/9.9第3页/共48页4二二.矿物外加剂的运用矿物外加剂的运用是砼进入高科技时代的重要标志是砼进入高科技时代的重要标志v硅酸盐水泥混凝土的发展经历了水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、纤维或聚合物增强混凝土，以至最近的高强高性能混凝土。v混凝土的发展主要遵循复合、高强和高性能三条技术路线。v在提高性能、增加品种与扩大应用的相互促进下，混凝土发展成为当代最主要的结构工程材料，也是最大宗的人造材料。第4页/共48页5v
3、高强是混凝土长期追求的目标。50年代以前各国混凝土强度在30MPa以下，30MPa以上即为高强混凝土，60年代以来提高到4152MPa，现在5060MPa高强混凝土开始广泛用于工程。v以水泥、砂石为材料，采用常规工艺生产高强混凝土是在混凝土组分中引入高效减水剂之后，从70年代初期开始发展起来的。它克服了以往高强混凝土不能预拌生产和泵送施工的根本缺陷，这种高强混凝土在工作性、强度和抗渗性方面具有独特的优良性能。第5页/共48页6v现代高强混凝土适应了工程结构向大跨、高耸、重载方向发展，和承受恶劣环境条件的需要，已用于高层建筑、桥梁、港口、海洋工程、地下工程等各个建筑工程领域并取得重大效益。v现代
4、高强混凝土技术对于提高普通混凝土的工艺水平也有重要的指导意义。v与国外相比，我国工程中应用的混凝土强度的等级普遍偏低，而推广应用高强混凝土也必将促进国内混凝土技术的总体水平的提高。第6页/共48页7利用高强混凝土的高强、早强和高变形模量的特点:v可以大幅度缩减高层建筑物底层梁柱的截面并增加建筑使用面积;v可以扩大建筑物柱网间距并改善建筑使用功能;v可以统一柱子的模板规格，减少模板材料用量，加快模板周转并缩短施工时间;v可以增加结构刚度，减少高层房屋的压缩量与水平荷载下的横向位移。第7页/共48页8v高强混凝土动摇了钢结构在超高层建筑物中的统治地位，现在世界上最高的房屋建筑已让位于钢筋混凝土结构
5、，位于马来西亚吉隆坡的city center，这一双塔大厦高450m，底部受压构件用C80的高强混凝土。v在钢-混凝土结构高层建筑中，强度等级使用最高的是美国西雅图的双联大厦(Two Union Square)，其3m直径的钢筋管柱中的混凝土强度等级相当与C130，采用这样高的强度等级是为了满足结构的刚度需要。第8页/共48页9v高强混凝土的技术开发是以满足强度和工业化生产施工的要求作为目标。v高强混凝土具有独特的耐久性：它几乎不透水，而当混凝土遭受环境侵蚀几乎都离不开水为载体，加上高强混凝土中的矿物外加剂多有抑制混凝土内部发生有害化学反应的作用。v高性能混凝土技术为解决混凝土耐久性提供了出路
6、。第9页/共48页10高性能混凝土HPC(High Performance Concrete)：v采用大量的矿物外加剂大多数为工业副产物，是一种新型的高技术混凝土；v是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的低水胶比混凝土；v它以耐久性作为主要的设计指标。v针对不同用途和要求，高性能混凝土还应具有工作性好、适应性广、强度高、体积稳定性好及经济效益好等特性。第10页/共48页11三三.制定国家标准的意义制定国家标准的意义v高性能混凝土是对传统混凝土技术上的重大突破，而且在节能、节料、工程经济、劳动保护以及环境等方面都具有重要意义，是一种环保型的新型材料，可称为“绿色混凝土”，其
7、在性能上已达到完善的程度，高性能混凝土的性能将不断提高，在土建工程中的应用将迅速扩大，并将取得更大的效益。第11页/共48页12v高性能混凝土由于其显著的技术经济效益，其研究开发受到了各国政府的重视，我国高性能混凝土的研究和应用发展也较快。v高效减水剂的出现和广泛的应用，超细磨技术的发展，使广泛采用超细磨矿物外加剂成为可能，从而使混凝土进入高技术时代。v当前运用较普遍的矿物外加剂主要有磨细矿渣、粉煤灰、硅灰和磨细天然沸石。为了使我国重点工程混凝土提高档次，保证混凝土的耐久性。对高性能混凝土用矿物外加剂进行规范十分必要。第12页/共48页13四四.矿物外加剂的技术要求矿物外加剂的技术要求试验项目
8、试验项目矿物外加剂品种矿物外加剂品种磨细矿渣磨细矿渣磨细粉煤灰磨细粉煤灰磨细天然沸石磨细天然沸石硅灰硅灰IIIIII化化学学性性能能MgO，%，14-SO3，%，43-烧失量，烧失量，%，358-6Cl-，%，0.020.020.020.02SiO2，%，-85吸铵值，吸铵值，mmol/100g，-130100-第13页/共48页14试验项目试验项目矿物外加剂品种矿物外加剂品种磨细矿渣磨细矿渣磨细粉煤灰磨细粉煤灰磨细天然沸石磨细天然沸石硅灰硅灰IIIIII物物理理性性能能比表面积，比表面积，m2/kg，75055035060040070050015000含水率，含水率，%，1.01.0-3.0
9、胶胶砂砂性性能能需水量比，需水量比，%，10095105110115125活活性性指指数数3d，%，857055-7d，%，10085758075-28d，%，1151051009085908585第14页/共48页15磨细矿渣第15页/共48页16武钢、首钢矿渣的化学成分分析，%矿渣矿渣产地产地化化 学学 成成 分分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2O 烧失量烧失量武钢武钢34.3515.261.4036.89.10.290.612.01首钢首钢33.5614.400.3340.3911.200.570.57-第16页/共48页17上海、佛山等地矿渣的化学分析结果产地或编号
10、产地或编号密度密度g/(cm3)比表面积比表面积(m2/kg)含水率含水率(%)上海上海2.847281.4武钢武钢2.893420.4武钢武钢2.896380.7武钢武钢2.908190.2佛山佛山2.774150.8佛山佛山2.865111.0佛山佛山2.865780.6S12.87492S22.87583S32.87625第17页/共48页18我国矿渣的化学成分矿渣矿渣矿渣化学成分矿渣化学成分(%)碱性碱性系数系数质量质量系数系数SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOMnOTiO2S最大值最大值39.6116.663.881.0045.412.791.452.771.441.13
11、1.91最小值最小值31.247.840.280.6330.61.940.210.280.340.781.38极差极差8.378.823.600.3714.810.851.242.491.100.350.53平均值平均值34.9511.971.770.8540.17.600.641.261.011.011.67标准偏差标准偏差2.071.842.280.162.882.680.330.770.250.0760.149（40个大中型钢厂的统计结果）第18页/共48页19日本矿渣的化学成分矿渣矿渣矿渣化学成分矿渣化学成分(%)(%)碱性碱性系数系数SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeF
12、e2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOMnOMnOTiOTiO2 2S S总碱量总碱量最大值最大值35.735.716.216.21.11.144.844.88.78.70.650.652.12.11.801.800.590.592.062.06最小值最小值29.629.612.212.20.010.0137.637.63.13.10.10.10.300.300.600.600.120.121.731.73平均值平均值33.333.314.114.10.410.4141.941.96.36.30.330.330.980.980.880.880.420.421.861.86（10个大中型钢
13、厂的统计结果）第19页/共48页20矿渣粒径分布与比表面积的关系矿渣矿渣种类种类粒径分布，粒径分布，%(m)平均平均粒径粒径m密度密度2m48163264WS-40013.919.532.453.378.692.614.52.89WS-50032.542.864.987.5100.0100.04.9-WS-70029.640.462.185.0/5.3-WS-80045.156.481.195.2/2.52.90SS-30015.115.123.935.061.892.021.22.87第20页/共48页21磨细矿渣需水量比和活性指数（矿渣掺量50%）产地产地比表面积比表面积m2/kg抗压强度
14、抗折强度的活性指标抗压强度抗折强度的活性指标需水量比需水量比%3d7d28d上海上海6000.41/0.570.55/0.750.76/1.01111.1武汉武汉4000.52/0.630.72/0.860.94/1.0197.76000.73/0.930.92/1.111.19/1.2099.18000.89/1.091.16/1.291.24/1.1996.4佛山佛山4000.52/0.700.69/0.900.79/0.95103.55000.57/0.770.70/0.920.81/0.93100上海水泥厂上海水泥厂生产的矿物生产的矿物外加剂外加剂S950.50/0.70/96.7/9
15、8.0S1050.66/0.75106.2/98.5第21页/共48页22硅 灰第22页/共48页23硅灰的化学分析结果硅灰产地硅灰产地化学组成，化学组成，%烧失量烧失量SiO2Na2OK2OR2O丹江口丹江口8.4887.610.090.190.215遵义遵义2.3494.030.170.610.571忻州忻州4.6686.481.151.621.21丹江口丹江口8.1885.3遵义遵义2.2189.2丹江口丹江口7.9488.00遵义遵义2.4292.97第23页/共48页24硅灰的化学组成产品产品LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO总计总计湖北湖北天津天津贵州贵州3.252.
16、282.3893.1595.8193.241.080.311.160.890.401.610.520.310.421.080.830.7199.9799.9499.52第24页/共48页25产地产地密度密度(g/cm3)细度细度(45m筛余筛余)比表面积比表面积103m2/kg含水率含水率%丹江口丹江口2.1510.3320.000.9遵义遵义2.212.2221.801.0矿冶院提供矿冶院提供2.224.7926.801.1忻州忻州2.211.5424.001.7丹江口丹江口2.1122.540.5遵义遵义2.1023.890.79丹江口丹江口2.088.300.55遵义遵义3.61.09唐
17、山唐山2.11.87硅灰的物理性能第25页/共48页26硅灰的需水量比及活性指数硅灰产地硅灰产地28d抗压抗折活性系数抗压抗折活性系数%需水量比需水量比%丹江口丹江口0.84/0.92126.6遵义遵义0.91/0.93124.4矿冶院提供矿冶院提供0.82/0.94126.6山西忻州山西忻州0.84/0.83125.3丹江口丹江口0.85/0.91124.0遵义遵义0.84/0.89126.0丹江口丹江口0.81/0.82124.0遵义遵义0.88/0.88124.0唐山唐山0.69/0.85124.0第26页/共48页27粉 煤 灰第27页/共48页28元宝山电厂粉煤灰的化学成分(%)规格
18、规格SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnOTiO2P2O5一级一级58.0620.738.863.431.522.581.900.100.910.47二级二级57.5721.917.723.871.682.511.540.080.950.37三级三级49.7332.196.092.820.671.150.520.071.160.48第28页/共48页29粉煤灰的化学分析粉煤灰产地粉煤灰产地化学组成，化学组成，%烧失量烧失量SO3K2ONa2OR2O北京华能北京华能0.532.631.041.712.58广东华能广东华能1.861.171.091.151.87元宝山一级元宝
19、山一级0.640.473.000.902.87元宝山二级元宝山二级0.780.113.140.843.01上海水泥厂上海水泥厂Sa3.602.01上海水泥厂上海水泥厂Sb1.850.13第29页/共48页30粉煤灰的物理性能 (1)产地产地45m筛筛余筛筛余%含水率含水率%密度密度(g/cm3)比表面积比表面积m2/kg 北京华能北京华能7.60广东华能广东华能5.40元宝山一级元宝山一级9.00.2元宝山二级元宝山二级8.40.2高钙灰高钙灰F12.75420高钙灰高钙灰F22.75540高钙灰高钙灰F32.5640第30页/共48页31产地产地45m筛筛余筛筛余%密度密度(g/cm3)比表
20、面积比表面积m2/kg上海水泥厂上海水泥厂Sa5.12.75316上海水泥厂上海水泥厂Sb12.12.01296元宝山一级元宝山一级12.0元宝山二级元宝山二级11.0华能京环一级华能京环一级4.0奥和沙角奥和沙角B厂厂9.6珠江电厂珠江电厂10.4粉煤灰的物理性能(2)第31页/共48页32广东境内电厂粉煤灰有关资料产地产地45m筛余，筛余，%烧失量，烧失量，%需水量比，需水量比，%含水率，含水率，%SO3，%沙角电厂沙角电厂16.86.4100.00.201.22汕头电厂汕头电厂4.44.893.30.201.10沙角电厂沙角电厂15.64.399.00.100.18黄埔电厂黄埔电厂11.
21、26.2100.00.101.10黄埔电厂黄埔电厂12.04.2101.00.201.10汕头电厂汕头电厂6.44.493.00.201.50沙角一级灰沙角一级灰3.21.6591.00.101.50深圳马湾一级深圳马湾一级2.05.0392.00.201.46马湾灰马湾灰9.64.694.00.201.50第32页/共48页33粉煤灰的需水量比和活性指数（掺量30%）产地产地抗压抗压强度的活性指数抗压抗压强度的活性指数需水量比需水量比7d28d%北京华能北京华能0.86/0.770.95/0.9391.1广东华能广东华能0.83/0.840.92/0.9892.0元宝山元宝山0.77/0.7
22、30.81/1.0091.1元宝山元宝山0.74/0.770.83/0.9592.0神头电厂神头电厂0.69/0.840.78/0.9191.1上海水泥厂上海水泥厂0.74/0.82/0.89上海水泥厂上海水泥厂0.58/0.62/1.04第33页/共48页34磨细天然沸石第34页/共48页35沸石的碱含量及吸铵值沸石产地沸石产地碱的含量，碱的含量，%吸铵值吸铵值mmol/100gK2ONa2O内蒙内蒙0.120.13249.60山东诸城山东诸城2.080.7293.94河北独石口河北独石口2.761.10178.16锦州锦州4.862.7641.41内蒙内蒙200.70张家口张家口181.7
23、0辽宁辽宁32.20第35页/共48页36沸石粉的物理性能产地产地D10(m)D50(m)D90(m)平均粒平均粒径径(m)80m筛余筛余(%)45m筛余筛余%内蒙内蒙山东诸城山东诸城独石口独石口锦州锦州2.641.862.721.8218.308.0030.4611.2650.2924.5982.1444.9928.3110.9835.2118.16内蒙内蒙张家口张家口辽宁辽宁0265蛇口蛇口内蒙内蒙锦州锦州24.80.812.0第36页/共48页37产地产地等级等级掺量掺量(%)28d活性指数活性指数需水量比需水量比(%)内蒙内蒙一级一级300.68/0.87107山东诸城山东诸城一级一级
24、300.65/0.83118独石口独石口一级一级300.57/0.78117锦州锦州一级一级300.56/0.74115内蒙内蒙300.24/0.89104张家口张家口300.71/0.82118辽宁辽宁300.56/0.64113蛇口蛇口300.61/0.83104磨细天然沸石需水量比和活性指数(1)第37页/共48页38 磨细天然沸石需水量比和活性指数(2)产地产地等级等级掺量掺量(%)28d活性指数活性指数需水量比需水量比(%)内蒙内蒙一级一级100.94/0.91106山东诸城山东诸城一级一级100.87/108独石口独石口一级一级100.93/0.92106锦州锦州一级一级100.8
25、0/0.85105内蒙内蒙一级一级100.97/0.97106山东诸城山东诸城一级一级100.90/0.93108独石口独石口一级一级101.00/0.96106锦州锦州一级一级100.86/0.90105第38页/共48页39五五.矿物外加剂性能指标的确定矿物外加剂性能指标的确定JIS A6202磨细矿渣的品质ASTM C989-976对磨细矿渣性能要求prEN12363.1-99欧洲标准对硅灰的要求JIS A6201-1996对粉煤灰的性能要求第39页/共48页40JIS A6202磨细矿渣的品质品质磨细矿渣4000磨细矿渣6000磨细矿渣8000密度，g/cm32.80以上2.80以上2
26、.80以上比表面积，cm2/g3000以上5000以下5000以上7000以下7000以上10000以下活性指数，龄期，7天55以上(1)75以上95以上龄期，28天75以上95以上105以上龄期，91天95以上105以上105以上流动度比，95以上90以上85以上MgO，10.0以下10.0以下10.0以下SO3，%4.0以下4.0以下4.0以下烧失量，3.0以下3.0以下3.0以下Cl-，%0.02以下0.02以下0.02以下第40页/共48页41ASTM C989-976对磨细矿渣性能要求 -物理性能要求项目指标要求细度4545m湿筛筛余湿筛筛余20比表面积透气法测的比表面积（方法C20
27、4）没有限定值要求矿渣砂浆的含气量12矿渣活性指数最近连续五组样品的平均值任何一个单个样品的平均值7天活性指数G80-G1007570G120959028天活性指数G807570G1009590G120115110第41页/共48页42化学成分要求检验用基准水泥的碱含量和强度的限定值硫化物（硫化物（S）最大值，最大值，2.5以以SO3 表示的表示的SO42-最大值，最大值，4.0总碱含量（总碱含量（Na2O+0.685K2O）最小值，最小值，0.60最大值，最大值，0.90抗压强度，抗压强度，MPa，28天，天，最小值，最小值，35第42页/共48页43prEN12363.1-99欧洲标准对硅
28、灰的要求碱含量，测定总碱量及当量Na2O含量，结果应提供给客户。烧失量，烧失量不得大于4.0（注：烧失量在46范围内的硅灰，如果满足本标准规定的其它要求，一般情况下也可以使用）二氧化硅含量，依EN196-2:1994中的方法测定SiO2 含量，SiO2 含量应不小于85（注：SiO2 含量在7585时，如果满足本标准中其它性能要求，一般情况下也可以使用）第43页/共48页44prEN12363.1-99欧洲标准对硅灰的要求氯化物，应不大于0.3，如果氯离子含量大于0.1，硅灰的生产商应明确说明。三氧化硫含量，应不大于2.0游离氧化钙含量，应不大于1.0游离硅含量，应不大于0.4比表面积，用IS
29、O9277中氮吸附法测定比表面积应不小于15000m2/kg，同时应不大于35000m2/kg 第44页/共48页45prEN12363.1-99欧洲标准对硅灰的要求硅灰含量，称取至少5克浆料，置于105 5 通风良好的烘箱中，烘到恒重，测定出的泥浆硅灰含量与供应商提供的含量值之间的差异应不大于 2。当样品在烘箱中1小时内的重量变化不大于0.2时，认为已烘至恒重。活性指数，用EN196-1中的方法成型标准砂浆棒并测定抗压强度，掺加硅灰的砂浆棒应掺加一定量的高效减水剂（高效减水剂符合EN934-2的要求），以使该砂浆与基准砂浆的流动性相同。28天龄期砂浆的活性指数至少应为100。第45页/共48
30、页46JIS A6201-1996对粉煤灰的性能要求项目项目规定值规定值二氧化硅，二氧化硅，40.0以上以上含水量，含水量，1.0以下以下烧失量，烧失量，5.0以下以下比重比重1.95以下以下细度细度（1）4545m筛余（网筛方法）（筛余（网筛方法）（2），），40以下以下比表面积（布莱恩方法）比表面积（布莱恩方法）cm2/g 2400以上以上 流动度比，流动度比，92以上以上活性指数，活性指数，28天天80以上以上91天天90以上以上注（1）细度用筛网法或布莱恩方法。（2）细度用筛网法表示时，同时记录布莱恩方法比表面积试验结果，以作为参考值。第46页/共48页47第47页/共48页48感谢您的观看！第48页/共48页