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1、混凝土工艺学第二讲：矿物掺合料p绿色混凝土是低碳混凝土技术必然的发展途径。p高性能混凝土是随着混凝土技术的不断进步与发展，以低水胶比、低水泥用量、低单位体积用水量为主要技术特征的现代混凝土，是当今混凝土的发展方向。如何选择高性能混凝土原材料呢？在学习了线上资源后，大家对矿物掺合料有什么认识？01.粉煤灰02.03.矿物掺合料种类：磨细矿渣硅灰三种矿物掺合料有何异同点？如何选择掺合料？矿物掺合料使用注意事项？由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末。有害物质：未烧完的碳、SO3.颗粒多呈球形，表面光滑，大部分由直径以计的实心和(或)中空玻璃微珠以及少量的莫来石、石英等结晶物质所组成。形态效应、微集料
2、效应、火山灰效应（含活性二氧化硅）粉煤灰11.来源矿渣：高炉炼铁得到的以硅铝酸钙为主的熔融物，经淬冷淬冷成粒的副产品。磨细矿渣就是将这种粒状高炉水淬渣干燥后，再经粉磨至规定细度得到的粉体物质，也称为矿粉。需磨细才能使用；合适的细度提供了微集料效应、形态效应。具有较高的潜在活性，活性的大小与化学成分和水淬生成的玻璃体含量有关磨细矿渣21.来源铁合金厂在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道收集的以无定形二氧化无定形二氧化硅硅为主要成分的粉体材料。回收温度高（700800），含碳量少.无定型二氧化硅含量不定，含量越高，硅灰火山灰活性越大，在碱性溶液中反应能力越强。球形颗粒，微集料效应。粒径仅0.10.2
3、um，比表 面积20000m2/kg，比水 泥颗粒细两个数量级，需 水量大，反应能力大。硅灰31.来源粉煤灰12.技术要求特点低钙灰高钙灰需水量比：粉煤灰取代30%水泥后的胶砂与原100%水泥胶砂达到相同流动度需水量之比。磨细矿渣22.技术要求特点项项目级别S105S95S75比表面积(m2/kg)500400300密度（g/cm3)2.8 活性指数（)7d95755528d1059575流动度比（)95 含水量（)1.0 三氧化硫（)4.0 氯离子（)0.06 烧失量（)3.0 注：用于高性能混凝土的磨细矿渣比表面积超过400m2/kg，以充分发挥其活性，减少泌水性。活性指数：矿粉、水泥按1
4、:1的比例掺加，按水泥胶砂成型方法制作标准试件，按标准方法进行养护，同时也制作所用水泥的标准试件，标准养护。分别在7d、28d龄期测定它们的强度。磨细矿渣22.技术要求特点矿渣磨得越细，活性越高，产生水化热越大，不利于温控。低水胶比时，比表面积超过400m2/kg后，早期自收缩随掺量增加而增大；矿粉越细，掺量越大，低水胶比的高性能混凝土拌合物越黏稠。粉磨能耗高，成本较高。问题：过去，很多学者执着于去研究超细矿粉，是否有实际价值和意义？磨细矿渣的比表面积不宜过大！硅灰32.技术要求特点硅灰中SiO2含量依所产生的硅合金的类型不同而变化较大，用于混凝土的硅灰，SiO2含量应大于85%，且大部分呈非
5、晶态。优质硅灰中高达98%以上的组分都是无定形SiO2。项目硅灰水泥矿渣粉煤灰密度（g/cm3)2.13.152.92.1容积密度（kg/m3)20030012001400100012009001000烧失量（)2412比表面积(m2/kg)200002005002008002006003.对混凝土拌合物性能影响和易性1粉煤灰（优质）提高流动性，改善和易性。（球形玻璃微珠，滚珠轴承作用）应用：普通混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土矿粉（优质）能改善工作性能。（矿粉分布并包裹水泥颗粒表面，起到延缓和减少水泥初期 水化产物相互搭接隔离作用。）应用：如：泵送混凝土（坍落度经时损失低）；高温车间环境（自
6、身是高温产物）硅灰（优质）降低泌水，离析现象；提高粘聚性和保水性，从而提高工作性能。应用：适宜配制高流态混凝土、泵送混凝土及水下灌注混凝土，3D打印（触变性）3.对混凝土拌合物性能影响水化热2粉煤灰 火山灰活性低，反应慢。水化热低，适用于大体积混凝土。矿粉 比较复杂混凝土温高于40C时，矿渣水化热高于水泥；磨细矿渣掺量在50范围以内并等量取代水泥时，胶凝材料的水化热并不减少。掺量70%以上时，水化热才呈现下降趋势。硅灰高火山灰活性，早期水化热大，可复掺矿物掺合料解决。系统组成放热量(J/g)3d7d1100%水泥273293290%水泥+10%硅灰282316360%水泥+30%矿渣（800m
7、2/kg)+10%硅灰256284粉煤灰在大体积混凝土中的应用三峡大坝工程https:/ 后期强度。矿粉早期强度（3d、7d)与普通水泥混凝土相近，但后期强度（90d或更长）比普通水泥混凝土高。原因：超细化矿粉可填充水泥颗粒之间的空隙，使混凝土更加密实；后期矿粉活性的发挥。矿粉过细，因水化热大，体积稳定性差，易产生裂缝。配制C80以上的高强度混凝土考虑 用S105级以上的。使用路线：控制细度，加大掺量。4.对硬化混凝土影响硅灰早期收缩过大，掺量不宜多，一般为胶凝材料总量的5%10%。解决方式：与其他矿物掺合料复合使用。早期强度高，可用于抢修工程，高层大跨度、耐磨、水下工程等特殊工程上。强度提高
8、大，但价格高，一般用于C80以上的混凝土。4.对混凝土耐久性影响抗渗性抗冻性抗碳化碱骨料反应粉煤灰改善微结构，密实优质（烧失量和需水量低）、水胶比低消耗了碱 矿粉改善微结构；水化产物，密实降低了碱含量；填充作用，提高了致密性硅灰改善微结构；水化产物，密实 5%10%总之，现代混凝土科学中最突出的两大成就：（1）高效外加剂的生产和应用 （2）矿物细粉掺合料的的研究、应用与发展。后者的重要意义远远超过了以前仅仅为节约水泥的经济意义和利用废弃资源的环保意义。它涉及到全面提高混凝土的各项性能，使混凝土寿命提高到500-1000年成为可能。矿物掺和料p 要发展和应用高性能混凝土，就必须有高质量的原材料供应。p 唐明述院士指出：原材料的优选优配对于高性能混凝土的推广应用十分重要。p 我国目前在水泥、混凝土矿物掺和料、骨料等原材料供应方面不同程度地存在着品质问题。p未来的你们应承担行业责任，承担社会责任，共创美好的未来，走可持续发展道路！存在的问题存在的问题：矿物掺和料