混凝土矿物掺合料的定义及发展历史

一、矿物掺合料的定义

    矿物掺合料是指在配制混凝土时加入的能改变新拌混凝土和硬化混凝土性能的无机矿物细粉。   

    国外将这种材料称为辅助胶凝材料（Supplementary cementitious materials），已成为高性能混凝土不可缺少的第六组分。

    在 《矿物掺合料应用技术规范》( 征求意见稿) 中, 对矿物掺合料的定义是: 以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分, 掺入混凝土中能改善新拌或硬化混凝土性能的粉体材料, 涉及的矿物掺合料包括了 粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉 等6种材料。

    有关学者建议矿物掺合料的定义为: 对人体 无害 的, 在一定范围内取代水泥后能够配制出 工作性能、力学性能和耐久性 能符合混凝土要求的粉体材料。

二、矿物掺合料的历史

（1）第一阶段（20世纪30～60年代）

    自从工业锅炉改为煤粉炉后,人们就开始对粉煤灰的火山灰性质进行了研究。最初,粉煤灰等工业废渣只是被当作节省水泥、降低成本的一种措施,在很长时间内人们对其应用都持一种 消极 的态度,甚至认为矿物掺合料的掺入是以牺牲混凝土性能为代价的。

    20世纪30年代, 美国 开始对粉煤灰掺入混凝土和砂浆进行较完整的研究,而较早地把矿渣作为水泥混凝土掺合料的公开论文是德国学者R.Grun在1942年发表的“高炉矿渣在水泥工业中的应用”。1948年,R.E.Davis成功地将粉煤灰大规模应用于美国蒙大拿州的饿马坝工程,为矿物掺合料的应用树立了典范。

（2）第二阶段（20世纪70～80年代）

    直到20世纪70年代, 能源危机、环境污染以及资源枯竭问题的出现 ,才又强烈激发人们对粉煤灰、矿渣等工业废渣进行再利用的研究,为工业废渣用作水泥混凝土掺合料开辟了新篇章。

（3）第三阶段（20世纪90年代～现在）

    经过一定的质量控制或制备技术获得的 优质矿物掺合料 ,可明显改善硅酸盐水泥自身难以克服的组成和微结构等方面的缺陷,包括劣化的界面区、耐久性不良的晶相结构、高水化热造成的微裂纹等, 赋予了混凝土优异的耐久性能和工作性 ,超越了传统的降低成本和环境保护的意义,已成为混凝土材料一个 不可或缺的组分 ,有人称之为混凝土的第六组分。