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混凝土矿物掺合料的分类及特性

发布于:2021-04-23 15:38:23 来自:水利工程/水利工程设计 [复制转发]

一、矿物掺合料的分类

1.根据来源分类


2.根据化学活性

有胶凝性(或称潜在水硬活性)的,如矿渣、高钙灰、固硫渣等

有火山灰活性的,如粉煤灰、硅灰、硅藻土等

惰性掺合料,如石灰石粉、石英粉等



矿渣(Ground granulated blast-furnace slag)




CaO:38~46

SiO2:26~42

Al2O3:7~20

Fe2O3:0.2~1

MgO:4~13




粉煤灰(Fly ash)



CaO:2~7

SiO2:40~65

Al2O3:15~40

Fe2O3:4~20




硅灰(Silica fume)


      细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。


CaO:0.5~1

SiO2:90~92

Al2O3:0.4~1

Fe2O3:0.3~2




火山灰(Natural pozzolans)




石英粉( Quartz powder )



二、矿物掺合料的特性

经济效益:低廉

技术效益:功能

社会效益:环保

环保: 绿色产品

以工业废渣为主的掺合料在混凝土中的大量应用,首先它意味着混凝土的生产降低了 工业废渣自身 的环境污染及土地资源浪费

其次它 减少 了胶结材中 水泥的用量 而间接地减少了由于生产水泥而导致的能源、资源消耗及环境污染

另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能, 延长了混凝土的使用寿命 ,减少了维护及重建所需的水泥及混凝土用量,也间接地节约了资源、能源,降低了环境污染



矿物掺合料的功能效应

形态效应:利用矿物掺合料的颗粒形态在混凝土中起减水作用, “矿物减水剂”

微细集料效应:利用矿物掺合料中的微细颗粒填充到水泥颗粒填充不到的空隙中

化学活性效应:利用矿物掺合料的胶凝性或火山灰性,将Ca(OH)2晶体转化成CSH凝胶

1.对新拌混凝土的影响

(1)需水量(Water  Requirements)


(2)泌水和离析(Bleeding and Segregation)

泌水:混凝土在摊铺以后凝结以前,从外观上看来在表面出现水分的一种现象。混凝土在运输、振捣、泵送的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象。描述混凝土泌水特性的指标: 泌水量、泌水率。

离析: 指粗骨料与细骨料分离。


(3)含气量(Air Content)


(4)水化热(Heat of Hydration)


(5)凝结时间(Setting time)


(6)可泵性(Pumpability)

通常使用矿物掺合料可以改善混凝土的泵送性能。

2.对硬化混凝土的影响

(1)强度(Strength)



(2)抗冲击性与耐磨性(Impact and Abrasion Resistance)

       材料抵抗冲击负荷作用的能力。


(3)抗冻融性(Freeze-Thaw Resistance)

       材料抵抗多次“冻融循环”而不疲劳、破、坏的性质。

       在寒冷气候条件下,土壤或岩层中冻结的冰在白天融化,晚上冻结,或者夏季融化,冬季冻结。这种融化、冻结的过程称为冻融作用。


(4)干缩和徐变(Drying Shrinkage and Creep)

干缩:    即混凝土的干燥收缩。就是混凝土在养护时由于养护不好,造成的其表面缺水而引起收缩,给混凝土工程的带来了开裂的隐患。

徐变:    混凝土徐变是指混凝土在应力作用下,其应变随时间而持续增长的特性。

        当掺量较少时,矿物掺合料对干缩和徐变影响很小,通常 没有实际影响 。(粉煤灰-用水量不增加-减少干缩)

(5)渗透性和吸水性(Permeability and Absorption)

渗透性:    一种材料在不损坏介质构造情况下,能使流体通过的能力

吸水性: 指材料在水中能吸收水分的性质。

    如果养护充分,通常可将低混凝土的渗透性和吸水性。

(6)碱集料反应(Alkali-Aggregate Reactivity)



(7)抗硫酸盐性(Sulfate Resistance)

    采用合理的配合比、材料选择恰当,矿物掺合料可 提高 混凝土抗硫酸盐及海水侵蚀的能力。

(8)钢筋锈蚀(Corrosion of Embedded Steel)

    对合理养护的混凝土,矿物掺合料可将低水、空气和氯离子的渗透过混凝土的能力,从而 减少钢筋的锈蚀

(9)碳化(Carbonation)

    有报道显示通常粉煤灰掺量的情况下,较短(标准)湿养护的混凝土(普通掺量) 碳化会略微增加 ,但一般增加程度不大。

(10)抗化学侵蚀性(Chemical Resistance)

    矿物掺合料通过降低混凝土的渗透性使混凝土 抗化学侵蚀性能增加 。虽然许多矿物掺合料可提高抗化学侵蚀性,但并不能使混凝土完全免受化学侵蚀。

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