摻合料在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用

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摘要：通過對(duì)混凝土摻合料的作用機(jī)理、生產(chǎn)和使用研究，為了充分利用混凝土摻合料，同時(shí)使混凝土摻合料的品質(zhì)得到保證，認(rèn)為混凝土摻合料的生產(chǎn)必須在專業(yè)工廠內(nèi)完成，并按混凝土的性能要求進(jìn)行生產(chǎn)，只有這樣才能做到科學(xué)、合理、有效地充分利用混凝土摻合料。 

關(guān)鍵詞：混凝土；摻合料；摻合料技術(shù)；生產(chǎn)和使用  abstract: based on the concrete admixtures mechanism of action, the production and use of research, in order to make full use of concrete admixtures, also make the concrete admixtures quality guaranteed, think concrete admixtures production must be completed within the professional factory, and according to concrete performance requirements of the production, the only way to make scientific, reasonable and effective to make full use of concrete admixtures.  keywords: concrete; admixtures; admixtures technology; production and use    中圖分類號(hào)：tu377 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)  前言  隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，礦物摻合料的研究與應(yīng)用技術(shù)也呈現(xiàn)出較好的勢(shì)頭，就礦物摻合料的使用歷史而言不同時(shí)期摻入摻合料的目的是不同的，在20世紀(jì)50、60年代，人們?cè)诎柚苹炷習(xí)r常常用一定量的摻合料來代替部分水泥，到20世紀(jì)70、80年代，由于對(duì)摻合料認(rèn)識(shí)水平的提高，在水工、大型建筑物的基礎(chǔ)等一些大體積混凝土中摻入礦物摻合料是為了降低混凝土的水化放熱量，減少溫度裂縫，90年代以后，人們對(duì)摻合料的認(rèn)識(shí)有了很大的轉(zhuǎn)變，不再把一些工業(yè)廢渣看成是混凝土的摻合料，而把它看成是混凝土中必不可少的改性材料，也因此摻合料的品質(zhì)有了很大的提高，摻合料的技術(shù)也有較大幅度的提高。特別是制備高性能混凝土礦物摻合料更是不可或缺的組分，它在改善混凝土的力學(xué)性能和耐久性能方面起著至關(guān)重要的作用。  混凝土摻合料按其活性大小可劃分為活性材料和非活性材料兩種，所謂的活性材料即指在常溫常壓下有水存在時(shí)可與激發(fā)劑水化形成水硬性膠凝產(chǎn)物的物質(zhì)，而非活性材料僅能改善混凝土的和易性。但這兩者又不能截然分開，在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化，例如石灰石粉一般不作活性材料使用，但若水泥熟料礦物鋁酸三鈣較多時(shí)，則可與鋁酸三鈣的水化產(chǎn)物形成水化碳鋁酸鈣對(duì)混凝土的早強(qiáng)有利，石英粉一般也不作為活性材料使用，但混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)溫度較高時(shí)活性則可大幅度增加，當(dāng)然石英粉體顆粒足夠細(xì)時(shí)也會(huì)具有一定活性，活性材料按水化機(jī)理又可分為火山灰活性和潛在水硬性活性兩類。如粉煤灰、凝灰?guī)r、燒粘土等是火山灰質(zhì)活性材料，需要有激發(fā)劑存在時(shí)才能發(fā)生水化反應(yīng)；而鋼渣、水淬礦渣等是具有潛在水硬性活性材料即自身就具有一定的水化能力。  習(xí)慣上將水泥生產(chǎn)時(shí)加入的活性材料稱混合材，在混凝土拌制時(shí)加入的活性材料稱為混凝土摻合料。  混凝土摻合料的作用機(jī)理  混凝土摻合料是通過改善水泥膠凝材料的組成、數(shù)量、顆粒級(jí)配等，來提高混凝土強(qiáng)度、耐久性、改善混凝土和易性和體積穩(wěn)定性的，這主要是借助以下幾種理化效應(yīng)取得。  活性效應(yīng)  粉煤灰的活性效應(yīng)是指它的活性成分所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)。粉煤灰的活性取決于火山灰反應(yīng)能力，即粉煤灰中具有化學(xué)活性的sio2和al2o3與ca(oh)2反應(yīng)，生成類似于水泥水化所產(chǎn)生的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等反應(yīng)產(chǎn)物，這些水化物可作為膠凝材料的一部分起到增強(qiáng)作用。火山灰反應(yīng)在水泥水化析出的氫氧化鈣吸附到粉煤灰顆粒表面的時(shí)候開始（即二次水化反應(yīng)），一直可延續(xù)到28天后的相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)。  形態(tài)效應(yīng)  粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)是指粉煤灰粉料由其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和顆粒級(jí)配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。在高溫燃燒過程中形成的粉煤灰顆粒，絕大多數(shù)為玻璃微珠，是外表比較光滑的類球形顆粒，由硅鋁玻璃體組成。由于球形顆粒表面光滑，故摻入混凝土后能起滾珠潤滑作用，能不增加或減少混凝土的拌和用水量，起減水作用，但是粉煤灰在形貌上的另一特點(diǎn)是它的不均勻性，如果內(nèi)含較粗的、多孔的、形狀不規(guī)則的顆粒占優(yōu)勢(shì)，則不但喪失所有物理效應(yīng)的優(yōu)越性，而且還會(huì)損害混凝土原來的結(jié)構(gòu)和性能，所得到的是負(fù)效應(yīng)，粉煤灰的這種形態(tài)應(yīng)還經(jīng)常會(huì)影響其它效應(yīng)的發(fā)揮。  微集料效應(yīng)  粉煤灰的微集料效應(yīng)是指粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充孔隙和毛細(xì)孔，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)和增大密實(shí)度的特性。粉煤灰微集料的優(yōu)越性能體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：  ①玻璃微珠本身強(qiáng)度很高。  ②微集料效應(yīng)明顯地增強(qiáng)了硬化漿體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在粉煤灰和水泥漿體界面處形成的粉煤灰水化凝膠的顯微硬度大于水泥凝膠的顯微硬度。這就說明粉煤灰對(duì)混凝土中漿體與集料間界面這個(gè)最薄弱的連結(jié)部位有增強(qiáng)作用。  ③粉煤灰微粒在水泥漿體中分散狀良好，它有助于混凝土中孔隙和毛細(xì)孔的 填充和“細(xì)化”。  粉煤灰的這三個(gè)效應(yīng)是共存于一體且是相互影響的，不應(yīng)強(qiáng)調(diào)某一效應(yīng)而忽視其它效應(yīng)，對(duì)混凝土的某一性能，在某種條件下，可能某一效應(yīng)起主導(dǎo)作用，在另外條件下，對(duì)混凝土的另外性能，則可能是另一效應(yīng)起主導(dǎo)作用，應(yīng)具體情況具體分析。  混凝土摻合料的應(yīng)用技術(shù)效果  建筑工程技術(shù)人員都知道許多特殊性能的混凝土可以通過添加混凝土外加劑來獲得，如能正確運(yùn)用摻合料技術(shù)有時(shí)也能達(dá)到相應(yīng)的效果，不僅能降低混凝土生產(chǎn)成本還能避免外加劑對(duì)混凝土性能產(chǎn)生的不良影響。  如與混凝土外加劑類比混凝土摻合料可以起到的作用有：  （1）減水功能：優(yōu)質(zhì)粉煤灰因有球形的外貌，具有一定減水效果是容易理解的，加了高效減水劑的混凝土再摻入礦物摻合料會(huì)具有更好的減水效果，尤其是在化學(xué)減水劑無能為力的超低水膠比時(shí)礦物摻合料還能具有一定的減水功能。  （2）早強(qiáng)功能：超細(xì)摻合料因其顆粒非常小，填充在大一點(diǎn)的顆粒之間使其相互盡早搭接，水化速度快早強(qiáng)效果好。  （3）緩凝功能：當(dāng)混凝土摻入較多摻合料如粉煤灰、礦粉、煤矸石細(xì)粉等，使得混凝土拌合物單位空間內(nèi)水泥熟料相應(yīng)減少，早期形成的水化產(chǎn)物少，水化產(chǎn)物數(shù)量不足以將顆粒彼此進(jìn)行有效連結(jié)使混凝土拌合物產(chǎn)生了緩凝，所以通過合理選擇礦物摻合料的品種和數(shù)量可以取得一定的緩凝效果。  （4）微膨脹功能：鋁礬土+石膏+硫酸鋁是混凝土膨脹劑，為降低膨脹型礦物摻合料的成本，充分利用工業(yè)廢渣，可以用含鋁成分較多的自然煤矸石或粉煤灰代替鋁礬土制備具有微膨脹功能的混凝土摻合料，或者在粉磨礦物摻合料時(shí)加入有一定活性的輕燒鎂或生產(chǎn)鎂時(shí)的廢渣一鎂渣等材料。  （5）防水功能：摻有高效減水劑和微膨脹摻合料的膠凝材料能形成密實(shí)度良好的水泥石，完全可以做到不加任何有機(jī)防水劑等即能制備出抗?jié)B性能良好的混凝土