試論粉煤灰和礦渣粉的雙摻在高性能混凝土中的作用

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1、試論粉煤灰和礦渣粉的雙摻在高性能混凝土中的作用摘要：粉煤灰、礦渣粉的雙摻可提高混凝土工作性能，提高混凝土抗?jié)B性能，降低水化熱和提高混凝土強度，使高性能混凝土在工程中發(fā)揮更用效的作用。關鍵詞：高性能混凝土粉煤灰礦渣粉雙摻原材料的作用0引言據統(tǒng)計：在正常工作條件下，混凝土結構從建成到拆除重建的周期平均為40～50年。設計年限遠大于40～50年，但普通水泥混凝土結構物容易表面開裂，受到鹽類腐蝕，凍融剝蝕等危害所以無法實現預計的使用壽命，公元128年Hadrin大帝時期建造的一座建筑物如古羅馬萬神殿、古羅馬圓形劇場、古羅馬加爾輸水道歷時100多年的波特

2、蘭水泥混凝土建筑物等沿用至今，研究表明存在一種高耐久性的混凝土，這就是高性能混凝土。1高性能混凝土基本概念1.1什么是高性能混凝土高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質原材料，且必須摻加足夠數量的礦物細摻料和高效外加劑。耐久性混凝土屬于高性能混凝土的范疇，國家對高性能混凝土沒有定義。一般認為，高性能混凝土

3、是高工作性、高耐久性。1.2什么結構物是高性能混凝土根據《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》，混凝土結構設計使用年限級別2為什么現代混凝土結構不耐久①水泥質量—過細、水化過快（C3A）；②水泥用量—過多；③水灰比—過大；④混凝土早期強度—過高；⑤外加劑—過亂；⑥施工質量—較差。3如何實現混凝土的高性能化①增加混凝土的密實性；②增加鋼筋的保護層厚度；③防止混凝土開裂；④改善粗骨料與水泥漿體間的薄弱界面和微結構；⑤阻擋和延緩各種有害物質侵入混凝土內部。4與普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下獨特的性能4.1高性能混凝土具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但

4、不一定具有高強度，中、低強度亦可。4.2高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。4.3高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結構設計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結構安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。4.4高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。5粉煤灰、礦渣粉的雙摻在高性能混凝土中的作用5.1混凝土

5、工作性能提高混凝土拌合物的和易性，流動性提高，塌落度保持性較好?；炷链?、細骨料形成混凝土的骨架，其間有大量的空隙，這部分空隙在不使用摻和料時由水泥顆粒來填充，盡管水泥顆粒很小，但仍有空隙。在摻入礦渣粉和粉煤灰后，由于它們的粒徑與水泥顆粒粒徑形成粒徑梯度，顆粒之間相互填充，因此可以進一步減少細集料顆粒間的空隙，使其更加密實，并且可以使得水泥顆粒間的水分得以釋放，形成自由水,提高混凝土的流動性，這是礦渣粉和粉煤灰的微集料效應。另外粉煤灰的形態(tài)效應也使得混凝土的流動性很好，粉煤灰的礦物組成是海綿玻璃體和鋁硅玻璃體微珠，這些球形玻璃體表面光滑，顆粒尺

6、寸小，質地致密，在新拌合物中起到一定的潤滑作用；礦渣粉與水泥顆粒之間及礦渣粉與礦渣粉之間接觸點面積小，且礦渣粉的斥水作用使得對減水劑吸附作用也較弱，因此礦渣粉及粉煤灰的雙摻可提高混凝土的流動性，和易性，減少塌落度損失。5.2混凝土抗?jié)B性能的提高加入礦渣粉和粉煤灰后，其微集料效應和火山灰效應使得混凝土的結構更為致密，降低了孔隙率。由于礦渣粉的細度高于粉煤灰，復合摻加后使得材料顆粒間相互填充孔隙，使各組成材料緊密堆積，進一步降低孔隙率，從而增加混凝土結構的密實度，改善混凝土的抗?jié)B性能。5.3降低水化熱和提高混凝土強度摻入礦渣粉的混凝土的水化反應依賴

7、于水泥水化反應產生的堿性物質的激發(fā)，生成凝膠體的速度遠低于純水泥混凝土，礦渣粉在水泥顆粒間起到分散劑的作用。而且粉煤灰在水泥水化初期不參與水化反應，而是與水泥水化產物Ca（OH）2進行二次水化，滯后于水泥水化的過程，延緩了由于水化而產生的溫升。同時由于礦渣粉及粉煤灰的摻加替代了大量的水泥，進一步降低了水化熱。在混凝土中加入礦渣粉和粉煤灰后，在混凝土內部的堿性環(huán)境中，礦渣粉和粉煤灰吸收水泥水化時形成的Ca（OH）2，進一步水化形成C-S-H凝膠，使界面區(qū)的Ca（OH）2晶粒變小，改善了混凝土的微觀結構，使水泥漿體的空隙率明顯下降，強化了集料界面的

8、粘結力，使得混凝土的物理力學性能大大提高。另外礦渣粉和粉煤灰的微集料效應，使混凝土形成了微觀的自緊密結構，提高了混凝土的強度。6耐久性的試驗結果6.1