掺合料讲义
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90d为8～13%, 180d为15～19%之间。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 形态效应
由外观形貌、表面性质、颗粒级配等产生的效应。 FA中的球形颗粒含量较高时，可增大混凝土的流动性。 矿中尖角状颗粒含量很多，易导致混凝土泌水。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 微集料效应
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 火山灰效应 掺和料中的SiO2、Al2O3等潜在活性物质与碱性物质或石膏反应生成
水硬性物质。 水泥的水化反应产生Ca(OH)2
C2S+mH→CSH+(2-x)CH C3S+nH→CSH+(3-x)CH 掺合料发生水化反应的条件： 碱性物质或硫酸盐 + 水 + 潜在活性物质 粉煤灰的活性7d以后才能逐渐表现来，反应率28d为1.5 %～5.5 %,
掺和料中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充毛细孔，改善混凝土孔结构和增大密 实度的效应。
混凝土中掺入适量的矿物掺合料混合均匀之后，粉体的颗粒级配更为合理，密实度提 高。
提高混凝土的抗渗性与抗Cl-1的侵蚀能力。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 界面效应
掺和料与水泥熟料水化产生的Ca(OH)2发生火山灰反应，减少了混凝土中Ca(OH)2的 含量，从而改善界面过渡区的结构，使浆体—界面的粘接力增强。一定程度上改善混 凝土的力学性能与耐久性。
1.矿物掺合料简介
• 矿物掺合料分类
类别
按 天然类
来 源
人工类
工业废料类
品种 火山灰、凝灰岩、沸石粉、硅质页岩等 水萃高炉矿渣、煅烧页岩、偏高岭土等 粉煤灰、硅灰等
类别
按 有胶凝性 活 有火山灰活性 性 惰性掺合料
品种 矿渣、高钙灰、固硫渣等 粉煤灰、硅灰、硅藻土等 石灰石粉、石英粉等
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
褐煤 15-45 10-25 4-15 15-40 3-10 0-10
0-6 0-4 0-5
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
粉煤灰颗粒组成
➢ 珠状颗粒
漂珠：薄壁空心，有的壁上有极小针孔状洞穴，粒粗，能浮于水面， SiO2较高（ 55%~61%）壁薄易碎，绝热和绝缘性能好。 空心沉珠: 厚壁,壁密实无孔占50%～70%, 不能漂浮,强度很高, 对砼性能贡献重要 复珠: 子母珠, 粗的薄壁微珠黏结了细小的玻璃微珠 密实沉珠: 含量多 富铁微珠: 颜色深,有磁性
• 7、不同矿物细掺料复合使用的“超叠效应”。不同矿物细掺料在混 凝土中的作用有各自的特点，例如矿渣火山灰活性较高，有利于提高 混凝土强度，但自干燥收缩大；掺优质粉煤灰的混凝土需水量小，且 自干燥收缩和干燥收缩都很小，在低水胶比下可保证较好的抗碳化性 能。
• 总之，现代混凝土科学中最突出的两大成就：其一是高效外加剂的生 产和应用；其二是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。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
1、掺合料可代替部分水泥，成本低廉，经济效益显著。
2、增加混凝土的后期强度。矿物细掺料中含有活性的SiO2和Al2O3，与 水泥中的石膏及水泥水化生成的Ca(OH)2反应，生成生成C-S-H和C-AH、水化硫铝酸钙。提高了混凝土的后期强度。但是值得提出的是除 硅灰外的矿物细掺料，混凝土的早期强度随着掺量的增加而降低。
• 5.减少混凝土干缩变形并提高抗裂性能。优质矿物掺合料可以减少混 凝土早期收缩，提高混凝土早期抗裂性能。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
• 6、提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性与水泥水化产生的Ca(OH)2 密切相关，矿物细掺料和Ca(OH)2发生化学反应，降低了混凝土中的 Ca(OH)2含量；同时减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构， 降低混凝土最可几孔径，使混凝土结构更加致密，提高了混凝土的抗 冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。碳化?
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
粉煤灰化学组成பைடு நூலகம்
化学组分(wt,%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
MgO
SO3 Na2O K2O LOI
烟煤 20-60 5-35 10-40 1-12
0-5 0-4 0-4 0-3 0-15
次烟煤 40-60 20-30 4-10 5-30
1-6 0-2 0-2 0-4 0-3
混凝土矿物掺合料
江西建材院 习海平 18170830315 2018
内 容 提 要
1
矿物掺合料简介
2
矿物掺合料在混凝土中的作用
3
常用矿物掺合料性能及检测
4
新型矿物掺合料介绍
5
矿物掺合料应用问题讨论
1.矿物掺合料简介
1.矿物掺合料简介
什么是矿物掺合料？ 在《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003-2014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, 具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉体材料。可分为活性矿物 掺合料和惰性掺合料 国外将这种材料称为辅助胶凝材料。矿物掺合料已成为高性能混凝土不可缺少的第六组分。
3.常用矿物掺合料性能及标准
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
3.1粉煤灰
由热电站烟囱收集的灰尘 , 属于火山灰性质的混 合材料 , 其主要成分是硅、铝、铁、钙、镁的氧 化物 , 具有潜在的化学活性 , 即粉煤灰单独与水拌 合不具有水硬活性 , 但在一定条件下 , 能够与水反 映生成类似于水泥凝胶体的胶凝物质 , 并具有一 定的强度 . 由于煤粉微细 , 且在高温过程中形成玻 璃珠 , 因此粉煤灰颗粒多成球形。
3、改善新拌混凝土的工作性。混凝土提高流动性后，很容易使混凝土 产生离析和泌水，掺入矿物细掺料后，混凝土具有很好的粘聚性。像 粉煤灰等需水量小的掺合料还可以降低混凝土的水胶比，提高混凝土 的耐久性。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
• 4.降低混凝土温升。水泥水化产生热量，而混凝土又是热的不良导体， 在大体积混凝土施工中，混凝土内部温度可达到50~70℃，比外部温 度高，产生温度应力，混凝土内部体积膨胀，而外部混凝土随着气温 降低而收缩。内部膨胀和外部收缩使得混凝土中产生很大的拉应力， 导致混凝土产生裂缝。掺合料的加入，减少了水泥的用量，就进一步 降低了水泥的水化热，降低混凝土温升。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 形态效应
由外观形貌、表面性质、颗粒级配等产生的效应。 FA中的球形颗粒含量较高时，可增大混凝土的流动性。 矿中尖角状颗粒含量很多，易导致混凝土泌水。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 微集料效应
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 火山灰效应 掺和料中的SiO2、Al2O3等潜在活性物质与碱性物质或石膏反应生成
水硬性物质。 水泥的水化反应产生Ca(OH)2
C2S+mH→CSH+(2-x)CH C3S+nH→CSH+(3-x)CH 掺合料发生水化反应的条件： 碱性物质或硫酸盐 + 水 + 潜在活性物质 粉煤灰的活性7d以后才能逐渐表现来，反应率28d为1.5 %～5.5 %,
掺和料中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充毛细孔，改善混凝土孔结构和增大密 实度的效应。
混凝土中掺入适量的矿物掺合料混合均匀之后，粉体的颗粒级配更为合理，密实度提 高。
提高混凝土的抗渗性与抗Cl-1的侵蚀能力。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
矿物掺合料作用效应 界面效应
掺和料与水泥熟料水化产生的Ca(OH)2发生火山灰反应，减少了混凝土中Ca(OH)2的 含量，从而改善界面过渡区的结构，使浆体—界面的粘接力增强。一定程度上改善混 凝土的力学性能与耐久性。
1.矿物掺合料简介
• 矿物掺合料分类
类别
按 天然类
来 源
人工类
工业废料类
品种 火山灰、凝灰岩、沸石粉、硅质页岩等 水萃高炉矿渣、煅烧页岩、偏高岭土等 粉煤灰、硅灰等
类别
按 有胶凝性 活 有火山灰活性 性 惰性掺合料
品种 矿渣、高钙灰、固硫渣等 粉煤灰、硅灰、硅藻土等 石灰石粉、石英粉等
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
褐煤 15-45 10-25 4-15 15-40 3-10 0-10
0-6 0-4 0-5
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
粉煤灰颗粒组成
➢ 珠状颗粒
漂珠：薄壁空心，有的壁上有极小针孔状洞穴，粒粗，能浮于水面， SiO2较高（ 55%~61%）壁薄易碎，绝热和绝缘性能好。 空心沉珠: 厚壁,壁密实无孔占50%～70%, 不能漂浮,强度很高, 对砼性能贡献重要 复珠: 子母珠, 粗的薄壁微珠黏结了细小的玻璃微珠 密实沉珠: 含量多 富铁微珠: 颜色深,有磁性
• 7、不同矿物细掺料复合使用的“超叠效应”。不同矿物细掺料在混 凝土中的作用有各自的特点，例如矿渣火山灰活性较高，有利于提高 混凝土强度，但自干燥收缩大；掺优质粉煤灰的混凝土需水量小，且 自干燥收缩和干燥收缩都很小，在低水胶比下可保证较好的抗碳化性 能。
• 总之，现代混凝土科学中最突出的两大成就：其一是高效外加剂的生 产和应用；其二是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。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
1、掺合料可代替部分水泥，成本低廉，经济效益显著。
2、增加混凝土的后期强度。矿物细掺料中含有活性的SiO2和Al2O3，与 水泥中的石膏及水泥水化生成的Ca(OH)2反应，生成生成C-S-H和C-AH、水化硫铝酸钙。提高了混凝土的后期强度。但是值得提出的是除 硅灰外的矿物细掺料，混凝土的早期强度随着掺量的增加而降低。
• 5.减少混凝土干缩变形并提高抗裂性能。优质矿物掺合料可以减少混 凝土早期收缩，提高混凝土早期抗裂性能。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
• 6、提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性与水泥水化产生的Ca(OH)2 密切相关，矿物细掺料和Ca(OH)2发生化学反应，降低了混凝土中的 Ca(OH)2含量；同时减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构， 降低混凝土最可几孔径，使混凝土结构更加致密，提高了混凝土的抗 冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。碳化?
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
粉煤灰化学组成பைடு நூலகம்
化学组分(wt,%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
MgO
SO3 Na2O K2O LOI
烟煤 20-60 5-35 10-40 1-12
0-5 0-4 0-4 0-3 0-15
次烟煤 40-60 20-30 4-10 5-30
1-6 0-2 0-2 0-4 0-3
混凝土矿物掺合料
江西建材院 习海平 18170830315 2018
内 容 提 要
1
矿物掺合料简介
2
矿物掺合料在混凝土中的作用
3
常用矿物掺合料性能及检测
4
新型矿物掺合料介绍
5
矿物掺合料应用问题讨论
1.矿物掺合料简介
1.矿物掺合料简介
什么是矿物掺合料？ 在《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003-2014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, 具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉体材料。可分为活性矿物 掺合料和惰性掺合料 国外将这种材料称为辅助胶凝材料。矿物掺合料已成为高性能混凝土不可缺少的第六组分。
3.常用矿物掺合料性能及标准
3.常用矿物掺合料性能及新标准解读
3.1粉煤灰
由热电站烟囱收集的灰尘 , 属于火山灰性质的混 合材料 , 其主要成分是硅、铝、铁、钙、镁的氧 化物 , 具有潜在的化学活性 , 即粉煤灰单独与水拌 合不具有水硬活性 , 但在一定条件下 , 能够与水反 映生成类似于水泥凝胶体的胶凝物质 , 并具有一 定的强度 . 由于煤粉微细 , 且在高温过程中形成玻 璃珠 , 因此粉煤灰颗粒多成球形。
3、改善新拌混凝土的工作性。混凝土提高流动性后，很容易使混凝土 产生离析和泌水，掺入矿物细掺料后，混凝土具有很好的粘聚性。像 粉煤灰等需水量小的掺合料还可以降低混凝土的水胶比，提高混凝土 的耐久性。
2.矿物掺合料在混凝土中的作用
• 4.降低混凝土温升。水泥水化产生热量，而混凝土又是热的不良导体， 在大体积混凝土施工中，混凝土内部温度可达到50~70℃，比外部温 度高，产生温度应力，混凝土内部体积膨胀，而外部混凝土随着气温 降低而收缩。内部膨胀和外部收缩使得混凝土中产生很大的拉应力， 导致混凝土产生裂缝。掺合料的加入，减少了水泥的用量，就进一步 降低了水泥的水化热，降低混凝土温升。