第二章混凝土矿物外加剂
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❖ 1. 火山灰活性效应 粉煤灰中的SiO2、Al2O3与水泥水化产生的
Ca(OH)2反应生成有胶凝能力的水化硅酸钙，水化 铝酸钙等填充骨料间形成紧密的混凝土结构。
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 2. 微骨料效应
混凝土微观结构：粗骨料之间由细骨料填充， 细骨料之间由水泥浆填充，水泥颗粒之间由水和水 泥水化产物及毛细孔填充，其中胶凝孔和毛细孔占 25％-30%。
(2)高水灰比、低强度混凝土中掺粉煤灰，使抗渗 性下降，而低水灰比，高强度混凝土中，特别在减 水剂或者引气剂存在时，可以提高混凝土的抗渗性；
(3)抗硫酸盐性能提高(Ca(OH)2降低以及填充效应). (4)抗碳化能力下降(Ca(OH)2降低大于填充效应)。 (5)护筋性的无变化；
第二章混凝土矿物外加剂
4.对于水化热的影响
可以降低水化热和混凝土水化温升。
1 m3混凝土中美100kg纯硅酸盐水泥可
使混凝土内部温升(8-12 ) ℃.而加入粉煤灰后 发热量只有其17%,并且延缓放热的时间。
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 5.对收缩和抗裂性的影响
掺入粉煤灰后,能抑制混凝土的自收缩,早 期收缩和总的干燥收缩,掺量越高,降幅越大。
由于收缩量的降低,抗裂性相应提高。
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰在工程中的应用
❖ 水工混凝土中应用 1959年三门峡水利枢纽
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
2.2粒化高炉矿渣
❖ 矿渣：是冶金工业的副产品。但它们的化学 成分、结构和性能各不相同。
第二章混凝土矿物外加剂
2.1.2 粉煤灰的质量指标
粉煤灰等级 细度(45μm)方 烧失量（％） 需水量比(％) SO3含量(％) 孔筛余（％）
Ⅰ级 ≤12
≤5
≤95
≤3
Ⅱ级 ≤20
≤8
≤105
≤3
Ⅲ级 ≤45
≤15
≤115
≤3
Ⅲ级粉煤灰主要用于素混凝土,一般不用于钢筋混凝土,当用时必须做试验验证.
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰对塌落度损失的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰对混凝土泌水和离析的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
2.对混凝土强度的影响
❖ 粉煤灰对胶砂强度的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
分析得出： 抗压、抗折强度随龄期的增加而增大，掺
量增加而减少。随龄期的增加，粉煤灰对强 度的不利影响将逐渐减少。
2.1.3粉煤灰对于混凝土性能的影响 ❖ 1.对新拌混凝土性能的影响
粉煤灰对胶凝材料需水量比的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 对塌落度的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
❖ Ⅰ级粉煤灰可以提高流动性,而Ⅲ级粉煤灰则 下降（见下页图）,其中玻璃微珠的含量,细度, 以及烧失量(含碳量)都有直接影响,当加入外 加剂时,由于碳粒对于外加剂的吸附作用很强, 导致外加剂作用效果下降,流动性受到严重影 响。
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
2.2.3 矿粉对混凝土性能的影响
❖ (1)对和易性的影响
矿粉可以显著降低混凝土的屈服应力,同时比表 面积比较大,对于水的吸附能力强改善了混凝土的粘 聚性,减小坍落度损失,并且随掺量增加而增强,这对 于高层施工和远距离泵送有利.
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 掺入粉煤灰后,消耗一部分Ca(OH)2,降低了水泥的碱度, 因而影响了水泥的抗碳化能力,降低对钢筋的保护作用, 为了保证混凝土地耐久性,规定对粉煤灰最大用量的限 制.
❖ 混凝土碳化的主要化学反应如下:
❖ CO2 + H20 → H2C03 ❖ Ca(OH)2 + H2C03 → CaC03+H2O ❖ 3Ca0 .2Si02.3H2O + 3H2C03 → 3CaC03+2SiO2+6H20
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第二章混凝土矿物外加剂
2.2粒化高炉矿渣
主要成分:SiO2,Al2O3, CaO ,含有大量玻璃球 状颗粒，具有潜在的水硬性.当粒经大于45μm,很难 参与水化反应.因此要求用于高性能混凝土的矿粉的 比表面积大于400m2/kg(小于45μm)
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰取代水泥的最大用量
混凝土种类 预应力混凝土
粉煤灰取代水泥最大用量 硅酸盐 普通 矿渣 火山灰 水泥 水泥 水泥 水泥
25 15 10 --------
钢筋,高强,高抗冻性,蒸 30
25 20
15
养混凝土
中低强,泵送,大体积,水 50
40 30
20
下,地下,压浆混凝土
碾压混凝土
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❖ 粉煤灰具有较小的粒经，在水泥水化中，均匀的分 散在孔隙和胶凝体中，起到填充孔隙的作用，改善 了孔结构，提高了混凝土的密实度；同时没水化的 颗粒分散到胶体中，起到骨架作用。 →改善了与粗细骨料之间的粘结性能和混凝土的微 观结构。
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 3.形态效应
由于粉煤灰是玻璃球状颗粒，在水泥颗粒之间 起到一定的润滑作用，在一定程度上降低了用水量， 提高了流动性，更容易泵送、捣实。
第二章混凝土矿物外加剂
高强高性能混凝土矿粉质量指标
项目
磨细矿渣
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
需水量比(%)
≥
100
比表面积(m2/kg) ↑
≥
750
550
350
3d
≥
85
70
55
活性指数(%) 7d
≥
100
85
75
28d
≥
115
105
100
含水率(%)
≥
1.0
SO3(%)
≥
3
MgO(%)
≥
14
氯离子(%)
≥
0.03
烧失量(%)
❖ 主要成分:SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO ； ❖ 一般呈玻璃球状颗粒，粒径在：1-50μm，比表面
积达300-600m2/kg； ❖ 从物相上讲，粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混
合物。
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ (2)对强度的影响
对于优质的S105和Ⅰ级矿粉,适当的掺量不仅 后期强度提高,早期强度也不下降.对于Ⅲ 级,S75,S95矿粉,混凝土早期强度稍有下降.养护温 度的影响同粉煤灰. 目前常用的是Ⅲ级和S95矿粉,一般采用等量取代.
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 抗渗性：
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰的加入,减少了Ca(OH)2,其形态效应和填 充效应有利于孔隙的细化和孔隙率的降低,以及孔隙 的均匀分布。
(1)当配比合理、养护条件适当,并采用优质粉煤 灰,抗冻性随着粉煤灰掺量增加而提高；
第二章混凝土矿物外加剂
第二章 混凝土矿 物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
定义
❖ 混凝土矿物外加剂是指以氧化铝,氧化硅和其他有效 矿物为主要成分,在混凝土中可以替代部分水泥、改 善混凝土综合性能,且掺量一般不小于5%的具有火 山灰活性或者潜在水硬性的粉状材料. 主要有粉煤灰,磨细矿渣,硅粉,磨细沸石粉,偏高 岭土,硅藻土,烧页岩等
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ (3)对耐久性的影响
矿粉的加入,减少了Ca(OH)2,其胶凝效应和 填充效应有利于孔隙的细化和孔隙率的降低,以及孔 隙的均匀分布,从而提高混凝土地抗碳化,抗冻性,抗 腐蚀性能. 矿粉能抑制碱骨料反应,由于矿粉对碱阳离子的物理 吸附,二次水化,碱度降低对碱阳离子的综合作用等
65
55 45
35
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 由于外加剂大量使用,特别是高强高性能混凝土地广 泛应用,而烧失量,细度,需水量,只是一个间接指标,所 以增加了比表面积,活性系数等可以直接反映粉煤灰 应用性能的直接指标,
第二章混凝土矿物外加剂
高强高性能混凝土粉煤灰质量指标
指标 化学性能
物理性能
活性指数
第二章混凝土矿物外加剂
❖ Ⅱ级粉煤灰在工程中应用较多,其发展类似于Ⅰ级, 但是早期强度较低,由于其活性较小,一般采用超量 取代,而Ⅰ级则不需要；
❖ Ⅲ级粉煤灰只用于较低强度混凝土结构,对于高强度 等级特别是预应力混凝土结构很少使用； 原理分析：
第二章混凝土矿物外加剂
3.对于混凝土耐久性的影响
❖ 抗冻性：
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3.工程应用
❖ 北京地铁复八线工程,广州地铁工程,上海经贸 大厦基础工程等大量掺入粉煤灰.东海大桥,杭 州湾大桥矿粉掺量达30-50%.
第二章混凝土矿物外加剂
北京地铁复八线工程
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广州地铁工程 第二章混凝土矿物外加剂
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混凝土矿物外加剂主要功能
❖ 1.改善混凝土和易性 2.降低混凝土水化温升 3.提高早期强度或增进后期强度 4.改善内部结构,提高抗腐能力 5.提高抗裂能力 6.提高混凝土耐久性
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2.1 粉煤灰
❖ 煤粉炉燃烧煤粉时,从烟道气体中收集到经过 一定加工得到的细粉状颗粒。
❖ 碳化的结果引起混凝土的收缩、强度提高、密实度增加 和碱度降低，收缩易造成微细裂缝，强度提高、密实度 增加对改善混凝土的微观结构和宏观性能都有积极的作 用，但对于粉煤灰混凝土不太显著，最重要的是降低了 混凝土空隙溶液中的pH值，从标准值12.5～13.5降低 到完全碳化的8.3左右，碳化导致钢筋的钝化膜破坏， 不再对钢筋有保护作用。当钢筋周围混凝土的pH值低 至约11.5时钢筋表面的钝化膜就已经变得不稳定，失去 了对钢筋的保护作用。
第二章混凝土矿物外加剂
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2.2.1矿粉的技术性质和技术指标 ❖ 矿渣的碱度
M (CaOMgO Al2O3) 100% SiO2
M=1为中性 M<1 酸性 M>1碱性 由于碱性矿渣的胶凝性能比酸性矿渣好,因此,M 值越大,反映矿渣的活性越好.
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粒化高炉矿渣质量指标
MgO SO3 烧失 氯离 比表 含水 需水 7d 28d
(%) (%) 量 子 面积 率 量比 (%) (%)
≤
≤
(%)
≤
(%)
≤
(%)
≤
(%)
≤
(%)
≤
≥
≥
Ⅰ级 1 3 5 0.02 600 1.0 95 80 90
Ⅱ级 1 3 8 0.02 400 1.0 105 75 85
第二章混凝土矿物外加剂
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❖ (4)对水化热的影响
在一定程度可以降低水化热和混凝土水化温升, 并推迟温度峰出现的时间,但是比粉煤灰稍差,且矿 粉越细,效果越差.
第二章混凝土矿物外加剂
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ (5)对收缩和抗裂性的影响
对自收缩的影响与细度有关,当比表面积较小时, 能减少自收缩,但较大时,可能自收缩增大. 对早期收缩和总的干燥收缩的影响同粉煤灰的作用. 由于自收缩,早期收缩,总的干燥收缩的减小,对于提 高抗裂性有利. 注:S75级矿粉会增大混凝土的泌水,且早期强度低, 对抗裂性不利.
≥
3.0
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2.1.2 矿粉的作用机理
❖ (1)胶凝效应
矿粉中玻璃态活性组分SiO2,Al2O3,经过机械粉 磨激活,与水泥水化析出的Ca(OH)2,进行二次反应, 在表面生成具有胶凝性能的水化铝酸钙,水化硅酸钙。 （诱导激活、表面晶化效应和界面耦合效应）
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 2.微骨料效应 类似与粉煤灰的微骨料作用。 (填充与骨架作用)
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰的应用概述
❖ 科学技术、社会发展的需求； ❖ 21世纪混凝土的挑战； ❖ 粉煤灰的利用障碍：
粉煤灰的品质； 对混凝土强度和耐久性的影响； 标准和规范； 粉煤灰中的有毒金属和氡
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰作用机理
❖ 粉煤灰作为有效的再生资源应用历史回顾。 粉煤灰的作用机理：
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰对混凝土的强度影响
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 不同品质粉煤灰的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
对于Ⅰ级粉煤灰,在掺量较小时,不仅强度提高,早 期强度也不下降.当掺量较高时,早期强度有所下降。
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰混凝土对于养护温度非常敏感,在养护 温度较低时,早后期强度都下降,当温度提高, 有利于粉煤灰活性的激发,特别是对大体积混 凝土,高温高湿环境中使用时,极为有利于混凝 土强度发展.
Ca(OH)2反应生成有胶凝能力的水化硅酸钙，水化 铝酸钙等填充骨料间形成紧密的混凝土结构。
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❖ 2. 微骨料效应
混凝土微观结构：粗骨料之间由细骨料填充， 细骨料之间由水泥浆填充，水泥颗粒之间由水和水 泥水化产物及毛细孔填充，其中胶凝孔和毛细孔占 25％-30%。
(2)高水灰比、低强度混凝土中掺粉煤灰，使抗渗 性下降，而低水灰比，高强度混凝土中，特别在减 水剂或者引气剂存在时，可以提高混凝土的抗渗性；
(3)抗硫酸盐性能提高(Ca(OH)2降低以及填充效应). (4)抗碳化能力下降(Ca(OH)2降低大于填充效应)。 (5)护筋性的无变化；
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4.对于水化热的影响
可以降低水化热和混凝土水化温升。
1 m3混凝土中美100kg纯硅酸盐水泥可
使混凝土内部温升(8-12 ) ℃.而加入粉煤灰后 发热量只有其17%,并且延缓放热的时间。
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ 5.对收缩和抗裂性的影响
掺入粉煤灰后,能抑制混凝土的自收缩,早 期收缩和总的干燥收缩,掺量越高,降幅越大。
由于收缩量的降低,抗裂性相应提高。
第二章混凝土矿物外加剂
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粉煤灰在工程中的应用
❖ 水工混凝土中应用 1959年三门峡水利枢纽
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2.2粒化高炉矿渣
❖ 矿渣：是冶金工业的副产品。但它们的化学 成分、结构和性能各不相同。
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2.1.2 粉煤灰的质量指标
粉煤灰等级 细度(45μm)方 烧失量（％） 需水量比(％) SO3含量(％) 孔筛余（％）
Ⅰ级 ≤12
≤5
≤95
≤3
Ⅱ级 ≤20
≤8
≤105
≤3
Ⅲ级 ≤45
≤15
≤115
≤3
Ⅲ级粉煤灰主要用于素混凝土,一般不用于钢筋混凝土,当用时必须做试验验证.
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰对塌落度损失的影响：
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❖ 粉煤灰对混凝土泌水和离析的影响：
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2.对混凝土强度的影响
❖ 粉煤灰对胶砂强度的影响：
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分析得出： 抗压、抗折强度随龄期的增加而增大，掺
量增加而减少。随龄期的增加，粉煤灰对强 度的不利影响将逐渐减少。
2.1.3粉煤灰对于混凝土性能的影响 ❖ 1.对新拌混凝土性能的影响
粉煤灰对胶凝材料需水量比的影响：
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❖ 对塌落度的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
❖ Ⅰ级粉煤灰可以提高流动性,而Ⅲ级粉煤灰则 下降（见下页图）,其中玻璃微珠的含量,细度, 以及烧失量(含碳量)都有直接影响,当加入外 加剂时,由于碳粒对于外加剂的吸附作用很强, 导致外加剂作用效果下降,流动性受到严重影 响。
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第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
2.2.3 矿粉对混凝土性能的影响
❖ (1)对和易性的影响
矿粉可以显著降低混凝土的屈服应力,同时比表 面积比较大,对于水的吸附能力强改善了混凝土的粘 聚性,减小坍落度损失,并且随掺量增加而增强,这对 于高层施工和远距离泵送有利.
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 掺入粉煤灰后,消耗一部分Ca(OH)2,降低了水泥的碱度, 因而影响了水泥的抗碳化能力,降低对钢筋的保护作用, 为了保证混凝土地耐久性,规定对粉煤灰最大用量的限 制.
❖ 混凝土碳化的主要化学反应如下:
❖ CO2 + H20 → H2C03 ❖ Ca(OH)2 + H2C03 → CaC03+H2O ❖ 3Ca0 .2Si02.3H2O + 3H2C03 → 3CaC03+2SiO2+6H20
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2.2粒化高炉矿渣
主要成分:SiO2,Al2O3, CaO ,含有大量玻璃球 状颗粒，具有潜在的水硬性.当粒经大于45μm,很难 参与水化反应.因此要求用于高性能混凝土的矿粉的 比表面积大于400m2/kg(小于45μm)
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粉煤灰取代水泥的最大用量
混凝土种类 预应力混凝土
粉煤灰取代水泥最大用量 硅酸盐 普通 矿渣 火山灰 水泥 水泥 水泥 水泥
25 15 10 --------
钢筋,高强,高抗冻性,蒸 30
25 20
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养混凝土
中低强,泵送,大体积,水 50
40 30
20
下,地下,压浆混凝土
碾压混凝土
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰具有较小的粒经，在水泥水化中，均匀的分 散在孔隙和胶凝体中，起到填充孔隙的作用，改善 了孔结构，提高了混凝土的密实度；同时没水化的 颗粒分散到胶体中，起到骨架作用。 →改善了与粗细骨料之间的粘结性能和混凝土的微 观结构。
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 3.形态效应
由于粉煤灰是玻璃球状颗粒，在水泥颗粒之间 起到一定的润滑作用，在一定程度上降低了用水量， 提高了流动性，更容易泵送、捣实。
第二章混凝土矿物外加剂
高强高性能混凝土矿粉质量指标
项目
磨细矿渣
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
需水量比(%)
≥
100
比表面积(m2/kg) ↑
≥
750
550
350
3d
≥
85
70
55
活性指数(%) 7d
≥
100
85
75
28d
≥
115
105
100
含水率(%)
≥
1.0
SO3(%)
≥
3
MgO(%)
≥
14
氯离子(%)
≥
0.03
烧失量(%)
❖ 主要成分:SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO ； ❖ 一般呈玻璃球状颗粒，粒径在：1-50μm，比表面
积达300-600m2/kg； ❖ 从物相上讲，粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混
合物。
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第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ (2)对强度的影响
对于优质的S105和Ⅰ级矿粉,适当的掺量不仅 后期强度提高,早期强度也不下降.对于Ⅲ 级,S75,S95矿粉,混凝土早期强度稍有下降.养护温 度的影响同粉煤灰. 目前常用的是Ⅲ级和S95矿粉,一般采用等量取代.
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ 抗渗性：
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰的加入,减少了Ca(OH)2,其形态效应和填 充效应有利于孔隙的细化和孔隙率的降低,以及孔隙 的均匀分布。
(1)当配比合理、养护条件适当,并采用优质粉煤 灰,抗冻性随着粉煤灰掺量增加而提高；
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第二章 混凝土矿 物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
定义
❖ 混凝土矿物外加剂是指以氧化铝,氧化硅和其他有效 矿物为主要成分,在混凝土中可以替代部分水泥、改 善混凝土综合性能,且掺量一般不小于5%的具有火 山灰活性或者潜在水硬性的粉状材料. 主要有粉煤灰,磨细矿渣,硅粉,磨细沸石粉,偏高 岭土,硅藻土,烧页岩等
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ (3)对耐久性的影响
矿粉的加入,减少了Ca(OH)2,其胶凝效应和 填充效应有利于孔隙的细化和孔隙率的降低,以及孔 隙的均匀分布,从而提高混凝土地抗碳化,抗冻性,抗 腐蚀性能. 矿粉能抑制碱骨料反应,由于矿粉对碱阳离子的物理 吸附,二次水化,碱度降低对碱阳离子的综合作用等
65
55 45
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ 由于外加剂大量使用,特别是高强高性能混凝土地广 泛应用,而烧失量,细度,需水量,只是一个间接指标,所 以增加了比表面积,活性系数等可以直接反映粉煤灰 应用性能的直接指标,
第二章混凝土矿物外加剂
高强高性能混凝土粉煤灰质量指标
指标 化学性能
物理性能
活性指数
第二章混凝土矿物外加剂
❖ Ⅱ级粉煤灰在工程中应用较多,其发展类似于Ⅰ级, 但是早期强度较低,由于其活性较小,一般采用超量 取代,而Ⅰ级则不需要；
❖ Ⅲ级粉煤灰只用于较低强度混凝土结构,对于高强度 等级特别是预应力混凝土结构很少使用； 原理分析：
第二章混凝土矿物外加剂
3.对于混凝土耐久性的影响
❖ 抗冻性：
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
3.工程应用
❖ 北京地铁复八线工程,广州地铁工程,上海经贸 大厦基础工程等大量掺入粉煤灰.东海大桥,杭 州湾大桥矿粉掺量达30-50%.
第二章混凝土矿物外加剂
北京地铁复八线工程
第二章混凝土矿物外加剂
广州地铁工程 第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
混凝土矿物外加剂主要功能
❖ 1.改善混凝土和易性 2.降低混凝土水化温升 3.提高早期强度或增进后期强度 4.改善内部结构,提高抗腐能力 5.提高抗裂能力 6.提高混凝土耐久性
第二章混凝土矿物外加剂
2.1 粉煤灰
❖ 煤粉炉燃烧煤粉时,从烟道气体中收集到经过 一定加工得到的细粉状颗粒。
❖ 碳化的结果引起混凝土的收缩、强度提高、密实度增加 和碱度降低，收缩易造成微细裂缝，强度提高、密实度 增加对改善混凝土的微观结构和宏观性能都有积极的作 用，但对于粉煤灰混凝土不太显著，最重要的是降低了 混凝土空隙溶液中的pH值，从标准值12.5～13.5降低 到完全碳化的8.3左右，碳化导致钢筋的钝化膜破坏， 不再对钢筋有保护作用。当钢筋周围混凝土的pH值低 至约11.5时钢筋表面的钝化膜就已经变得不稳定，失去 了对钢筋的保护作用。
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2.2.1矿粉的技术性质和技术指标 ❖ 矿渣的碱度
M (CaOMgO Al2O3) 100% SiO2
M=1为中性 M<1 酸性 M>1碱性 由于碱性矿渣的胶凝性能比酸性矿渣好,因此,M 值越大,反映矿渣的活性越好.
第二章混凝土矿物外加剂
粒化高炉矿渣质量指标
MgO SO3 烧失 氯离 比表 含水 需水 7d 28d
(%) (%) 量 子 面积 率 量比 (%) (%)
≤
≤
(%)
≤
(%)
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(%)
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(%)
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(%)
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Ⅰ级 1 3 5 0.02 600 1.0 95 80 90
Ⅱ级 1 3 8 0.02 400 1.0 105 75 85
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第二章混凝土矿物外加剂
❖ (4)对水化热的影响
在一定程度可以降低水化热和混凝土水化温升, 并推迟温度峰出现的时间,但是比粉煤灰稍差,且矿 粉越细,效果越差.
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
❖ (5)对收缩和抗裂性的影响
对自收缩的影响与细度有关,当比表面积较小时, 能减少自收缩,但较大时,可能自收缩增大. 对早期收缩和总的干燥收缩的影响同粉煤灰的作用. 由于自收缩,早期收缩,总的干燥收缩的减小,对于提 高抗裂性有利. 注:S75级矿粉会增大混凝土的泌水,且早期强度低, 对抗裂性不利.
≥
3.0
第二章混凝土矿物外加剂
2.1.2 矿粉的作用机理
❖ (1)胶凝效应
矿粉中玻璃态活性组分SiO2,Al2O3,经过机械粉 磨激活,与水泥水化析出的Ca(OH)2,进行二次反应, 在表面生成具有胶凝性能的水化铝酸钙,水化硅酸钙。 （诱导激活、表面晶化效应和界面耦合效应）
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 2.微骨料效应 类似与粉煤灰的微骨料作用。 (填充与骨架作用)
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰的应用概述
❖ 科学技术、社会发展的需求； ❖ 21世纪混凝土的挑战； ❖ 粉煤灰的利用障碍：
粉煤灰的品质； 对混凝土强度和耐久性的影响； 标准和规范； 粉煤灰中的有毒金属和氡
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰作用机理
❖ 粉煤灰作为有效的再生资源应用历史回顾。 粉煤灰的作用机理：
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
第二章混凝土矿物外加剂
粉煤灰对混凝土的强度影响
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 不同品质粉煤灰的影响：
第二章混凝土矿物外加剂
对于Ⅰ级粉煤灰,在掺量较小时,不仅强度提高,早 期强度也不下降.当掺量较高时,早期强度有所下降。
第二章混凝土矿物外加剂
❖ 粉煤灰混凝土对于养护温度非常敏感,在养护 温度较低时,早后期强度都下降,当温度提高, 有利于粉煤灰活性的激发,特别是对大体积混 凝土,高温高湿环境中使用时,极为有利于混凝 土强度发展.