复合矿物掺合料在水泥中水化机理的试验研究
混凝土中添加矿物掺合料的原理
混凝土中添加矿物掺合料的原理一、引言混凝土是建筑工程中普遍使用的一种材料，它的强度和耐久性对工程的质量和寿命有着至关重要的影响。
然而，传统的混凝土存在许多问题，例如高温热裂、低温冻害、碱骨料反应等等。
为了解决这些问题，研究人员逐渐开始探索混凝土中添加矿物掺合料的方法。
本文将详细介绍混凝土中添加矿物掺合料的原理。
二、混凝土中添加矿物掺合料的概念矿物掺合料是指将一些矿物质添加到混凝土中，以改善其性能和耐久性。
通常使用的矿物掺合料有粉煤灰、硅灰、石灰石粉、矿渣粉等。
这些矿物掺合料可以替代部分水泥，降低混凝土的成本，同时也可以改善混凝土的工作性能、强度和耐久性。
三、混凝土中添加矿物掺合料的原理1.矿物掺合料的化学成分矿物掺合料的化学成分对混凝土的性能有着至关重要的影响。
例如，硅酸盐类矿物掺合料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物可以促进水泥水化反应，形成更多的水化产物，提高混凝土的强度和耐久性。
2.矿物掺合料的物理特性矿物掺合料的物理特性也对混凝土的性能有着重要的影响。
例如，粉煤灰中的细粉末能够填充水泥颗粒之间的空隙，增加混凝土的密实度，从而提高强度和耐久性。
此外，矿物掺合料的特殊形状和表面结构也可以改善混凝土的工作性能和流动性。
3.水泥水化反应水泥水化反应是混凝土中最重要的反应之一。
当水泥与水反应时，会产生大量的水化产物，例如硅酸钙水化物和铝酸钙水化物等。
这些水化产物可以填充混凝土中的孔隙，提高其密实度和耐久性。
添加矿物掺合料可以增加水泥水化反应的产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。
4.矿物掺合料的替代作用矿物掺合料可以替代部分水泥，降低混凝土的成本。
与传统的混凝土相比，添加矿物掺合料的混凝土可以达到相同的强度和耐久性，同时还具有更好的工作性能和流动性。
5.矿物掺合料的反应机理矿物掺合料的反应机理是混凝土中添加矿物掺合料的关键。
矿物掺合料与水泥反应时，会产生一系列的反应，例如氢氧化物的析出、化学结合、物理吸附等。
矿物掺合料在水泥砂浆中的填充机理及试验研究
矿物掺合料在水泥砂浆中的填充机理及试验研究李滢【摘要】主要讨论了矿物掺合料在水泥砂浆中的填充机理,并且以粉煤灰、矿渣粉及硅灰单一组分、复合组分考察其对水泥胶砂强度及微观结构的影响.研究表明,不同细度的矿物掺合料掺入到水泥浆体中后,可以优化粉体的次级颗粒级配,提高密实度.从而表现出水泥砂浆的强度得到提高,微观结构趋于密实.%Filling mechanism of mineral admixture in cement mortar was discussed,with fly ash,superfine slag powder,silica fume and their compounds filling into cement mortar to study their influence on the strength and microstructure of cement mortar.It is demonstrated that the different mineral admixtures can improve the secondary particles size distribution of cementations materials,and then improve the density of cement mortar.So the strength of cement mortar increased and the microstructure of cement mortar get denser.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2013(031)001【总页数】5页(P91-95)【关键词】矿物掺合料;颗粒级配;微观结构【作者】李滢【作者单位】青海大学土木工程学院,西宁810016【正文语种】中文【中图分类】TU52混凝土材料是以集料—胶凝材料—水组成的复杂多相体系，各个组成材料的颗粒直径、密度、形貌以及在混凝土中所占的比例均不相同，这就意味着混凝土内部极不容易达到整体的均匀和各个组成材料的紧密堆积.材料整体的不均匀和各种组成材料的不紧密堆积，对于混凝土的工作性、强度、耐久性等都将产生不利的影响.在高性能混凝土中加入矿物掺合料，可以改善混凝土胶结材的级配.在混凝土体系中，集料形成混凝土的骨架，但在集料形成的堆积中，颗粒之间留有空隙，水泥颗粒粒径较小，填充在空隙中，同时，水泥颗粒在生产过程中，其粒径分布也不够合理，颗粒间的空隙率也很高.在水泥未完全水化前，加入矿物掺合料后，由于掺合料的颗粒直径比水泥细得多，可以填充到水泥颗粒间空隙中，使混凝土体系颗粒级配更趋合理，从而提高混凝土的密实度.以工业副产品或天然矿物为原材料，进行磨细加工的矿物掺合料被称为高性能混凝土（HPC）的第六组分[1]，目前，使用最多的矿物掺合料有硅灰、粉煤灰、矿渣粉等.以往对矿物掺合料的研究多集中于研究其细度与活性之间的关系，虽然取得了良好的效果，但由于大大地增加了粉磨时间，提高了成本，不能大范围大掺量用于高性能混凝土工程中.另一方面，将矿物掺合料加工成完全均一细度的细粉，没有形成级配，掺入混凝土中后不能充分发挥微观填充作用.如果考虑将不同细度的矿物掺合料以不同的比例掺配到水泥浆体中，使浆体中粉体的颗粒形成一定的级配，从而能够紧密地填充，有效降低水泥浆体的空隙率，改善孔结构，势必对浆体的性能起到改善作用.本文以粉煤灰、矿渣粉、硅灰、粉煤灰＋硅灰及矿渣粉＋硅灰取代一定量的水泥，通过对比胶砂试件的3 d、28 d抗折、抗压强度及微观结构，分析这三种矿物掺合料在水泥砂浆中的填充机理，并且考察矿物掺合料单掺或复掺对水泥胶砂试件强度的影响，同时从显微结构及颗粒级配上分析粉煤灰、矿渣粉与硅灰复合对水泥砂浆性能的影响.拌水前水泥粉体的堆积状态与水化水泥浆体性质有着密切的关系，矿物掺合料的良性填充作用，就是要使粉体实现紧密堆积.但由于影响水泥粉体空隙率的因素多而复杂，对于矿物掺合料的细度和掺量，并没有理想的模型可以确定，工程上多采用实验方法决定.借鉴Andreasen方程的结论[2]，可以对矿物掺合料的填充作用进行有益的探索.Andreasen是经典的连续堆积理论的倡导者，他提出以下方程：式中：U（D）为与粒径D对应的颗粒的筛下量；DL为体系中最大颗粒的粒径；D为与U（D）对应的颗粒尺寸；n为分布模数.Andreasen根据其试验结果指出，各种分布的空隙率随方程中分布模数n值的减小而下降，当降至n＝1/3时，粉体可以得到最大的密实度，而n值继续降低是没有意义的.目前水泥厂生长的水泥粉体是由水泥熟料、石膏等在磨机中经钢球、钢锻研磨而成，其颗粒粒径的分布具有连续性，即各种粒径的在粉体中连续存在，故水泥粉体的粒径分布符合该方程.一般水泥颗粒中粒径最大可达200 μm，但≥80 μm的只有10%.若将水泥粉体中粒径最大值取为150 μm，根据这一方程，可以计算出最大粒径为150 μm的粉体达到最紧密堆积时，各种粒径颗粒的百分比，见表1.从表1可以看出，要实现水泥粉体颗粒的最紧密堆积，对其中细颗粒尤其是＜10 μm的颗粒的要求很高，但是在实际的水泥粉体中，往往缺乏这部分的颗粒.试验过程中所用的水泥粉体中＜10 μm的颗均达不到最紧密堆积的要求，故导致水泥粉体的空隙率一般都较大.相反如果在水泥粉体中加入部分超细颗粒，则粗颗粒之间的空隙就能被充分填充，则不仅空隙率得到降低，孔结构也更加合理[3].而且大孔减少以后的孔隙更容易被水化产物填充，进而减少水化水泥浆体中大孔的体积.故在水泥粉体中添加比水泥更细的矿物掺合料是十分必要的.将不同细度的矿物掺合料掺入到水泥浆体中后，可以优化粉体的次级颗粒级配[4-6]，提高密实度.同时矿物掺合料还能与水泥浆体中的部分水化产物发生二次水化反应，消耗不利于强度的Ca（OH）2晶体，生成的水化产物还能进一步地填充水泥浆体，使其结构更致密.1）水泥：河北冀东水泥厂生产32.5＃普通硅酸盐水泥；2）砂：北京昌平产河砂，细度模数为2.68，试验前过5 mm筛子；3）矿物掺合料：粉煤灰（FA）系三河电厂二级灰，矿渣粉（SL）产自SangYong Cement Limited，硅灰（SF）系贵州铁合金厂，分别对其主要物理性能指标及化学成分进行测定，见表2；并且采用欧美克LS-POP（Ⅲ）型激光颗粒分析仪测定了三种掺合料的颗粒分布，结果如表3所示.本试验中所用的水泥粉体中＜10 μm的颗粒只占到27.8%，＜2 μm的微细颗粒比例与要求的比例相距甚远，故在水泥粉体中添加矿物掺合料后研究某强度和微观结构变化.将粉煤灰、矿渣粉与硅灰单掺及以不同的比例复合掺配后根据国标《GB/T 17671-1999成型水泥胶砂试件》，水胶比为0.5，灰砂比为1∶3，以30%的矿物掺合料取代水泥，在水中养护至3 d、28 d后分别测其抗折及抗压强度.水化至一定龄期的水泥凝胶其内部微观结构和水化状态、水化产物形态采用KYKY-2800型扫描电镜进行测试.将水化至规定龄期的水泥胶砂试件压碎后两组试样，其一为胶砂成型后的3 d，其二为成型后的28 d.取样后至电子显微镜扫描观测之前，试样采用无水酒精浸泡以终止水泥的水化.试验配比及结果分别见表4，表5.从表4可以看出：1）从胶砂养护3 d强度看，掺加矿物掺合料的胶砂强度均低于不掺的强度，其中单掺矿渣粉的强度最高，粉煤灰次之，硅灰则为最低.因为我们知道，水泥熟料中＜10 μm的颗粒对3 d强度有较大贡献，分析这三种矿物掺合料的粒径分布数据可以看出，矿渣粉中＜10 μm的颗粒达到50.83%，远高于粉煤灰，故掺加了矿渣粉的试件在3 d就表现出较高的强度.虽然硅灰中＜10 μm的颗粒已达到100%，但由于硅灰的颗粒极其微细，比表面积相对很大，所以加入水泥中后表现出强烈的需水性，使得水泥水化的水量相对不足，不利于水泥的早期水化，故表现出单掺硅灰的试件早期强度相对为最低.同时比较粉煤灰、矿渣粉与硅灰的双掺效果来看，在早期两种掺合料双掺之后的叠合效应不是很明显.2）随着龄期的增长，掺加掺合料的胶砂强度逐渐接近甚至超过未掺的强度（表5中28 d数据）.因为所掺加的矿物掺合料的颗粒与水泥比较相对较细，故掺入以后可以有效地填充水泥粗颗粒之间的空隙，提高密实度.同时，随着水泥水化反应的进行，矿物掺合料还能与水泥浆体中的部分水化产物发生二次水化反应，消耗不利于强度的Ca（OH）2晶体，生成的水化产物还能进一步地填充水泥浆体，使其结构更致密，表现在强度上则是强度不同幅度地提高.3）双掺粉煤灰与硅灰的胶砂强度明显高于单掺粉煤灰的，但是要低于单掺硅灰的胶砂强度.因为本试验中采用的粉煤灰是未经磨细的二级灰，从其颗粒分布可以看出其中＜5 μm的微细颗粒只有3.24%，不能满足最紧密堆积的要求，所以单掺粉煤灰后并不能在水泥粉体中形成良好的颗粒级配，但若加入硅灰则情况就会改观，从其粒径分布可以看出硅灰的颗粒中＜2 μm的就占到98.45%（表2），这部分超细颗粒可以填充到水泥粉体粗颗粒的空隙当中，改善颗粒级配，使水泥石结构致密.而且硅灰中＜1 μm的颗粒占到64.82%，这些微粒在3 d即可反应，消耗于强度不利的CH晶体，并增加火山灰效应，从而增加C-S-H含量，且减少毛细孔体积.故硅灰无论是与粉煤灰复合还是单掺均表现出强度大幅度提高.4）双掺矿渣粉与硅灰的效果优于双掺粉煤灰与硅灰的，这是由于本试验中采用的矿渣活性很高，其质量系数K＝［w（CaO）＋w（MgO）＋w（Al2O3）］/［w（SiO2）＋w（MnO）＋w（TiO2）］＝1.5；另外从其颗粒粒径分布可以看出，矿渣粉中＜30 μm的颗粒达到了100%，明显高于粉煤灰的，所以其无论是单掺还是双掺均优于粉煤灰.而双掺矿渣粉与硅灰的效果基本上接近单掺硅灰的，说明矿渣粉与硅灰也有较好的复合效应.材料显微结构决定了材料性能，我们试图从材料的显微结构入手，探讨单一及复合矿物掺合料对胶砂试件的作用机理.从扫描电镜分析结果看，图1（a）为未掺矿物掺合料的砂浆试件水化28 d后的微观结构，其中可以看出水泥石结构较为致密，但仍可以看到大的孔洞及氢氧化钙晶体.图1（b）为掺30%粉煤灰的试件，可以看出在养护28 d以后玻璃球体形成诸多的腐蚀坑并伴有水化产物生成，同时还有大量光洁的粉煤灰球体存在，无明显二次水化反应迹象，起微集料填充作用.图1（c）是掺30%矿渣粉的28 d SEM图，可以看出其结构要明显优于掺30%粉煤灰的，这主要是由于该矿渣粉中＜10 μm的颗粒要远多于粉煤灰的，所以其颗粒的填充作用较好，使得水泥石的结构显得更为致密.图1（d）是掺了30%硅灰的，从中可以看出结构已非常致密，浆体中有大量的卷席状的二次水化产物生成.当粉煤灰与硅灰双掺时，可以使浆体中的次级颗粒级配更加合理，表现出良好的叠合效应，如图2（a）所示，双掺粉煤灰与硅灰的试件28 d的结构有了很大改善，大孔减少，细孔均匀分布，并有二次水化产物填充.图2（b）是双掺矿渣粉与硅灰的28 d SEM图，可以看出其结构还是比粉煤灰与硅灰复合结构致密.从以上图1、图2的比较可以看出，在水泥中掺入超细颗粒可以减少孔隙，使其结构更致密.另外，颗粒级配不同的矿物掺合料复合后使得次级颗粒级配更加合理，表现在结构上也是更加致密化.1）从粉体实现最紧密堆积时的颗粒级配要求出发，要使水泥粉体达到最紧密堆积，在其中掺加如硅灰等超细颗粒是十分必要的.2）粉煤灰、矿渣粉与硅灰复合双掺时，可以使二者不同粒径的颗粒互相补充，次级颗粒级配更趋合理，叠合效应显著，其性能优于单掺粉煤灰的.3）本试验中采用的矿渣粉的活性较高，其无论是单掺还是双掺的效果均优于粉煤灰.4）矿渣粉与硅灰双掺时随硅灰掺量的增加，强度不再表现出明显的增加趋势.【相关文献】［1］冯乃谦.高性能混凝土［M］.北京：中国建筑工业出版社，1996：6-7.［2］陆厚根.粉体工程导论［M］.上海：同济大学出版社，1993：58-59.［3］ Niu Quanlin，Feng Naiqian，Yang Jing，et al.Effect of superfine slag powder on cement properties［J］.Cement and Concrete Research，2002，32（4）：615-621.［4］李滢，杨静.胶凝材料颗粒级配对水泥凝胶体结构及强度的影响［J］.新型建筑材料，2004（3）：1-4.［5］管宗甫，张素芳.磨细粉煤灰颗粒级配对水泥强度的影响［J］.粉煤灰综合利用，2002（1）：30-31.［6］陈立军，刘韬，王德君，等.混凝土掺合料优化组合方法的研究［J］.混凝土与水泥制品，2009（6）：12-15.。
混凝土中矿物掺合料的作用机理与应用研究
混凝土中矿物掺合料的作用机理与应用研究混凝土作为一种普遍使用的建筑材料，其质量不仅与水泥、骨料等原材料的质量有关，还与混凝土中的矿物掺合料有着密不可分的关系。
矿物掺合料是指将工业废渣或天然矿物粉末等掺入混凝土中，以改善混凝土性能的一种材料。
本文将探讨矿物掺合料对混凝土的作用机理与应用研究。
一、矿物掺合料的种类与作用机理1. 硅灰：硅灰是一种含有大量硅酸盐的工业废渣，主要来源于电站烟气的除尘设备中。
硅灰的主要成分是SiO2、Al2O3等，其掺入混凝土中可以提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性。
硅灰能够与水泥反应，生成硅酸钙水化物，使混凝土的孔隙结构更加致密，从而提高混凝土的力学性能和抗渗性能。
2. 矿渣粉：矿渣粉是一种工业废渣，主要来源于冶金焦炉、炼钢、铸造等工业生产过程中的矿渣。
矿渣粉的主要成分是SiO2、Al2O3、CaO等，其掺入混凝土中可以提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性。
矿渣粉能够与水泥反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等产物，从而填充混凝土中的孔隙，提高混凝土的致密性和力学性能。
3. 煤矸石粉：煤矸石是煤矿采矿过程中的废弃物，煤矸石粉是将煤矸石经过破碎、筛分等工艺处理后得到的粉末状物料。
煤矸石粉的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等，其掺入混凝土中可以提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性。
煤矸石粉能够与水泥反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等产物，从而填充混凝土中的孔隙，提高混凝土的致密性和力学性能。
二、矿物掺合料的应用研究1. 硅灰掺合混凝土的研究硅灰掺合混凝土是一种具有广阔应用前景的混凝土。
研究表明，硅灰掺合混凝土的抗压强度和抗裂性能均有所提高，同时硅灰掺合混凝土的抗渗性能也得到了显著改善。
硅灰掺合混凝土的抗冻性能也较好，能够满足北方地区冬季施工的需要。
此外，硅灰掺合混凝土的制备工艺简单，成本较低，对环境保护也有积极的作用。
2. 矿渣粉掺合混凝土的研究矿渣粉掺合混凝土是一种具有高性能的混凝土。
混凝土中矿物掺合料的原理
混凝土中矿物掺合料的原理一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，由于其具有优良的性能和可靠的使用寿命，在建筑工程中广泛应用。
矿物掺合料是一种能够改善混凝土性能的材料，其在混凝土中的应用已经得到了广泛的关注和研究。
本文将对混凝土中矿物掺合料的原理进行详细的介绍和分析。
二、矿物掺合料的定义矿物掺合料是一种由天然矿物或工业废弃物制成的，能够代替部分水泥的材料。
矿物掺合料主要包括矿渣粉、粉煤灰、硅灰等。
三、矿物掺合料的作用机理1. 促进水化反应矿物掺合料中的活性物质可以与水泥中的Ca(OH)2反应生成新的水化产物，从而促进混凝土的水化反应，提高混凝土强度和耐久性。
2. 细化孔隙结构矿物掺合料中的细小颗粒可以填充混凝土中的孔隙，降低混凝土的渗透性和渗漏性，提高混凝土的耐久性。
3. 增加混凝土的流动性矿物掺合料中的微细颗粒可以填充混凝土中的间隙，从而增加混凝土的流动性，提高混凝土的可塑性和施工性能。
4. 减少水泥用量矿物掺合料可以代替部分水泥，从而减少混凝土中的水泥用量，降低混凝土成本，减少环境污染。
四、不同矿物掺合料的作用机理1. 粉煤灰粉煤灰是煤炭燃烧产生的一种粉状灰烬，其主要成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3等。
粉煤灰可以代替部分水泥，提高混凝土的强度和耐久性，降低混凝土的收缩和渗透性。
2. 矿渣粉矿渣粉是冶金工业中产生的一种固体废弃物，其主要成分是SiO2、Al2O3和CaO等。
矿渣粉可以代替部分水泥，提高混凝土的强度和耐久性，改善混凝土的耐久性和抗裂性。
3. 活性硅灰活性硅灰是一种由硅酸盐矿物通过热处理而得到的一种活性粉末，其主要成分是SiO2、Al2O3和CaO等。
活性硅灰可以代替部分水泥，提高混凝土的强度和耐久性，改善混凝土的耐久性和抗裂性。
五、不同矿物掺合料的适用范围1. 粉煤灰适用于C20-C80混凝土的制备。
2. 矿渣粉适用于C30-C80混凝土的制备。
3. 活性硅灰适用于C50-C80混凝土的制备。
矿物掺合料对混凝土性能的影响探究
矿物掺合料对混凝土性能的影响探究摘要：随着建筑行业的发展，对建筑技术和建材的需求越来越大，混凝土是一种重要的建筑材料，它可以在一定范围内酌情加入多种矿物质辅助物质，从而改善其应用效果。
在高强度、高性能的基础上，应用范围广，可有效地保障施工的质量。
因此，本文着重对矿用外加剂对水泥的作用进行了分析和探讨。
关键词：矿物；掺合料；混凝土性能引言由于目前各种类型的施工项目对施工的需求和规范不尽相同，混凝土是一种重要的工程建材，必须加入矿物质掺和料来改善其应用效果。
在工程实践中，加入不同类型的矿物掺和料对混凝土的力学特性也会有一定的影响。
一、矿物掺合料定义及分类1．矿物掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细混合材，它是指在混凝土或砂浆搅拌前或搅拌中加入的，具有一定细度和活性的用于改善新拌混凝土的性能(特别耐久性)的某些矿物类产品。
2．掺合料按其性质可分为两类，活性掺合料和非活性掺合料。
目前使用矿物掺合料绝大多数是具有一定活性的掺合料、如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、天然沸石粉等。
复合矿物掺合料指这些掺合料的复合物。
二、矿物掺合料的作用机理1．掺合料不仅可以取代部分水泥、减少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。
2．矿物掺合料特别是磨细矿物掺合料用作混凝土的掺合料能改善或提高混凝土的综合性能，其作用机理在于磨细矿物掺合料在混凝土中具有填充效应、火山灰效应和形态效应等。
三、不同矿物掺合料对混凝土性能影响1.增加水泥用量对渗透性能有一定的作用。
试验结果表明，随着水泥用量的减少，渗透性能也随之降低。
这是由于集料、硬化水泥浆料及部分空隙构成的硬化水泥，水泥水化程度和致密性是影响水泥浆液的空隙程度的重要因素。
在一定程度上，水泥固化后的水泥浆液中的空隙越大，渗透率越高。
在混凝土中，由于受水的影响，集料在水泥中会产生一层水膜，从而造成水泥砂浆与集料间的隔阂，这些相互连通的孔洞和内部缝隙会增加水泥的渗透率。
超细粉体复合矿物掺合料在混凝土中的应用研究
４ 超 细 粉 复 合 矿 物 掺 合 料 在 混 凝 土 中 的 应 用 效 果
通 过 三 个 月 的 工 程 施 工 ，完成 了该 项 应 用 研 究 。 检 测 人 员 发 现 ．使 用 加 入 超 细 粉 复 合 矿 物 掺 合 料 的混 凝 土 的 建 筑 物 能 够
进 行 合 理 的分 类 工 作 ，可按 照 质 量 或 是粒 度来 分 类 ，为 的是 方便
后 期 的 使 用 。分 类 之 后 ，要 对 原 材 料 进 行烘 干 ．粉 复 合 矿 物 掺 合 料 在 混 凝 土 中 的 应 用
通过 检 测 可 得 出 超细 粉 复 合 矿物 掺 合 料 的粒 度 ，实 际 上 ．原
１ 前 言
超 细粉 体 复 合 矿 物掺 合 料 的 加入 是 绿 色 混 凝 土成 型 的 因 素 ， 超 细 粉 体 复合 矿 物掺 合料 的使 用 能够 代 替 水 泥 ，且 各 方 面 性 能远
远 高于 水 泥 能够 实 现环 保 、节 能 、绿 色 的 目的 。
２ 超 细 粉 体 复 合 矿 物 掺 合 料 的 掺 配 和 粒 度
料 的粒 度决 定 着 混凝 土 的性 能 ．因此 ． 由检 测 结论 可 知 ．超 细粉 复 合 矿 物掺 合 料 的粒 度使 其 能 够 帮助 混 凝 土 最 大程 度 上 提 高其 性 能 。 河北 省 某 建 筑单 位 在 工 程 施 工 中 ，采 用 超 细粉 复 合 矿物 掺 合 料 替代 水 泥 混 凝 土 ，而 且 这 种使 用是 大 范 围 的 工 程 的 每 一处 都 要 使 用 到超 细 粉 复合 矿 物 掺 合料 混凝 土 ．并且 建筑 工 艺 有 别于 普 通 混凝 土 ，加 入 超 细粉 复 合 矿 物掺 合 料 的 混凝 土 的凝 固 时 间 和定 型 效果 更好 。
混凝土中掺加矿物掺合料的原理
混凝土中掺加矿物掺合料的原理一、引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其性能对于工程的质量和寿命有着至关重要的影响。
传统的混凝土配合比中常使用的水泥掺量较高，这不仅增加了工程成本，同时也加大了混凝土的碳排放。
为了解决这一问题，矿物掺合料成为了一种重要的替代品，经过多年的研究和实践证明，掺加矿物掺合料可以有效提高混凝土的性能，同时也能够减少混凝土的碳排放。
本文将重点探讨混凝土中掺加矿物掺合料的原理。
二、矿物掺合料的种类及特性矿物掺合料是指在混凝土中掺加的一种非金属矿产物，常见的矿物掺合料包括矿渣粉、飞灰、石灰石粉等。
这些矿物掺合料具有以下特性：1.粉状细度：矿物掺合料通常具有较小的粒径和大的比表面积，这使得混凝土中的颗粒间的接触面积增大，从而提高了混凝土的强度。
2.活性：矿物掺合料在混凝土中的活性很高，可以与水泥中的Ca(OH)2反应，形成水硬化产物，进一步提高混凝土的强度。
3.产生特殊效应：矿物掺合料在混凝土中还能产生一些特殊效应，如能够抑制混凝土的碱骨料反应、减少混凝土的收缩、改善混凝土的耐久性等。
三、矿物掺合料的作用机理矿物掺合料的作用机理主要包括以下几个方面：1.填充作用：矿物掺合料可以填充混凝土中的空隙，从而提高混凝土的密实性和强度。
2.水化作用：矿物掺合料在混凝土中能够与水泥发生反应，形成水硬化产物，进一步提高混凝土的强度。
3.减少水泥用量：矿物掺合料可以替代部分水泥，从而降低混凝土的成本。
4.抑制碱骨料反应：矿物掺合料能够吸收混凝土中的自由碱，并与其反应，从而抑制混凝土的碱骨料反应。
5.改善混凝土的耐久性：矿物掺合料能够改善混凝土的耐久性，如减少混凝土的收缩、提高耐久性等。
四、混凝土中掺加矿物掺合料的影响因素混凝土中掺加矿物掺合料的影响因素较多，主要包括以下几个方面：1.掺合料类型：不同类型的矿物掺合料对混凝土的性能影响不同，需要根据具体情况选择掺合料类型。
2.掺量：掺加不同量的矿物掺合料对混凝土的性能产生不同的影响，需要根据需求确定掺量。
混凝土中加入矿物掺合料的原理与效果分析
混凝土中加入矿物掺合料的原理与效果分析一、前言混凝土是建筑工程中广泛使用的一种材料，其主要成分为水泥、砂、石子等材料。
然而，在实际工程中，单纯使用以上材料所制成的混凝土往往存在一些问题，例如强度不足、开裂、耐久性差等。
为了解决这些问题，矿物掺合料逐渐被引入到混凝土中，以提高混凝土的性能。
本文将探讨混凝土中加入矿物掺合料的原理和效果分析。
二、矿物掺合料的概念和种类矿物掺合料是指在混凝土中加入的不含水化钙的矿物粉末，其主要成分为硅酸盐、铝酸盐等。
根据不同的来源和种类，矿物掺合料可分为以下几类：1.硅灰：是一种工业废渣，主要成分为二氧化硅和氧化钙。
其加入量不宜过多，一般不超过15%。
2.粉煤灰：是燃煤时生成的一种工业废渣，主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁等。
其加入量一般不超过30%。
3.矿渣粉：是炼钢时产生的一种工业废渣，主要成分为氧化钙、氧化硅、氧化铝等。
其加入量一般不超过50%。
4.膨胀珍珠岩粉：是一种天然矿物粉末，主要成分为硅酸盐、铝酸盐等。
其加入量一般不超过10%。
5.天然粉体：是一些天然矿物粉末，如云母粉、石英粉等。
其加入量一般不超过10%。
三、矿物掺合料的原理1.填充效应矿物掺合料中的细颗粒物质可以填充水泥粒子之间的空隙，使混凝土更加致密。
这种填充效应可以降低混凝土的孔隙率，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2.化学反应矿物掺合料中的一些成分可以与水泥中的Ca(OH)2发生反应，生成水化硅酸钙等化合物。
这些化合物可以填补混凝土中的空隙，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
3.剖面效应矿物掺合料中的颗粒比水泥颗粒小得多，可以填补混凝土中的孔隙和裂缝，从而减少混凝土的渗透性。
同时，矿物掺合料颗粒表面的微小凸起可以与混凝土中的水泥颗粒形成剖面效应，增加混凝土的粘结强度。
4.减少水泥用量矿物掺合料可以在一定程度上替代水泥的部分用量，从而降低混凝土中水泥的用量。
这不仅可以减少混凝土的成本，还可以降低混凝土中的碳排放量，对环境保护具有积极作用。
水泥土水化反应机理
水泥土水化反应机理
水泥是一种常用的建筑材料，其主要成分是水泥熟料和适量的矿物掺合料。
水泥的水化反应是指当水与水泥熟料或水泥矿物掺合料发生反应时，产生固结和硬化的过程。
水泥的水化反应机理可以分为以下几个步骤：
1. 水溶液的化学反应：水泥在水中溶解生成水化产物。
水中的水分分解成氢氧离子（OH-），而水泥中的硅酸钙（Ca2SiO4）会直接与氢氧离子结合，生成硬固的硅酸钙水合胶凝体（C-S-H）。
此过程也会释放出大量的热量。
2. 水化产物的形成：水化反应继续进行，水合胶凝体逐渐增长，形成块状结构。
同时，水化反应也会导致水泥中的铝酸三钙（Ca3Al2O6）和石膏（CaSO4）发生反应，生成钙矾石水合胶凝体（C-A-H）和氢氧化铝凝胶（AH3）。
这些水化产物的形成使得水泥糊浆逐渐变得坚固，并能够将其他颗粒物质粘结在一起。
3. 晶体生长：水化反应进一步进行，水合胶凝体（C-S-H）的结晶逐渐增长，并形成类似针状的结构。
这种结晶进一步强化了水泥的力学性能，提高了其抗压强度和耐久性。
4. 孔隙形成：水化反应不仅会产生固结和硬化的产物，还会产生大量的水化产物和气体。
在水泥中形成的气泡和产物之间的空隙成为孔隙。
这些孔隙可以影响
水泥的强度和耐久性。
综上所述，水泥的水化反应是一个复杂的过程，涉及到多种化学反应和物理变化。
水化反应的理解有助于我们更好地了解水泥的性能和应用。
复合矿物掺合料在混凝土中应用技术规程征求意见
复合矿物掺合料在混凝土中应用技术规程征求意见1. 引言1.1 概述混凝土是一种常用的建筑材料，被广泛应用于房屋、桥梁和其他基础设施的建造中。
复合矿物掺合料作为混凝土的一种重要成分，在近年来得到了越来越多的关注和广泛应用。
其通过在混凝土中添加特定组分，可以改善混凝土的性能和品质，从而提高工程结构的耐久性、强度和抗裂性等方面。
1.2 文章结构本文主要介绍了复合矿物掺合料在混凝土中应用的技术规程。
首先，在第2部分我们将详细介绍复合矿物掺合料的特性和分类方法，以便读者能够更好地理解其在混凝土中的作用机理。
然后，在第3部分我们将深入讨论复合矿物掺合料在混凝土中起作用的化学、物理以及结晶形成机理。
接下来，在第4部分我们会简要介绍复合矿物掺合料在混凝土中的应用技术规程，包括掺合比例及添加方法规定、混凝土配合比设计要求，以及施工注意事项与质量控制要点。
最后，在第5部分我们将总结现有技术规程的优劣势，并展望复合矿物掺合料在混凝土中的未来发展方向。
同时，我们也诚挚地征求读者对于本文内容的意见和建议。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于复合矿物掺合料在混凝土中应用技术规程方面的全面了解。
通过详细介绍复合矿物掺合料的特性、作用机理以及应用技术规程，希望读者能够更好地理解并掌握此类材料在混凝土中的应用方法和注意事项。
同时，通过征求读者意见和建议，我们也希望能进一步完善本文内容，使其更加贴近实际需求，并为未来相关研究提供借鉴和指导。
2. 复合矿物掺合料的特性和分类2.1 特性介绍复合矿物掺合料是一种由多种矿物质混合而成的粉状材料，用于替代部分水泥或骨料在混凝土中使用。
它具有以下主要特性：首先，复合矿物掺合料具有良好的活性。
其内部微观结构中含有大量未反应的化学成分，这些成分可以与水泥胶体发生化学反应，并形成稳定的胶体体系。
其次，复合矿物掺合料具有优异的填充性能和颗粒表面特性。
它能够填补混凝土中间隙空隙，并与水泥、骨料等组分形成致密的胶体结构，从而提高混凝土的密实度和耐久性。
矿物掺合料对水泥水化性能的影响研究
转变为莫来石相，主要成分是莫来石和非晶质二氧化硅； 通过对比得出六个不同地区的煤矸石最佳活
化温度为 900 ℃ ，并且煤矸石的活性主要来源于高岭土等黏土和长石类矿物在高温下形成的无定型
SiO2 和 Al2O3。因此，在水泥水化过程中，煤矸石中的 SiO2 和 Al2O3 会和 Ca（ OH） 2 发生反应，使得 化学平衡方程向左移动。
Abstract： In order to comprehensively determine the activity of coal mine stones in Fushun，Jixi，Shihezi，Liuzhi，Huainan and Zhongliangshan areas，we make coal gangue tests and analysis by means of calcination method and XＲD test． When calcination temperature is 800 ～ 900 ℃ ，clay minerals will transform into metakaolinite-like phase； when calcination temperature is 900 ～ 1 000 ℃ ，the silica-alumina spinel and mullite begin to appear； when calcination temperature is 1 000 ～ 1 200 ℃ ，mullite of kaolin will increase further； when calcination temperature is 1 200 ℃ ，mullite has obviously increased，and has changed from metakaolin to mullite phase． The main components are mullite and amorphous silica． The best activation temperature of coal gangue is 900 ℃ in the six areas，and the activity of coal gangue mainly comes from the amorphous SiO2 and Al2 O3 formed by clay and feldspar minerals such as kaolin under high temperature． Therefore，SiO2 and Al2 O3 in gangue react with Ca（ OH） 2 in the process of cement hydration，which makes the chemical equilibrium equation move to the left．
大掺量矿物掺合料复合水泥浆体的化学结合水与孔结构的研究(热重法与孔结构)资料
摘要粉煤灰和硅灰现已成为高性能水泥中必不可少的性能调节型辅助性胶凝材料，确定水泥浆体中粉煤灰或硅灰的反应程度，对评价它们的反应活性及其对该系结构形成的贡献、研究反应动力学等具有重要意义。
本论文以复掺硅灰、粉煤灰的水泥浆体为研究对象，通过测定掺粉煤灰和硅灰复合水泥浆体不同龄期的非蒸发水量来了解粉煤灰和硅灰对水泥水化过程的影响。
实验用简单干燥的方法测量非蒸发水量。
随着水化龄期的增加，初期非蒸发水含量逐渐上升，随后略有下降，后期非蒸发水含量又逐渐增加；随着硅灰含量的增加，早起水化速率逐渐增加；粉煤灰有助于水泥后期水化进程。
同时利用氮吸附法测量水泥石孔结构，从而在微观孔结构和宏观干缩建立了关联。
加入硅灰和粉煤灰都极大的改善了孔径分布，使孔径范围不断缩小，硅灰和粉煤灰皆具有填充效应，在水化早期硅灰对孔结构的影响主要是水化反应生成硅酸钙凝胶，粉煤灰在早期则起着填充效应，实验表明它们对改善0-20nm范围的孔径尤为显著。
关键词：硅灰、粉煤灰、非蒸发水、复合水泥浆体、孔结构。
AbstractFly ash and silica fume have become absolutely necessarily bindingmaterials in cement industry. To make sure the reaction degree of fly ash and silica fumein cement pastes is very important. It is significant in evaluating thereactiveactivity of fly ash and silica fume, estimating the contribution to thestructure，researching the reactive kinetics. This thesis acted complex-doped silica fume, fly ash cement paste as the research object by measuring the non-evaporative water of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages understood the role of the fly ash and silica fume in the cement hydration process .The experiment used a simple method of drying to measure non-evaporative water weight of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages. The method came with the hydration increased, the initial non-evaporating the water content increased gradually; then decreased slightly, the non-evaporating the water content has increased gradually in the late hydration process; the early hydration rate gradually increased with silica fume content increasing; fly ash contribute to the late cement hydration process. Observed by scanning electron microscopy experiments that the reaction time of fly ash in the composite paste was very long and the silica fume could quickly respond to the cement hydration products. And pore structure of cement paste was observed by using N2adsorption measurement, these results could establish a relevance between the micro porestructure and macroscopical drying shrinkage.Adding silica fume and fly ash have greatly improved the pore size distribution. The pore size range is shrinking with filling effect of silica fume and fly ash .In the early hydration of silica fume on pore structure of the hydration reaction is mainly calcium silicate gel, fly ash is played in the early filling effect, experiments show that they improve the range of 0-20nm pore size is particularly significant.Keywords: Silica fume, Fly ash, non-evaporative water, Composite cement paste, Drying shrinkage, Cement paste pore structure .目录第一章前言 (1)1.1硅酸盐水泥的发展历程 (1)1.2 硅灰、粉煤灰简介及作用 (2)1.2.1 硅灰 (2)1.2.2 粉煤灰 (3)1.3 实验研究的意义与现状 (5)1.3.1 非蒸发水的测量与研究 (5)1.3.2 孔结构的测量与研究 (9)1.4 实验任务 (10)第二章实验设计及方法 (11)2.1 实验准备 (11)2.1.1原材料及仪器 (11)2.1.2配比设计方案 (12)2.1.3实验方案计算 (13)2.1.4 实验简要流程 (14)2.2 实验方法 (15)2.2.1 恒温干燥箱法测量非蒸发水量 (15)2.2.2 孔结构测量 (16)第三章实验数据分析 (18)3.1利用恒温箱干燥的方法测定非蒸发水含量实验数据分析 (18)3.1.1 利用恒温箱干燥的方法测定不同龄期非蒸发水实验原始数据 (18)3.1.2 利用恒温箱干燥的方法测定非蒸发水含量实验数据计算 (21)3.1.3 实验数据结果分析 (23)3.2水泥石的孔结构分析 (24)3.2.1比表面积、孔径结构测定原理 (24)3.2.3 孔结构与干燥收缩之间的关系 (37)第四章总结 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章前言1.1硅酸盐水泥的发展历程硅酸盐水泥的发展约有两百多年的历史，它的原料来源广泛、制备加工方便、力学性能稳定、适应性强，其广泛地应用于市政、桥梁、道路、水利、地下、海洋以及军事等工程领域，发挥着无以替代的作用和功能，成为现代社会文明最重要的物质基石之一。
含复合矿物掺合料的硫铝酸盐水泥混凝土的研究
含复合矿物掺合料的硫铝酸盐水泥混凝土的研究硫铝酸盐水泥（SAC）具有许多优异的性能，例如，早强、高强、微膨胀、抗冻性高、耐腐蚀性强、抗渗性高等。
因此作为一种特种水泥，它被广泛应用于冬季施工工程、抢修工程、喷射混凝土、混凝土预制构件、抗渗性防水工程、海工工程、耐腐蚀工程、自应力输水管道、桥梁道路等。
现代混凝土施工普遍采用泵送法，但是由于硫铝酸盐水泥混凝土早期水化迅速、凝结时间短、水化放热集中、塌落度损失大等特点，限制了其工程应用。
目前已有研究采用了复合矿物掺和料、外加剂等方法，对硫铝酸盐水泥混凝土进行改性，并取得了一定效果。
1试验原料与方法1.1实验原料水泥为湖北孝感产低碱度硫铝酸盐水泥，3d抗压强度48.5MPa,3d抗折强度7.4MPa o 粗骨料为5~15mm连续级配的碎石细集料为细度模数2.44的中砂。
荆门热电厂二级粉煤灰，比较面积为300m2∕Ag需水量比106%。
磨细矿渣的细度为600n√∕小。
减水剂以蔡磺酸甲醛高缩合钠盐为主要成分的高效减水剂FDN,缓凝剂为硼酸盐与多聚磷酸盐类复合缓凝剂，其掺量为水泥重量的0.3%左右，将缓凝剂与减水剂复合形成缓凝型减水剂成为EN。
掺加适量的EN后，硫铝酸盐水泥初凝时间从50min延长至330min,终凝试件从95min延长至464min o1.2试验方法混凝土的强度按GBJ107-87标准方法进行。
混凝土自由膨胀率按试验参照GBJ82-85方法进行，试件尺寸IoommX100mmX515mm,养护方式为浇筑Id后脱模作为初始值，然后水养9d,再放入20℃±3℃、相对湿度为90%的养护室中养护，至规定龄期进行测试。
2实验结果与分析在硫铝酸盐水泥混凝土中掺入复合矿物掺和料的主要目的和作用时：减少水泥用量，降低混凝土的不良膨胀；具有缓凝作用，能部分降低水化速度；在满足硫铝酸盐水泥混凝土早强要求的情况下，矿渣、粉煤灰的加入将使混凝土后期强度稳定增长。
混凝土中使用的矿物掺合料的效果研究
混凝土中使用的矿物掺合料的效果研究一、研究背景混凝土是建筑领域中应用最广泛的材料之一，其主要成分为水泥、砂、骨料和水。
在混凝土制作过程中，添加适当的矿物掺合料可以提高混凝土的性能，如耐久性、抗裂性、强度等。
二、矿物掺合料的种类及作用矿物掺合料是指将具有一定活性的工业废料或非金属矿物加工而成的粉状物，其种类有粉煤灰、硅灰、矿渣粉、石灰石粉等。
矿物掺合料的作用主要有以下几点：1. 填充作用：矿物掺合料可以填充混凝土中的孔隙，减少混凝土中的空隙率，提高混凝土的密实性和抗渗性。
2. 活性作用：矿物掺合料中的活性成分可以与水泥中的水化产物反应，生成新的水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。
3. 均质作用：矿物掺合料可以改善混凝土中的颗粒分布，使其更加均匀，提高混凝土的力学性能。
三、矿物掺合料在混凝土中的应用矿物掺合料在混凝土中的应用主要有以下几种方式：1. 部分替代水泥：将部分水泥用矿物掺合料替代，可以减少混凝土中的水泥用量，降低混凝土的成本。
2. 混合使用：将矿物掺合料与水泥一起使用，可以提高混凝土的性能，如强度、耐久性、抗裂性等。
3. 后期添加：在混凝土硬化后，将矿物掺合料添加到混凝土中，可以改善混凝土的性能，如抗渗性、耐久性等。
四、矿物掺合料对混凝土性能的影响矿物掺合料对混凝土性能的影响主要包括以下几个方面：1. 强度：矿物掺合料的加入可以提高混凝土的强度，特别是长期强度。
2. 抗裂性：矿物掺合料的加入可以提高混凝土的抗裂性，减少混凝土的收缩和变形。
3. 耐久性：矿物掺合料的加入可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的老化和损坏。
4. 抗渗性：矿物掺合料的加入可以提高混凝土的抗渗性，减少混凝土的渗水和渗气。
五、研究方法研究矿物掺合料在混凝土中的效果，可以采用以下几种方法：1. 实验室试验：在实验室中，制备不同掺合料比例的混凝土试件，通过对试件的强度、抗裂性、耐久性等性能进行测试，研究矿物掺合料在混凝土中的效果。
混凝土中添加矿物掺合料的效果研究
混凝土中添加矿物掺合料的效果研究一、背景介绍混凝土是建筑中广泛使用的材料之一，其主要成分是水泥、砂、石等，但在实际施工中，为了达到更好的强度、耐久性、环保性等要求，常会添加一些矿物掺合料。
矿物掺合料是指通过对天然矿物材料进行研磨、筛分、粉碎等加工处理，得到的粉状物质，如粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。
添加矿物掺合料可在一定程度上改善混凝土的性能，提高其耐久性、抗裂性、抗渗透性等。
因此，研究混凝土中添加不同种类的矿物掺合料对其性能的影响，对于混凝土的应用和推广有着重要的意义。
二、研究方法本研究采用实验比较法，通过加入不同种类的矿物掺合料，对混凝土的强度、耐久性、抗裂性、抗渗透性等性能进行测试和分析。
具体步骤如下：1.准备实验材料：水泥、砂、石、矿物掺合料等。
2.按照一定比例配制混凝土试件：确定混凝土的水泥砂石比例，然后分别加入不同种类的矿物掺合料，制作混凝土试件。
3.对混凝土试件进行养护：将制作好的混凝土试件放置在恒温恒湿条件下养护，保证其充分硬化。
4.测试混凝土试件的性能：通过压力试验机、渗透试验机等设备，测试混凝土试件的强度、耐久性、抗裂性、抗渗透性等性能指标。
5.分析实验结果：通过对实验数据的分析和比较，得出混凝土中添加不同种类的矿物掺合料对其性能的影响。
三、研究结果1.矿渣粉掺合料对混凝土性能的影响实验结果表明，矿渣粉掺合料的加入能够有效提高混凝土的耐久性和抗裂性。
在相同配合比下，矿渣粉掺合料的加入量越多，混凝土的耐久性和抗裂性也越好。
但是，当矿渣粉掺合料的加入量超过一定比例时，会对混凝土的强度产生一定的负面影响。
2.粉煤灰掺合料对混凝土性能的影响实验结果表明，粉煤灰掺合料的加入能够有效提高混凝土的抗渗透性和耐久性。
在相同配合比下，粉煤灰掺合料的加入量越多，混凝土的抗渗透性和耐久性也越好。
但是，粉煤灰掺合料的加入量过多会对混凝土的强度产生一定的负面影响。
3.硅灰掺合料对混凝土性能的影响实验结果表明，硅灰掺合料的加入能够有效提高混凝土的强度和耐久性。
矿物掺合料在磷酸镁水泥中的研究进展综述
M"中的活性A1.0-成分，与
反应 成
铝胶凝物质，有 水泥 的效应，
结构， 高水泥的 度，4 于 高水泥强度
性
能。是过量的M"会 强 用。因为MK
的
差别-FA 为 物掺合料” OPC中普遍使用，当OPC中掺
入 39%的 C 类 FA ， "
用水量 水 ， "
其 结构 高抗压强度[21( FA 1 水泥中
混凝土中掺加矿物掺合料的效果与机理混凝土是一种由水泥、砂、石料和水混合而成的建筑材料，其常见的特点是强度高、耐久性好和施工方便。
然而，传统的混凝土材料存在一些缺点，如能源消耗高、CO2排放量大和自由收缩性等。
为了解决这些问题，人们开始使用掺加矿物掺合料的混凝土，以替代部分水泥。
矿物掺合料是一种由工业副产品、废弃物或天然矿物粉末制成的材料，如硅灰石、煤矸石、粉煤灰、火山灰和钢渣等。
掺加矿物掺合料的混凝土通常称为掺合料混凝土，其具有更好的工作性能、耐久性和可持续性，同时也具有更低的碳排放和更低的成本。
混凝土中掺加矿物掺合料的效果掺加矿物掺合料的混凝土具有以下几个显著的特点：1. 增强混凝土的工作性能掺加矿物掺合料的混凝土具有更好的流动性和可泵性，这使得施工更加容易和高效。
此外，掺加适量的矿物掺合料还可以提高混凝土的凝结时间和初始强度，从而更好地满足不同的施工要求。
2. 提高混凝土的耐久性掺加矿物掺合料的混凝土具有更好的耐久性和抗裂性能。
由于矿物掺合料中的化学成分对混凝土的化学反应有利，因此，掺加矿物掺合料的混凝土可以减少混凝土的自由收缩和干缩，从而减少混凝土的裂缝。
此外，矿物掺合料的细粉末能够填补混凝土中的孔隙和粉化空隙，从而提高混凝土的密实性和耐久性。
3. 降低混凝土的碳排放掺加矿物掺合料的混凝土可以降低混凝土的碳排放，因为矿物掺合料的生产过程通常比水泥的生产过程更加环保。
此外，矿物掺合料中的一些化学成分可以替代水泥中的一些成分，从而减少水泥的使用量和碳排放。
4. 降低混凝土的成本掺加矿物掺合料的混凝土可以降低混凝土的成本，因为矿物掺合料通常是工业副产品、废弃物或天然矿物，其价格相对较低。
此外，由于掺加矿物掺合料的混凝土具有更好的耐久性和抗裂性能，因此可以减少维护和修复成本。
混凝土中掺加矿物掺合料的机理掺加矿物掺合料的混凝土具有更好的工作性能、耐久性和可持续性的原因主要有以下几个方面：1. 矿物掺合料中的化学成分对混凝土的化学反应有利。
混凝土中添加活性矿物掺合料的效果研究
混凝土中添加活性矿物掺合料的效果研究一、研究背景混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，它的使用范围广泛，包括建筑墙体、地基、道路、桥梁等等。
然而，传统混凝土存在一些缺点，如强度低、易开裂、耐久性差等等，这些问题都会影响混凝土的使用寿命和安全性能。
为了解决这些问题，研究人员开始探索添加活性矿物掺合料的效果。
二、活性矿物掺合料的概念和分类活性矿物掺合料是指在混凝土中添加的一种矿物质掺合料，它具有较高的活性和反应性能，可以与水中的氢氧化物反应生成硅酸钙、硅酸镁等物质，从而提高混凝土的强度和耐久性。
根据其来源和性质，活性矿物掺合料可以分为以下几种：1. 矿物粉：如粉煤灰、矿渣粉、硅灰等；2. 冶金渣：如高炉矿渣、钢渣等；3. 矿物质：如膨胀土、膨润土等。
三、活性矿物掺合料对混凝土性能的影响1. 强度：添加活性矿物掺合料可以提高混凝土的强度，特别是早期强度，在7天内可以增强30%以上。
2. 抗裂性：活性矿物掺合料可以填充混凝土中的微裂缝，从而提高混凝土的抗裂性能。
3. 耐久性：添加活性矿物掺合料可以改善混凝土的耐久性能，减少混凝土的碱-骨料反应和钢筋锈蚀等问题。
4. 可塑性：添加适量的活性矿物掺合料可以提高混凝土的可塑性，使其更易于施工和成型。
四、活性矿物掺合料的掺量和适用范围活性矿物掺合料的掺量应根据具体情况来确定，一般掺量在20%以下为宜。
此外，不同的活性矿物掺合料适用的范围也不同，需要根据其化学成分和物理性质来选择。
五、活性矿物掺合料的应用1. 桥梁和隧道：桥梁和隧道等建筑结构需要具有较高的强度和耐久性能，添加活性矿物掺合料可以提高混凝土的强度和耐久性。
2. 高层建筑：高层建筑需要具有较高的抗裂性能，添加适量的活性矿物掺合料可以提高混凝土的抗裂性能。
3. 道路和机场：道路和机场需要具有较高的耐久性能，添加活性矿物掺合料可以减少混凝土的碱-骨料反应和钢筋锈蚀等问题，从而提高其耐久性能。
六、活性矿物掺合料的应用案例1. 上海世博中心：上海世博中心是一个由多个建筑组成的大型工程，其中包括一个主展馆和多个辅助建筑物。
混凝土中高性能矿物掺合料的应用研究
混凝土中高性能矿物掺合料的应用研究一、研究背景混凝土是一种由水泥、砂、石子等材料组成的复合材料，在建筑、道路等领域得到广泛应用。
近年来，随着环保意识的增强和资源短缺的压力，人们开始探索新型掺合料的应用，以提高混凝土的性能。
高性能矿物掺合料是一种新型的掺合料，它可以在混凝土中发挥出优异的力学性能和耐久性能，成为混凝土材料领域的研究热点。
二、高性能矿物掺合料的种类及特点高性能矿物掺合料包括硅灰石粉、矿物粉、煤矸石等。
这些掺合料可以提高混凝土的强度、抗裂性、耐久性和抗渗性等性能。
其中，硅灰石粉是一种常见的高性能矿物掺合料，其特点是细度高、活性好、水泥胶体形成快、强度发展迅速，可以加速水泥反应、提高混凝土的强度和耐久性。
三、高性能矿物掺合料的应用研究1.高性能矿物掺合料对混凝土强度的影响多项研究表明，高性能矿物掺合料可以显著提高混凝土的强度。
例如，一项研究表明，在掺入15%的硅灰石粉后，混凝土的28d抗压强度可以提高20%以上。
这是因为高性能矿物掺合料可以填充水泥胶体中的孔隙，增加混凝土的致密性和强度。
2.高性能矿物掺合料对混凝土耐久性的影响除了强度外，混凝土的耐久性也是重要的性能指标。
高性能矿物掺合料可以提高混凝土的耐久性，特别是对于抗硫酸盐侵蚀和碳化的耐久性。
一项研究表明，在掺入30%的硅灰石粉后，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能可以提高50%以上，抗碳化性能可以提高30%以上。
3.高性能矿物掺合料的最优掺量高性能矿物掺合料的掺量对混凝土的性能有重要影响。
通常情况下，高性能矿物掺合料的最优掺量应该在10%~20%之间。
过多的掺量会导致混凝土流动性变差，影响施工质量。
四、高性能矿物掺合料的应用前景高性能矿物掺合料具有广阔的应用前景。
随着人们对于混凝土性能的要求越来越高，高性能矿物掺合料将成为混凝土材料的重要组成部分。
同时，高性能矿物掺合料的应用也符合可持续发展的理念，可以减少水泥的使用量，降低混凝土的碳排放量。
矿物掺合料混凝土水化热及抗氯离子渗透研究
矿物掺合料混凝土水化热及抗氯离子渗透研究矿物掺合料混凝土是指在混凝土中添加一定比例的矿物掺合料，如粉煤灰、矿渣粉等，以替代部分水泥，从而改善混凝土的性能。
矿物掺合料混凝土具有低热合作用、耐环境侵蚀等优点，因此被广泛应用于各种建筑工程以及水利工程等领域。
矿物掺合料混凝土的水化热性能是衡量其性能的重要指标之一、水化热是指在混凝土水化过程中产生的热量，其大小对于混凝土的硬化过程和结构性能有着重要影响。
通常情况下，混凝土水化热较大会导致混凝土温度升高，从而引起混凝土内部产生温度应力，进而导致裂缝的产生。
因此，研究矿物掺合料混凝土的水化热性能对于改善混凝土的使用性能具有重要意义。
目前，关于矿物掺合料混凝土的水化热特性研究主要集中在以下两个方面：1.矿物掺合料对混凝土水化热的影响研究：研究表明，添加适量的矿物掺合料可以降低混凝土的水化热，并改善混凝土的温度控制性能。
这是因为矿物掺合料中的颗粒与水泥颗粒之间可以形成较强的水化反应，从而吸收了部分水泥水化热。
同时，矿物掺合料中的细颗粒还可以填充混凝土的孔隙结构，减少了混凝土的温度升高速率，从而降低了混凝土的水化热。
2.矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性能研究：研究表明，适量添加矿物掺合料可以显著提高混凝土的抗氯离子渗透性能。
这主要是因为矿物掺合料中的硅酸盐等化合物能够代替部分水泥胶凝材料，生成欧几里得混凝土的凝胶物，填充混凝土的孔隙，从而减少了氯离子的渗透速率。
此外，矿物掺合料还能够改善混凝土的微观结构，增加混凝土的致密性，并减少了混凝土的孔隙结构，从而进一步提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。
综上所述，矿物掺合料混凝土的水化热和抗氯离子渗透性能研究为改善混凝土的使用性能提供了重要的理论依据。
今后的研究可以进一步探索矿物掺合料对混凝土其他性能的影响，并结合工程实际，寻求优化矿物掺合料配比的方法，以实现混凝土的高性能化。
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矿渣 在碱性激发剂作用下[ 4] , 矿渣玻璃体表面 的 Ca2+ 、M g2+ 与 O H - 反 应 生 成 Ca ( O H ) 2 和 Mg ( O H ) 2 , Ca( O H ) 2 与体系中溶出的活性 SiO2 反应 生成离子浓度更小的 C- S- H 凝胶, 随着水化反应的继 续, Ca( O H ) 2 晶体不断溶解, C- S- H 凝胶不断沉积, 使 浆体逐渐变稠硬化, 宏观强度迅速增加, 浆体由粘塑性 经弹塑性向脆性发展。
4 水化机理
粉煤灰 粉煤灰化学活性的决定因素是其中玻璃 体含量, 玻璃体中 可溶性的 SiO2 、A l2 O 3 含量及玻璃 体解聚能力[ 3] 。粉煤灰自身只具备潜在活性, 在没有 外加剂的情况下粉煤灰一般不会产生自结现象。粉煤 灰的激活剂通常采用水泥, 粉煤灰中参与水化反应的 成分为活性 SiO 2 和 A l2 O 3 , 活性成分与水泥熟料矿物 水化所释放出来的 Ca( O H ) 2 发生反应。活性 A l2 O3 与 Ca( O H ) 2 反应, 生成铝酸三钙 3CaO A l2 O3 。铝酸 三钙与水反应速度较快, 其水化产物的组成与结构受 溶液中的氧化钙、氧化铝离子浓度和温度的影响很大。 在常 温 下, 铝 酸 三 钙 以 2C3 A + 27H = C4 A H19 + C2 A H 8 水化。因此, 活性 SiO 2 和 A l2 O3 与 Ca( O H ) 2 反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。
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2006 NO. 3
试验 研 究
复合矿物掺合料在水泥中水化机理的试验研究
Study on the Hydration Mechanism of Mineral Composite Admixtures in Cement
参考文献
[ 1] 王亚宁. 粉煤灰混凝土的耐久性研 究. 陕西煤炭 [ J ] . 2003, 02, 12 ~ 13, 16
[ 2] 蒲心诚, 王勇威. 高效活性矿 物掺合料 与混凝土 的高性能 化[ J ] . 混凝土, 2002( 2) : 3~ 6
3 热分析
采用差示扫描量热法( DSC) 进行分析。以空气为 载气, 10 / min 的 速度升温, 将样品升 温到 900 。 图 5、图 6 分别为养护 7d 的水泥净浆的 DSC 曲线。从 图 5 和图 6 可以看出, 两条 DSC 曲线均有四个高度大
图 1 1# 7 天扫描电镜照片 图 2 2# 7 天扫描电镜照片
由于峰面积正比于热量变化, 试验过程保持升温 速度不变、扫描速度等其它参数均一致, 故可从峰面积 相对大小半定量地比较 Ca( OH ) 2 晶体生成量。由图 7、图 8 看出, 养护 28 天的 1 # 净浆试样 的峰面积为 132. 6J/ g , 在 439. 7 出峰; 2# 试样的峰面积为91. 67 J/ g , 在 438. 7 出峰。这说明 2# 试样的Ca( OH ) 2 量 明显下降, Ca( OH ) 2 参与了二次水化反应。
收稿日期: 2005- 11- 28
况下, 三种燃矸骨料混凝土强度接近, 所配混凝土和易 性差别较大, C 种和易性最好, B 种和 A 种相差不大。 在所配混凝土坍落度接近情况下, C 种混凝土各龄期 强度与 A、B 两种相比, 高 10% 以上。( 5) 三种燃矸, A 种更适合用做水泥混合材, B 种次之, C 种最差。作为 骨料配制混凝土, C 种所配混凝土强度、和易性效果最 好, A、B 两种差别不大。
各组配料分别在水胶比为 0. 4 的条件下水化, 在 20m m 20mm 20m m 的模具中成型, 养护一天后脱 模, 然后在标准条件下继续养护至各测试龄期。将各 水化龄期的试块破碎成 5mm 左右的试块, 并立即浸 泡在无水乙醇中 7d, 以终止其水化, 然后在 60 下干 燥 2h~ 3h 时, 烘干后将试 样放在密闭干燥的容器中 备用。试验配方: 1# 水泥 100% ; 2# 水泥 掺合料= 70 30。
关键词: 复合矿物掺合料; 水化机理; 粉煤灰; 坍落度 中图分类号: T Q172 4+ 4 文献标识码: B 文章编号: 1005- 8249( 2006) 03- 0015- 03
用两种或多种矿物超细粉混合而成的复合矿物掺 合料可代替部分水泥, 不仅降低成本, 而且由于掺合料 中的矿物质粉体材料可填充水泥的空隙, 也可改善混 凝土中水泥、石与骨料的界面结构, 在相同水胶比下, 与基准水泥浆相比能提高流动性, 硬化后能提高强度, 抗渗性与耐久性均得到提高[ 1] 。复合矿物掺合料中含 有大量无定形态 SiO 2 和 A l2 O 3 , 在水泥混凝土体系中 主要体现出增强效应、填充效应、增塑效应、温峰削减 效应、耐久性改善效应。复合矿物掺合料主要由粉煤 灰、矿渣、天然矿物等经磨细复配而成。
T iO2 P2O 5 S 0. 4 0. 125 1. 24
Байду номын сангаас
M nO 0. 07
比表 面积
/ cm2 /g
密度 /g
/ cm2
3420 2. 98
粉煤灰 6. 82 6. 75 53. 6 27. 0 1. 46 - - - - 4500 2. 33
矿渣 0. 25 41. 1 33. 5 15. 4 8. 0 0. 62 0. 005 0. 79 0. 32 5240 2. 93
天然矿物 沸石内部充满大小均一的细微空穴和 孔道, 具有较大的内表面积, 可为水泥水化提供更大的 空间。由于界面 水气交换作用 , 浆体中的自由水随 水化龄期增长消耗减少后, 沸石孔中又释放出吸附水,
试验 研 究
对界面处的浆体进行自养护, 提供沸石中活性组分与 水泥反应所需要的水, 界面不断得到加强, 使沸石表现 出 较高活性 [ 5] 。并且沸石中的活性组分在水泥浆体 中可与水泥熟料水化生成的 Ca( O H ) 2 及水泥中的石 膏反应生成 Aft 相, 又促进水泥继续水化。
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图 7 1# 样 28 天的差示扫描量 图 8 2# 样 28 天的差示扫描
热曲线
量热曲线
小不同的峰。分析图 5 和图 6 认为 1 号峰是吸附水, 含量不定, 基本在 105~ 110 之前全部 逸出, 对鉴定 矿物作用不大。2 号峰大约在 120 左右, 它主要是由 水化产物 C- S- H 凝胶吸热脱水引起的。3 号峰的温度 接近 500 , 是 Ca( O H ) 2 脱水峰。4 号峰是 600 ~
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2006 NO. 3
粉煤灰综合利用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
试验 研究
2 净浆结构 SEM 分析
从养护 7d 的基准水泥净浆 1# 的 SEM 照片( 图 1) 可看出: 水化初期, 水泥净浆内部固相间空隙大, 水 化物少, 生长空间大, 容易辨认, 纤维状及网状水化物 水化 硅酸钙 ( C- S- H 凝胶) 及片 状 Ca( O H ) 2 生长良 好, 外形完整, 此外还有大量针状 A ft 相生成。
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2006 NO. 3
800 时 CaCO 3 分解峰。水 泥水化初期, C- S- H 凝胶 生成量较少, 出峰也不太明显, 而 Ca( O H ) 2 生成量相 对较大, 这与前面 SEM 图中观察到的结果一致。
的标准稠度用水量越高; 燃矸细度越大, 标准稠度用 水量越大。同掺量同细度情况下燃矸水泥标准稠度需 水比的排序为 A> B> C。( 3) 燃矸对所配水泥早期( 3 天) 强度贡献不大, 对后期( 28d) 强度贡献较高。在同 水胶比情况下, 同掺量、同细度的燃矸水泥活性指数最 高的是 A 种, B 种次之, C 种最低。( 4) 在同水灰比情
成的。 复合矿物掺合料水泥净浆 2# 28dSEM 照片( 图
4) 表明, 水化产物明显多于 7d 的。掺合料中的许多颗 粒已被侵蚀, 有的矿渣颗粒表面变得粗糙, 有许多小孔 洞和水化产物覆盖在其表面, 有的已近解体, 说明矿渣 已参与了反应。粉煤灰颗粒表面也变得粗糙, 有被侵 蚀的孔洞, 有的颗粒已近解体, 说明其反应程度不同。 由于掺合料中含有沸石, 水化产物中有蠕虫状水化物 生成, 它们是沸石中 的活性组分与 水泥水化 生成的 Ca( OH ) 2 反应生成 C- S- H 凝胶所致。1# 样 28d 水泥 石结构表面比 7d 的密实, 但与 28d 的2# 样水泥石表 面结构相比, 就显得比较疏松。说明 28d 时掺合料中 的活性组分已与水泥水化产生的Ca( O H ) 2反应, 体系 中的Ca( O H ) 2 浓度降低, 使水泥水化继续进行。
张月星, 陆文雄, 王 律, 乔 燕
( 上海大学化学系, 上海市 200444)
摘 要: 通过比较复合矿物掺合料净浆与基准水泥净浆的 SEM 形貌差别来研究复合掺合料的水 化机理。并采用差 示扫 描量热法( DSC) 通过对其吸热峰的峰高和峰 面积的分析进而对体系中水 泥水化产物 的成分进 行了验证, 从而揭 示 胶凝体系的水化反应机理。