粉煤灰和矿粉对水泥水化热的影响研究
矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究
矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究引言矿渣粉也是目前商品混凝土生产企业广泛采用的原材料之一。
掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的和易性、流动性，抗压强度等多项性能，同时可以降低生产企业的材料成本提高生产效益。
尤其是利用矿渣粉和粉煤灰等活性混合材相复合，取代部分水泥。
目前，随着我国大型立磨矿粉技术的快速发展，大量细度在400～430m/kg的矿粉得到了广泛应用，矿粉替代水泥量达到40%以上。
现在，众多商品混凝土公司大量使用矿粉，但是由于单掺矿粉，容易导致混凝土发黏a板结，而通过与粉煤灰复配，可以改善混凝土的泵送性能，同时降低了混凝土的生产成本，并且通过次第水化和微集料效应，还改善了混凝土的结构和耐久性。
本文通过对水化热、收缩以及氯离子渗透的研究，指出矿粉和粉煤灰复掺40%～60%，能够有效保证混凝土的强度和耐久性。
1 实验材料及实验方法1.1 原材料水泥：P.O42.5水泥，28天抗压强度52Mpa；粉煤灰：I级粉煤灰；矿粉：S95级矿粉；砂：中砂，细度模数2.7，含泥量小于3.0%；石：5～25mm。
连续级配，含泥量小于0.5%；减水剂：北京成百星JSP-V萘系减水剂。
1.2 实验方法水化热测定参照GB2022-80进行，测得水化温升与时间的关系曲线；自由收缩是在干燥条件下测定25×25×285mm胶砂棒收缩率；氯离子渗透是采用美国ASTM C1202-97方法，记录6小时内通过Φ100×50mm的圆柱体试件的电量Q值，用来评价混凝土的密实程度和抵抗氯离子渗透能力。
2 实验结果与分析2.1 矿粉对水化热的影响在表1和图1中，从曲线2和3可知，掺矿粉的水泥水化速率要高于掺粉煤灰，出现最高温峰时间要早，且最高温峰较粉煤灰高，但是与纯水泥1相比，水化最高温升有了明显降低，这样可以避免由于水化温升导致混凝土内外温差而产生微裂纹；曲线2、3、5，替代水泥量为40%时，单掺矿粉、单掺粉煤灰和双掺矿粉和粉煤灰出现最高温峰时间差距不大。
粉煤灰、矿粉、减水剂的作用
大掺量粉煤灰混凝土的作用及其机理分析2010-4-8 15:8【大中小】【打印】【我要纠错】1.粉煤灰的主要作用粉煤灰在混凝土中的主要作用表现在以下几个方面：（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。
（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。
（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
（5）粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一种呈玻璃态实心或空心的球状微颗粒，比水泥粒子小得多，比表面积极大，表面光滑致密，其成分主要是活性氧化硅或氧化铝。
掺入混凝土中的粉煤灰主要产生以下几方面影响：1.活性效应：在常温下，由于粉煤灰的水化反应比水泥慢，被粉煤灰取代的那部分水泥的早期强度得不到补偿，所以混凝土早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生反应，生成大量水化硅酸凝胶。
粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会象树根一样伸入颗粒空隙中，填充空隙，破坏界面区Ca（OH）2的择优取向排列，大大改善了界面区，促进了混凝土后期强度的增长。
2.微集料密实填充及颗粒形态效应：均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水，不但起着滚珠作用，而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。
而且，不会发生泌水离析现象，可施工性和抹面性好，抗渗性、抗冻性好。
【精品】精华资料粉煤灰对硅酸盐水泥水化的影响
粉煤灰对硅酸盐水泥水化的影响摘要通过测量数据的基础上获得的研究表明，粉煤灰对硅酸盐水泥熟料水化的影响，主要是在初始阶段。
考虑到粉煤灰活性成份，被添加在不同水/水泥比例的硅酸盐水泥中。
测定水化热所在的环境温度控制在20℃。
测量非蒸发的水含量和矿物组成。
研究数据表明，参加水化反应的粉煤灰的量在初始阶段很少，而7天后变得更多。
由于水化反应是一个持续的过程，粉煤灰表面组成部分包括钙，氧，硅，铝，碳等对其稳定的结构造成破坏。
此外，玻璃微珠表面变粗糙并粘结融合。
关键词：水化热；一阶和二阶导数治愈；硅酸盐水泥；粉煤灰中图分类号：TU525文献标识码：A文章编号：1671-4431(2010)17-0099-041绪论随着社会各行业的发展，粉煤灰已被广泛应用在各个方面，因为它减少了混凝土材料的费用，节约能源和资源，减少了环境问题。
作为水泥主要成分之一使水泥基复合材料水化过程更复杂，因为它包括很多不固定SiO2和Al2O3，因此具有较高的活性[1]。
粉煤灰水泥水化更重要的阻碍在水/水泥比[2]。
利用粉煤灰产生的效益包括：1)粉煤灰的综合效率不能完全用单一效率的百分比所替代。
2)粉煤灰在混凝土中的主要影响包括三个方面，通常被称为形态效应，火山灰效应，微集料效应[3]。
形态效应表明矿物粉末材料产生的影响源于形状。
结构和表面颗粒和颗粒大小区分伽玛特性[4]。
火山灰效应表明活性因素包括两方面：(1)粉煤灰有很强的火山灰效应，Ca（OH）2能够影响其活性。
(2)它可以促进水泥水化[5,6,7]。
微集料效应主要表现在三个多方面：(1)粉煤灰中玻璃微珠的强度很高，超过700兆帕。
(2)粉煤灰颗粒具有良好的界面性能。
(3)粉煤灰具有良好的分散性，提高混凝土的硬度和均匀性，并填补细毛孔和硬化混凝土中孔隙[8，9]。
即使可能有较高的强度和耐久性。
粉煤灰有一个相对稳定的表面结构，包含Si—O—Si和Si—O—Al，粉煤灰的火山灰效应启动缓慢，直到几个星期之后粉煤灰的水化没有任何重大的进展程度。
超细粉煤灰对混凝土水化热及物理力学性能的影响
超细粉煤灰对混凝土水化热及物理力学性能的影响一、引言粉煤灰是煤燃烧后的主要固体废物，其广泛用于混凝土中以改善其性能。
传统的粗放型粉煤灰利用方式已不能满足现代建筑工程的需求，因此，超细粉煤灰的应用逐渐受到关注。
然而，目前关于超细粉煤灰对混凝土水化热及物理力学性能的影响仍存在争议。
本文将对此进行深入探讨，以期为相关领域提供有益参考。
二、超细粉煤灰的特性超细粉煤灰是一种粒径极小的粉煤灰，其具有较高的比表面积和活性指数。
相较于传统粉煤灰，超细粉煤灰具有更高的利用价值，可以显著改善混凝土的性能。
三、超细粉煤灰对混凝土水化热的影响超细粉煤灰具有较高的火山灰活性，可以与水泥水化产物发生二次水化反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等物质，这些物质可以填充混凝土内部的孔隙，提高混凝土的密实度。
此外，超细粉煤灰还可以延缓水泥的水化过程，降低混凝土的水化热。
四、超细粉煤灰对混凝土物理力学性能的影响超细粉煤灰可以显著改善混凝土的物理力学性能。
一方面，超细粉煤灰的微粒填充作用可以减少混凝土内部的孔隙，提高其密实度，从而增强其抗渗性能。
另一方面，超细粉煤灰的活性成分可以与水泥水化产物发生二次水化反应，生成更多的凝胶物质，增强混凝土的强度。
此外，超细粉煤灰还可以改善混凝土的抗裂性能和耐久性。
五、结论超细粉煤灰对混凝土水化热及物理力学性能具有显著影响。
通过合理利用超细粉煤灰，可以降低混凝土的水化热，提高其抗渗性、强度和耐久性。
然而，目前关于超细粉煤灰在混凝土中的应用仍需进一步研究和探讨，例如最佳掺量、作用机理等方面的问题。
未来可以通过开展相关实验研究，进一步揭示超细粉煤灰对混凝土性能的影响规律，为建筑工程提供更加科学合理的指导。
六、建议与展望在建筑工程中应用超细粉煤灰时，应充分考虑其特性及对混凝土性能的影响。
为了更好地发挥超细粉煤灰的优势，建议采取以下措施：1.加强实验研究：通过开展系统的实验研究，进一步揭示超细粉煤灰的作用机理及其对混凝土性能的影响规律。
矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响
矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土性能的影响1，矿粉比表面积在430～520m2/kg之间,掺量在30%～40%范围,增强效应表现得最为显著。
2，单掺矿粉会使混凝土的粘聚性提高,凝结时间有所延长,泌水量有增大的迹象,可能对混凝土泵送带来一定的不利影响。
3，矿粉和?级粉煤灰复配配制混凝土,可以充分发挥二者的“优势互补效应”,使混凝土的坍落度增加,和易性和粘聚性变好,泌水也得到了改善,同时混凝土成本可显著降低。
(2)矿粉以及矿粉+粉煤灰对混凝土耐久性的影响1)降低混凝土水化热。
对要求严格控温的大体积混凝土，矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合，降低了混凝土的水化热，可以有效地减少混凝土早期温缩裂缝的出现。
2)大幅度提高了混凝土抗渗性能。
3)保证了抗碳化能力。
在达到相同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化能力。
4)保证了抗冻融能力。
矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土在强度和含气量相同的条件下抗冻融能力基本相同;适当掺加引气剂，适当的含气量和间距系数对提高混凝土的抗冻融能力十分必要。
5)混凝土收缩。
考虑前3d的自收缩，无论是配制c30混凝土，还是配制c50混凝土，采用单掺矿粉，与基准混凝土相比，收缩值均无明显变化。
6)混凝土抗裂性能。
矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果优于矿粉单掺。
混凝土早期强度对混凝土早期抗裂性有重要影响，混凝土24h强度越高，混凝土早期越易开裂。
混凝土早期抗裂性与早期强度之间可能存在一个临界值，小于该强度值，混凝土不易开裂，大于该强度值，混凝土容易开裂。
该值与环境条件及约束状态有关。
粉煤灰、矿渣粉及二者复合使用存在的问题尽管粉煤灰与矿渣粉复合使用能够优势互补,但不是随便复合就能够达到应有的目的。
为了更好地发挥二者各自的优势,应选择合适的复合方式和复合比例。
本人根据以往的使用经验认为:最佳方案是?级粉煤灰与比表面积400m2/kg以上的矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量,配制高强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;其次是?级粉煤灰与350～400m2/kg矿渣粉复合,配制低强度等级混凝土时粉煤灰的量大于矿渣粉的量;配制高强度等级混凝土时矿渣粉的量大于粉煤灰的量;最后是?级粉煤灰与比表面积350～400m2/kg的矿渣粉复合或?级粉煤灰与400m2/kg以上的矿渣粉复合,前者比较适合配制高强度等级混凝土,后者比较适合配制低强度等级混凝土。
粉煤灰_矿渣对水泥水化热的影响
Ｅ ｆｆｅｃｔ ｏ ｆ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎ ｄ ｓｌａｇ ｏ ｎ ｈ ｙｄ ｒａｔｉｏ ｎ ｈ ｅａｔ ｅｖｏ ｌｕ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ ｃｅｍ ｅｎ ｔ
ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｙａｎ，ＤＩＮＧ Ｚｈｕ，ＸＩＮＧ Ｆｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｂｏ （ Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０６０，Ｃｈｉｎａ）
２２．９ ２４．４ ５２．８ ６２．３
７（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ２０％）
４８．２ ５５．２
８（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ３０％） ９（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ １０％）
４２．８ ５３．９ ５４．６ ６４．０
１０（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ ２０％）
４８．６
６１．０
１１（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ ３０％）
可能会溶解，再结晶。 放热速率下降，孔隙率减小，颗粒与颗粒 间、浆体与集料间的黏结形成。
水泥水化放热速率与任何单一熟料矿物的水化程度没有 简单的比例关系，与物理性质的发展也没有这种关系。 另外，水 泥的水化放热过程也不能代表实际水泥混凝土的水化过程，因 为 水 泥 混 凝 土 是 在 半 绝 热 条 件 下 发 展 其 力 学 性 质 的 ［２］。
图 1 典型的硅酸盐水泥水化 f 放热曲线[2]
２ 试验
２．１ 试验仪器
水泥的水化反应是一个放热反应，水泥水化放热的周期很
长，但是大部分热量是 ３ ｄ 以内，特别是在水泥浆发生凝结、硬
化的初期放出，这与水泥水化的加速期基本一致。 影响水泥水
化的因素很多，凡是能加速水化的各种因素，均能相应提高放 热速率［４］。 本试验采用的 ＥＰ－３４０８１ 型德国水泥水化热差动热量
粉煤灰与矿渣粉对水泥水化热及胶砂强度影响
粉煤灰是一种人工火 山灰 质混合材 ， 在混 凝土 中使 用 已有 几十年历史 。由于粉煤灰 品质 的不断提高 ， 特别是 Ｉ级粉煤灰
灰， 粉煤 灰的化学 成分 列于表 ３粉煤 灰的品质检 验结果列 于表 ， ４ 。从试验结果来看 ， 平圩 电厂粉煤灰 和重庆粉煤灰 的品质分别 满足 国标 Ｇ １９－ ９“ Ｂ ５６－ １用于水泥和混凝土中的粉煤 灰” Ｉ 中 级粉 煤灰和 Ⅱ级粉煤灰 的技术指标 。
到 ９ ０ｄ龄期时 ， 粉煤灰掺量不 大于 ３ ％的胶砂强度 可以赶上 纯 ０ 水泥胶砂 的强度 ，８ 龄期 时 ， １０ｄ 粉煤 灰掺量 不大于 ４ ％的胶砂 ０ 强度可 以达到 纯水 泥胶砂 的强 度 。在 矿粉 掺量与粉 煤灰 掺量 ３２ ：的混 掺情况 下 ， 即使总 掺量达到 ５ ％， ９ ０ 到 ０ｄ龄期时 ， 其胶 砂强度也能达到纯水泥胶砂强度 的水平 。
６ ＝ ａ ＋ Ｍｇ ＋ Ａｌ ０３ Ｃ Ｏ Ｏ ２
Ｊ Ｄ， Ｓ
５ ４ ２ ． ３８ １ ７ ２ ． ５ １ ５ ５ １ ６ ４ ．５ ６ ６ １１ ７ ３ ５ ５ ６ ．７ ３ ９ Ｏ ６ ０ ５ ．５ １２ ０ ．３ ．１ Ｏ５ ．４
注 ： Ｒ ０＝Ｎ ｅ ＊ ２ ａ ０＋０ ６ ８ ２ ．５ Ｋ ０
ｌ 试验 用原材料
１ １ 水 泥 ．
试验采用 葛洲坝水 泥 厂生 产 的强度 等级为 ４ ． Ｐ ２５ Ｍ ａ中热 硅酸盐水泥。水泥熟料 的矿物 组成及 化学成 分列 于表 ｌ 水泥 ， 的物理力学性 能检验 结果 列于表 ２ 。从检验 结果 来看 ， 度等 强 级 ４ ． Ｍ ａ中热水 泥 的物理力 学性 能指标符 合 国标 Ｇ ２ｏ ２５ Ｐ Ｂ ０一 ２０ “ ０３ 中热硅酸盐水泥 、 低热矿渣硅酸盐水 泥” 的有关规定。
混凝土水化热试验研究
图 １ 不 同粉 煤 灰掺 量 对 水化热 的影 响规 律
的 增 强 ，Ｈ开 始 与粉 煤 灰 颗粒 开始 频 繁 地 接 触 并进 行 Ｃ
水 化 反应 ， 生成 Ｃ Ｈ凝 胶 。生成 Ｃ Ｈ凝 胶 所放 出的热量 Ｓ Ｓ
性 能 ， 足 工 程 施 工 要求 ； 降低 混 凝 土在 生产 过 程 中 满 ③ 原材 料入 搅 拌设 备初 始温 度 ， 而 在 生产 中操 作难 度较 然 大 ； 加 强施 工养 护 ， ④ 如采取 降温 、 保温 法 。
水 化热 。
温 升 规律 ， 析其 影 响水化 放热 的因素 。 分
１ 粉煤灰对水化热的影响
从 图 １ 以看 出 ， 可 降低水 化 热 的数量 和 延长 温 峰 出
当加入 减水 剂后 ， 减水 剂 的憎水 基 团定 向吸 附于 水
亲水 基 团指 向水 溶液 ， 组成 了单分 子 或 多 现 时 间 与粉 煤 灰 的 掺量 有 关 ， 煤 灰 的 掺量 越 大 ， 粉 水化 泥 质 点表 面 ， ① 热 降低 的越 多， 延长 温 峰 出现 的时 间越长 。这是 由于粉 分 子 吸附膜 。这 就起 到 以下三 方面 的作用 ： 定 向吸 附 煤 灰部 分取 代 了水 泥 ， 少 了水 泥用 量 。在 水泥 水 化初 使 水 泥 质 点表 面 带 上相 同 电荷 ，于 是水 泥质 点分 散 开 减 ② 期， 粉煤 灰 并没 有参 与水 化反 应 。水 泥 中 的粉 煤 灰颗 粒 来 ： 由于 极性 分子 吸 附在 亲水 基 团使 水泥质 点 的溶 剂 增 使 在 水泥 水化 初 期是水 化 生成物 的成长 场所 。 随水泥 水化 化 层 显 著增 厚 ， 加 了质 点 间的滑 动 能 力 ， 质 点更 易
单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响
第42卷第7期2023年7月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.7July,2023单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响刘㊀进1,韩㊀达1,张增起2(1.北京城建集团有限责任公司,北京㊀100088;2.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京㊀100083)摘要:以石英粉作为参照,通过监测水化热㊁悬浮液pH 值及凝结时间变化研究了粉煤灰和矿渣粉(GGBS)对磷酸镁水泥水化进程的影响,并测定了砂浆的抗压强度及硬化浆体的孔结构㊂结果表明,粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥的水化具有较强的延缓作用,且矿渣粉的缓凝效果更强㊂粉煤灰和矿渣粉能够改善硬化浆体的孔结构,其中矿渣粉的改善效果更为显著㊂在15%(质量分数)掺量下,单掺粉煤灰和矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆2h 抗压强度都略高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂掺粉煤灰的磷酸镁水泥砂浆后期抗压强度等于或略高于纯磷酸镁砂浆,掺矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆后期抗压强度显著高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂关键词:粉煤灰;矿渣粉;磷酸镁水泥;水化进程;抗压强度;孔结构中图分类号:TQ172㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)07-2472-07Effects of Single-Doped Fly Ash and GGBS on Hydration Process and Strength of Magnesium Phosphate CementLIU Jin 1,HAN Da 1,ZHANG Zengqi 2(1.Beijing Urban Construction Group Co.,Ltd.,Beijing 100088,China;2.School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China)Abstract :Taking quartz powder as a reference,the effects of fly ash and ground granulated blast furnace slag powder (GGBS)on the hydration process of magnesium phosphate cement were researched by monitoring the changes of hydration heat,suspension pH value and setting time.In addition,the compressive strength of mortar and pore structure of hardened paste were determined.The results show that fly ash as well as GGBS have strong delaying effects on the hydration of magnesium phosphate cement,and the delaying effect of GGBS is stronger.Fly ash and GGBS can improve the pore structure of hardened paste,and the improving effect of GGBS is more significant.When the replacement ratio is 15%(mass fraction),the compressive strength of magnesium phosphate cement containing fly ash or GGBS is higher than that of pure magnesium phosphate cement at 2h.The compressive strength of magnesium phosphate cement containing fly ash is equal to or higher than that of pure magnesium phosphate cement at late ages.While the compressive strength of magnesiumphosphate cement containing GGBS is significantly higher than that of pure magnesium phosphate cement at late ages.Key words :fly ash;GGBS;magnesium phosphate cement;hydration process;compressive strength;pore structure 收稿日期:2023-03-22;修订日期:2023-05-15基金项目:中国科协青年人才托举工程(2022QNRC001)作者简介:刘㊀进(1992 ),男,博士㊂主要从事建筑材料及建筑工程的研究㊂E-mail:liujin001@ 0㊀引㊀言磷酸镁水泥是一种新型胶凝材料,主要由MgO 和可溶性磷酸盐组成,其凝结速度快,早期强度高,可应用于军事设施㊁机场㊁桥梁的抢修抢建工作中[1-2]㊂同时,磷酸镁水泥具有黏结强度高㊁收缩小的特点,是一种较为理想的修复材料[3-4]㊂磷酸镁水泥还被用于核废弃物固化㊁防腐涂层等,具有广阔的发展前景[5-6]㊂然而,磷酸镁水泥早期的反应速率高,水化进程往往难以监测,此外其凝结时间短,对工程实际应用形成了一定考验㊂MgO 和KH 2PO 4的生产成本较高,导致磷酸镁水泥的价格昂贵,不利于其在建筑领域的推广和应用㊂第7期刘㊀进等:单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响2473㊀矿物掺合料如粉煤灰(fly ash,FA)㊁矿渣粉(ground granulated blast furnace slag powder,GGBS)等在硅酸盐水泥中已得到了广泛研究㊂近年来,各类矿物掺合料也逐渐应用于磷酸镁水泥,矿物掺合料不仅可以调节磷酸镁水泥的性能,还能够降低磷酸镁水泥的材料成本[7]㊂掺入粉煤灰和矿渣粉后,磷酸镁水泥的早期强度往往降低,当掺量不高时,其后期强度能够有所增长[8-9]㊂粉煤灰在磷酸镁水泥中曾被认为是惰性填料,仅具有稀释和填充作用[10]㊂但也有学者[11-12]认为,粉煤灰在磷酸镁水泥中能够表现出化学活性,其与磷酸盐反应可能生成磷酸钙㊁硅酸钾铝㊁磷酸铝相等㊂矿渣粉在磷酸镁水泥中具有化学活性,可能与磷酸盐反应生成磷铝酸钾等水化产物[11]㊂本文通过制备高水胶比浆体和高水胶比悬浮液,监测磷酸镁水泥早期的水化放热和pH 值变化情况,并以石英粉(quartz powder)作为参照,研究了粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及凝结时间的影响㊂此外,对单掺粉煤灰和矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆的抗压强度及硬化浆体的孔结构进行了探索㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料试验所用MgO 为经1700ħ过烧的镁砂(magnesia powder),KH 2PO 4与硼砂的纯度不低于99%㊂试验所用粉煤灰为一级粉煤灰,矿渣粉为S105级矿渣粉㊂镁砂㊁石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉的主要化学组成如表1所示,粒径分布如图1所示㊂试验所用砂为符合‘水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)“(GB /T 17671 2021)规定的ISO 标准砂㊂表1㊀原材料的主要化学组成Table 1㊀Main chemical composition of raw materialsMaterial Mass fraction /%CaO SiO 2Al 2O 3MgO Fe 2O 3ZnO Na 2O K 2O P 2O 5Magnesia powder 3.36 1.960.3893.180.76 0.02 Quartz powder 0.0199.920.020.010.01 0.01 Fly ash 5.5746.9234.210.717.270.040.24 1.480.22GGBS 40.2330.8116.217.090.950.060.180.560.12图1㊀原材料的粒径分布Fig.1㊀Particle size distribution of raw materials 1.2㊀配合比掺入石英粉㊁矿渣粉和粉煤灰后,复合磷酸镁胶凝材料的配合比如表2所示㊂其中,Q15㊁F15和G15的掺量为15%(质量分数),Q30㊁F30和G30分别表示石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉的掺量为30%,取代方式为同时取代MgO 和KH 2PO 4,即保持MgO 与KH 2PO 4的比值不变㊂按照配合比对胶凝材料进行称量后,制备复合磷酸镁硬化浆体和磷酸镁砂浆,分别用于凝结时间㊁孔结构以及抗压强度测试,其水胶比为0.18,缓凝剂(硼砂)的掺量为MgO 与KH 2PO 4质量和的4%,砂浆的胶砂比为1㊂制备高水胶比浆体和高水胶比悬浮液,分别用于水化热和pH 测试,浆体的水胶比为0.5,悬浮液的水胶比为5㊂表2㊀复合磷酸镁胶凝材料的配合比Table 2㊀Mix ratio of composite magnesium phosphate cementitious materialsSample Mix ratio (mass fraction)/%MgO KH 2PO 4Quartz powder Fly ash GGBS MPC 59.940.1 Q1550.934.1152474㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷续表Sample Mix ratio /%MgO KH 2PO 4Quartz powder Fly ash GGBS F1550.934.1 15 G1550.934.115Q3041.928.130F3041.928.1 30G3041.928.1 301.3㊀测试方法磷酸镁水泥的水化放热采用等温水化量热仪进行测试,仪器环境温度为25ħ,称取10g 水泥与5g 去离子水,搅拌约30s 后放入仪器中监测水化放热情况㊂高水胶比悬浮液的pH 值测试依照文献[13]中的方法,将20g 水泥与100g 去离子水倒入烧杯中后,以300r /min 的速率搅拌,每间隔10s 采集悬浮液的pH 值㊂磷酸镁水泥净浆的凝结时间依照‘水泥标准稠度用水量㊁凝结时间㊁安定性检验方法“(GB /T 13462011)规定的方法测试,浆体倒入试模后,采用维卡仪每间隔30s 测试其凝结情况,将终凝时间作为磷酸镁水泥的凝结时间㊂磷酸镁水泥浆体搅拌完成后,倒入离心管中进行密封,28d 龄期时,将硬化浆体剪切成边长约5mm 的小立方块,用无水乙醇浸泡终止水化,在40ħ下烘干24h 后,采用压汞仪测试样品3.2nm ~360μm 的孔径分布情况㊂制备40mm ˑ40mm ˑ160mm 的砂浆试样,在2h㊁1d㊁7d㊁28d 和90d 时,依照‘水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)“(GB /T 17671 2021)规定的测试方法,采用300kN 电液式压力机测试磷酸镁水泥砂浆的抗压强度㊂2㊀结果与讨论图2㊀粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化放热的影响Fig.2㊀Effects of fly ash and GGBS on hydration heat of magnesium phosphate cement 2.1㊀水化热粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化放热的影响如图2所示㊂磷酸镁水泥遇水后,KH 2PO 4立即溶解并吸收一定热量,接着MgO 溶解并释放大量热量,水化放热速率曲线随即产生第一个放热峰;随后MgO 的溶解速率逐渐降低,水化放热速率下降,曲线呈现峰谷;当离子达到过饱和浓度后,开始生成KMgPO 4㊃6H 2O 并释放热量,水化放热速率曲线形成第二个放热峰;随着放热速率逐渐降低,累积放热量曲线最终趋于稳定[14-15]㊂掺入石英粉后,复合磷酸镁胶凝材料的第一水化放热峰的峰值降低,但第二水化放热峰的峰值提高,且出现的时间略有提前;12h 时,掺石英粉的复合磷酸镁胶凝材料的累积放热量高于纯磷酸镁水泥的70%㊂由此可以发现,掺入石英粉后,由于稀释作用,水化初期胶凝材料中MgO 的溶解量减少,但石英粉具有成核作用,能够促进水化产物KMgPO 4㊃6H 2O 的沉淀过程;此外,石英粉的稀释作用还为磷酸镁水泥的水化提供了更多的水分,有利于提高磷酸镁水泥的反应程度,这与硅酸盐水泥体系相似㊂掺入粉煤灰后,复合磷酸镁胶凝材料的第一和第二水化放热峰的峰值均低于掺石英粉的复合胶凝材料,且前者12h 内的累积放热量也低于第7期刘㊀进等:单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响2475㊀掺石英粉的复合胶凝材料㊂粉煤灰对磷酸镁水泥的水化具有抑制作用,其降低了水化产物的生成速率和12h 内的累积放热量㊂掺入矿渣粉后,与掺石英粉时相比,复合磷酸镁胶凝材料不仅第一和第二水化放热峰的峰值降低,且第二水化放热峰出现的时间大幅推迟,与纯磷酸镁水泥相比推迟一倍左右,表明矿渣粉延缓了水化产物KMgPO 4㊃6H 2O 的沉淀过程㊂但尽管如此,掺矿渣粉的磷酸镁胶凝材料随后的累积放热量增长迅速,12h 时的累积放热量不仅显著高于纯磷酸镁水泥的70%,还高于掺石英粉的磷酸镁胶凝材料㊂因此,矿渣粉对磷酸镁水泥水化产物的沉淀具有较强的延缓作用,但其在复合磷酸镁胶凝材料中具有较高的反应活性,使胶凝材料的累积放热量增加㊂2.2㊀悬浮液pH值图3㊀粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥悬浮液pH 值的影响Fig.3㊀Effects of fly ash and GGBS on pH values of magnesium phosphate cement suspension 粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥悬浮液pH 值的影响如图3所示㊂磷酸镁水泥遇水后,KH 2PO 4立即溶解,悬浮液呈酸性,如式(1)~(3)所示㊂随后MgO 溶解,释放OH -,悬浮液pH 值上升,如式(4)所示㊂随着溶液中的Mg 2+不断增多,中间水化产物KMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O 以及最终水化产物KMgPO 4㊃6H 2O 开始沉淀,如式(5)㊁(6)所示㊂之后KMg 2H (PO 4)2㊃15H 2O 吸收OH -,向KMgPO 4㊃6H 2O 转化,悬浮液pH 值降低,如式(7)所示[13,16]㊂根据Xu 等[13]的研究结果,图中t 1时刻为KMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O 和KMgPO 4㊃6H 2O 的沉淀初期,t 2时刻为KMg 2H (PO 4)2㊃15H 2O 开始向KMgPO 4㊃6H 2O 转化的时间点,t 3时刻(pH 值约为8.3)时KMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O 全部转化为KMgPO 4㊃6H 2O㊂KH 2PO 4ңK ++H 2PO -4(1)H 2PO -4ңH ++HPO 2-4(2)HPO 2-4ңH ++PO 3-4(3)MgO +H +ңMg 2++OH -(4)2Mg 2++K ++HPO 2-4+PO 3-4+15H 2O ңKMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O (5)Mg 2++K ++PO 3-4+6H 2O ңKMgPO 4㊃6H 2O (6)KMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O +K ++OH -ң2KMgPO 4㊃6H 2O +4H 2O(7)图4㊀粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥凝结时间的影响Fig.4㊀Effects of fly ash and GGBS on setting time of magnesium phosphate cement 掺入石英粉后,悬浮液pH 曲线的t 2和t 3时刻推迟,由于石英粉的稀释作用,水化产物KMg 2H(PO 4)2㊃15H 2O 的沉淀速度以及其向最终产物KMgPO 4㊃6H 2O 转化的速度减缓㊂掺入粉煤灰后,与掺石英粉相比,悬浮液pH 曲线的t 2和t 3时刻进一步推迟㊂这表明除稀释作用外,粉煤灰对磷酸镁水泥的水化进程还具有一定的抑制作用,这与水化热的研究结果一致㊂掺入矿渣粉后,悬浮液pH 曲线的t 2时刻晚于掺粉煤灰的悬浮液,表明矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程的延缓作用强于粉煤灰㊂2.3㊀凝结时间粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥凝结时间的影响如图4所示㊂与纯磷酸镁水泥相比,掺石英粉的复合磷酸镁胶凝材料的凝结时间略有延长㊂掺入石英粉后,石英粉的稀释作用使磷酸镁水泥中MgO 与KH 2PO 4的比例降低,早期水化产物数量减少,水化产物因沉淀而放出的热量减少,温度对水泥凝结的加速2476㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷作用减弱,导致凝结时间有所增长㊂掺入粉煤灰后,复合磷酸镁胶凝材料的凝结时间在掺石英粉的基础上进一步延长;当掺量为30%时,该现象尤其明显,表明粉煤灰对磷酸镁水泥具有较强的缓凝作用㊂掺入矿渣粉后,复合磷酸镁胶凝材料的凝结时间不仅长于掺石英粉的胶凝材料,还略长于掺粉煤灰的胶凝材料㊂因此,矿渣粉对磷酸镁水泥同样具有缓凝作用,且其缓凝效果强于粉煤灰㊂2.4㊀抗压强度图5㊀粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁砂浆2h 抗压强度的影响Fig.5㊀Effects of fly ash and GGBS on 2h compressive strength of magnesium phosphate mortar粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥砂浆2h 抗压强度的影响如图5所示㊂当石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉单掺掺量为15%时,掺矿物掺合料的磷酸镁水泥砂浆2h 抗压强度均高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂石英粉㊁粉煤灰和矿渣粉的粒径低于MgO 颗粒,将他们掺入磷酸镁水泥后,能够起到填充作用,进而提高砂浆的抗压强度㊂此外,掺粉煤灰和掺矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆2h 抗压强度高于掺石英粉的磷酸镁水泥砂浆,粉煤灰和矿渣粉的化学作用对2h 抗压强度可能也产生了一定贡献㊂当石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉单掺掺量为30%时,矿物掺合料的稀释作用较强,MgO 和KH 2PO 4含量大幅减少,掺石英粉的磷酸镁水泥砂浆2h 抗压强度低于纯磷酸镁水泥砂浆;同时,当石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉单掺掺量为30%时,粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥砂浆具有较强的缓凝作用,因此,掺粉煤灰和矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆的抗压强度略低于掺石英粉的磷酸镁水泥砂浆,但仍高于纯磷酸镁水泥砂浆的85%㊂粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥砂浆抗压强度的影响如图6所示㊂当石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉单掺掺量为15%时,掺石英粉的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度与纯磷酸镁水泥砂浆相差不大,掺粉煤灰的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度略高于纯水泥砂浆,掺矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度显著高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂当石英粉㊁粉煤灰㊁矿渣粉单掺掺量为30%时,掺石英粉的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度略低于纯磷酸镁水泥砂浆,掺粉煤灰的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度与纯水泥砂浆基本相同,仅掺矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆后期的抗压强度高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂综合来看,掺量取15%对抗压强度发展更为有利,矿渣粉比粉煤灰对强度的提升效果更为显著㊂图6㊀粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁砂浆抗压强度的影响Fig.6㊀Effects of fly ash and GGBS on compressive strength of magnesium phosphate mortar 2.5㊀孔结构单掺15%粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥硬化浆体孔结构的影响如图7所示㊂MPC㊁Q15㊁F15和G15大于3.2nm 的孔隙分别为0.125㊁0.150㊁0.137和0.128mL /g㊂在15%掺量下,大于3.2nm 的孔隙从高到低依次为掺石英粉㊁掺粉煤灰㊁掺矿渣粉的硬化浆体和纯磷酸镁水泥硬化浆体㊂值得注意的是,尽管掺粉煤灰第7期刘㊀进等:单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响2477㊀和掺矿渣粉的硬化浆体大于3.2nm 的孔隙高于纯磷酸镁水泥硬化浆体,但掺粉煤灰的硬化浆体中大于200nm 和大于20nm 的孔径均与纯磷酸镁水泥硬化浆体相差不大,掺矿渣粉的硬化浆体中大于200nm 和大于20nm 的孔径均低于纯磷酸镁水泥硬化浆体㊂从微分孔径中可以发现,掺入石英粉㊁粉煤灰和矿渣粉后,硬化浆体中约10000nm 和约1000nm 处的可几孔径向左偏移,大孔的比例减少㊂同时,掺石英粉㊁粉煤灰和矿渣粉的硬化浆体中小于10nm 的凝胶孔的比例显著高于纯磷酸镁水泥硬化浆体㊂图7㊀单掺15%粉煤灰和矿渣粉对硬化浆体孔结构的影响Fig.7㊀Effects of single-doped 15%fly ash and GGBS on pore structure of hardened paste 单掺30%粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁硬化浆体孔结构的影响如图8所示㊂MPC㊁Q30㊁F30和G30大于3.2nm 的孔隙分别为0.125㊁0.136㊁0.121和0.135mL /g㊂在30%掺量下,掺入石英粉后,硬化浆体大于3.2nm 的孔隙增加,10000nm 处可几孔径的峰值增加,但1000nm 处可几孔径的峰值略有降低㊂掺入粉煤灰后,硬化浆体中大于200nm 和大于20nm 的累积孔径均略有降低,孔结构优于掺石英粉的硬化浆体,与纯磷酸镁水泥硬化浆体相差不大㊂掺入矿渣粉后,硬化浆体中10000nm 处的可几孔径向左偏移且峰值降低,1000nm 处的可几孔径降低,硬化浆体中小于10nm 的凝胶孔的比例大幅增加;尽管掺矿渣粉的硬化浆体大于3.2nm 的孔隙高于纯磷酸镁水泥硬化浆体,但前者大于200nm 和大于20nm 的累积孔隙均显著低于后者,因此矿渣粉能够显著细化磷酸镁水泥硬化浆体的孔结构㊂图8㊀单掺30%粉煤灰和矿渣粉对硬化浆体孔结构的影响Fig.8㊀Effects of single-doped 30%fly ash and GGBS on pore structure of hardened paste 综上可以发现,尽管掺入粉煤灰和矿渣粉会减少MgO 和KH 2PO 4的含量,但其填充作用能够细化磷酸镁水泥硬化浆体的可几孔径,提高凝胶孔的比例㊂研究[11-12]表明,粉煤灰和矿渣粉在磷酸镁水泥中可能存在化学活性,粉煤灰与磷酸盐反应可能生成磷酸钙㊁硅酸钾铝等,而矿渣粉与磷酸盐反应可能生成磷铝酸钾等水化产物㊂在填充作用的基础上,粉煤灰和矿渣粉的化学作用有助于进一步改善硬化浆体的孔结构,其中,矿渣粉对硬化浆体孔结构的改善作用更为显著㊂2478㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷3㊀结㊀论1)除稀释作用外,粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥的水化进程还具有较强的延缓作用,进而推迟水泥的凝结时间,其中,矿渣粉的缓凝效果更为明显㊂2)粉煤灰和矿渣粉能够降低硬化浆体的可几孔径,并提高凝胶孔的比例,其中,矿渣粉对硬化浆体孔结构的改善效果优于粉煤灰㊂3)单掺15%粉煤灰和矿渣粉的砂浆2h抗压强度略高于纯磷酸镁水泥砂浆;单掺30%粉煤灰和矿渣粉的砂浆2h抗压强度高于纯磷酸镁水泥砂浆的85%㊂4)单掺粉煤灰的砂浆的后期抗压强度等于或略高于纯磷酸镁水泥砂浆,单掺矿渣粉的砂浆的后期抗压强度显著高于纯磷酸镁水泥砂浆㊂参考文献[1]㊀刘㊀进,呙润华,张增起.磷酸镁水泥性能的研究进展[J].材料导报,2021,35(23):23068-23075.LIU J,GUO R H,ZHANG Z Q.Research progress of properties of magnesium phosphate cement[J].Materials Reports,2021,35(23): 23068-23075(in Chinese).[2]㊀WALLING S A,PROVIS J L.Magnesia-based cements:a journey of150years,and cements for the future?[J].Chemical Reviews,2016,116(7):4170-4204.[3]㊀杨㊀辉,徐㊀鹏,袁㊀伟,等.复合缓凝剂对高强磷酸镁修补砂浆性能的影响[J].硅酸盐通报,2022,41(5):1562-1569.YANG H,XU P,YUAN W,et al.Effect of complex retarder on properties of high strength magnesium phosphate repair 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粉煤灰和矿粉加在混凝土中是起什么作用的？
粉煤灰、矿粉等在混凝土中起的作用主要是增加混凝土的和易性，增加混凝土的干缩性、抗
裂性，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能改善混凝土性能的粉状矿物质，而且耐腐蚀，早期强度高。
简介：
矿粉：主要化学组分为CaO Si02、AI2O3、Fe2O3等。
在混凝土中的作用有：减少水泥用量、改善混凝土的工作性、降低水化热、增进后期强度、改善混凝土的内部结构，提高抗渗和抗腐蚀能力。
混凝土掺入磨细矿粉后能延缓胶凝材料的水化速度，使混凝土的凝结时间延长，这一性质对高温季节混凝土的输送和施工有利。
粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：Si02、AI2O3、FeO、Fe2O3、CaO、Ti02等。
在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的
和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力。
混凝土中掺加矿粉的好处
1. 水泥的细度很大，水化完成后收缩也是比较大的，混凝土中的粗骨料可以约束收缩，
减小混凝土开裂；如果在混凝土中掺入过多的水泥，粗骨料的约束收缩作用下降，
混凝土内部裂缝会增多，结构出现破坏，强度降低。
2. 掺了矿粉有的混凝土强度7d可以达到设计强度的100%。
也就是掺矿粉的龄期可以大大缩
短。
3. 掺矿粉不是一味的的好处，掺了太多，会使得外加剂粘度太大。
4. 矿粉的保水性较差，遇上一些细度不达标的矿粉用于混凝土中，会产生严重的离析、
泌水。
粉煤灰、矿粉、减水剂的作用
大掺量粉煤灰混凝土的作用及其机理分析1.粉煤灰的主要作用粉煤灰在混凝土中的主要作用表现在以下几个方面：（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。
当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，是水泥水化更充分。
（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。
（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
（5）粉煤灰高性能混凝土的性能粉煤灰是一种呈玻璃态实心或空心的球状微颗粒，比水泥粒子小得多，比表面积极大，表面光滑致密，其成分主要是活性氧化硅或氧化铝。
掺入混凝土中的粉煤灰主要产生以下几方面影响：1.活性效应：在常温下，由于粉煤灰的水化反应比水泥慢，被粉煤灰取代的那部分水泥的早期强度得不到补偿，所以混凝土早期强度随粉煤灰掺量的增加而降低。
随着时间的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca（OH）2发生反应，生成大量水化硅酸凝胶。
粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会象树根一样伸入颗粒空隙中，填充空隙，破坏界面区Ca（OH）2的择优取向排列，大大改善了界面区，促进了混凝土后期强度的增长。
2.微集料密实填充及颗粒形态效应：均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水，不但起着滚珠作用，而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。
而且，不会发生泌水离析现象，可施工性和抹面性好，抗渗性、抗冻性好。
3.交互作用：水泥、粉煤灰、外加剂等不同粉料间会产生物理、化学的交互作用。
粉煤灰及矿渣粉对水泥水化热的影响
2020.No.12C€MEtiT粉煤灰及矿渣粉对水泥水化热的影响孟凡兴，薛鲁阳，郝巧趁，孙青(邯郸金隅太行水泥有限责任公司，河北邯郸056700)摘要：水泥水化热随着龄期增加而增加，掺入粉煤灰后各龄期水泥水化热降低，粉煤灰掺量增加与水泥水化热降低幅度不成比例；矿渣粉加入不能明显降低水泥水化热，掺量15%时水泥水化热升高，掺量45%时水泥水化热降低；粉煤灰及矿渣粉复掺相对于纯水泥各个龄期水化热是降低的，但四种复掺配比水化热没有明显规律，在水泥掺量相同时，对水化热降低最明显的是粉煤灰，其次是粉煤灰与矿渣粉复掺，最差为矿渣粉。
关键词：矿渣；粉煤灰；水泥水化热Abstract: The hydration heat of cement increased with increasing age. After adding the fly ash, the hydration heat of cement decreased at each age. The increase of fly ash content was not proportional to the reduction of hydration heat of cement.The addition of slag powder could not significantly reduce the cement hydration heat. The cement hydration heat increased when the slag powder content was 15%, and decreased when the slag powder content was 45%. Each stage hydration heat of cement that added fly ash and slag powder was reduced compared to the hydration heat of pure cement. But there was no obvious rule for the hydration heat of the four kinds of compound cements. When the cement content was the same, the most obvious reduction in hydration heat was fly ash, followed by the blending of fly ash and slag powder, and the worst was slag powder.Key words: slag; fly ash; hydration heatFirst authorfs address: Handan Jinyu Taihang Cement Limited Liability Company, Handan 056700, Hebei, China中图分类号：TQ172.12 文献标识码：A 文章编号：1002-9877(2020)12-0001-03 D〇l: 10.13739/ll-1899/tq.2020.12.001〇引言在实际工程中，硅酸盐水泥的绝对放热量或水 化放热速率对于大体积混凝土工程有很大的影响。
粉煤灰的掺入量对水泥水化反应的影响研究
粉煤灰的掺入量对水泥水化反应的影响研究作者：冯国仪来源：《中国科技纵横》2010年第15期摘要:水泥水化反应会产生一定的热量(水化热),这种热量会提高混凝土的温度,鉴于其较差的导热性能,在开始浇筑时,大体积的混凝土的内外温差较大,随着龄期增长,温度下降,体积收缩,温度应力产生,导致混凝土出现裂缝。
为了应对温度应力,混凝土必须提高自己的抗拉强度,提升极限拉伸值。
采取温控措施,用粉煤灰等其他物质替代部分水泥。
不但可以满足设计要求,更能进行温控,降低内部温度。
本文通过研究不同的的掺量对水泥水化反应的影响,通过对水泥,矿渣粉及复掺的对比,明确其发展规律,为选择合理的粉煤灰的掺量,降低工程成本提供依据。
关键词:水泥水化热,蓄热法,值峰温度,缓峰温度1 前言混凝土工程中,掺和料已经不可或缺,掺和料可以有效降低水泥水化热,从而有效的降低混凝土的温度提升, 提升混凝土的抗拉强度。
从某种意义上来说,其应用为混凝土使用带来了一次变革,优化了其性能,提升其耐久力和使用寿命。
在选择具体的掺料掺量的时候,必须结合工程的实际情况,对于其他因素进行综合考虑,降低工程成本。
通过对不同掺量矿渣粉、粉煤灰及双掺矿渣粉和粉煤灰对水泥水化热性能的影响进行试验研究,了解其水化放热的规律, 从而为选择矿渣粉和粉煤灰的合理的掺量提供依据。
2 不同掺和料对水泥水化热影响的机理不同的掺和料在组成上面是不同的,但是它们都有共同的“三大效应” , 即火山灰效应、形态效应和微集料效应。
粉煤灰的主要化学成分是Si02、AL2O3.和Fe2O3,; 硅粉的主要成分是Si02,磷矿渣主要的成分是Si02和CaO,和水泥熟料的基本矿物成分相同,这三种掺和料都可以通过和水泥的水化产物进行化学反应,增加混凝土的后期强度,提高其耐久性,水泥的主要化学成分有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙,和水混合后便会发生化学反应,其中Ca(OH2)和粉煤灰等发生反应,生成一种新的物质,这种物质有助于提高混凝土的强度,增强其耐久性。
粉煤灰对水泥水化与强度的影响_王建华
# 35#
2009 NO. 5
试验 研 究
粉煤灰综合利用 FLY A SH COM PREHEN SIVE UTILIZATION
粉煤灰沥青混合料的路用性能研究
Study on Perform ance of the Flyash A sphalt M ixtu re in Road
王 建, 李惠霞
1 . 原材料与试验方法
1. 1 原材料 原材料采用北京兴发水泥厂产 PÑ 42. 5拉法基瑞
安基准水泥 (其物理性能和化学成分见表 1、2) 、江门 台山电厂产 I级粉煤灰 (含水率为 0. 2% , 烧失量 1% , 细度 80Lm 筛余 3% , 比表面积 680 m2 / kg) 、JM-PCA ( I) 型聚羧酸高效减水剂。
和 AC-20型中加 入常规 的石粉 及替 代物 粉煤 灰等。 为了更好掌握 粉煤灰沥 青混合料 AC-16型 和 AC-20 型的路用性能, 在单因素条件下对 AC-16型和 AC-20 型的沥青混合料进行各项性能试验。
1 原材料技术性质和混合料组成设计
1. 1 原材料 ( 1) 沥青 ( 基质沥青为茂名 AH-90 沥青, 各项指
收稿日期: 2009- 04 - 28
# 36#
响, 强度值与化学结合水含量的相关性不大。
参考文献
[ 1] 胡曙光, 吕林女, 何永佳, 丁庆军, 耿健, 王晓. 低水胶比下粉煤 灰对水泥早期 水化 的 影响 [ J ] . 武 汉理 工 大学 学 报. 2004, 26 ( 7 ) : 14 ~ 16.
因此, 粉煤灰对结合水含量的影响可归结为两个 方面: 一是粉煤灰消耗水泥的水化产物 C a( OH ) 2, 形成 C-S-H 凝胶, 且粉煤灰颗粒对新拌浆体中水泥颗粒的 分散、解聚作用能够促 进水泥的水化, 增加结合水含 量, 即正效应; 二是, 水泥含量随粉煤灰掺量的增加而 降低, 水泥水化结合水含量也相应减少, 即负效应 [ 3] 。
【揭秘混凝土】第35篇：矿物外掺料对新拌混凝土性质的影响
揭秘混凝土】第35篇：矿物外掺料对新拌混凝土性质的影响1、对混凝土需水量的影响粉煤灰通常可以降低混凝土的需水量，一般可以减少1%到10%，且掺量越大，减水效果越明显。
矿粉也可以降低混凝土的需水量，一般也可以减少1%到10%。
硅粉会使混凝土的需水量增加，掺量越大，需水量增加的越多。
因此，硅粉一定要与高效减水剂一同使用。
2、对混凝土和易性的影响塌落度相同的条件下，粉煤灰和矿粉能够改善混凝土的和易性。
而硅粉使混凝土变得更加的粘稠，需要与高效减水剂一共使用，以便获得需要的和易性。
3、泌水与离析粉煤灰能够改善混凝土的泌水和离析现象的发生，这是在混凝土中使用粉煤灰的原因之一，特别是当混凝土的细骨料较少时，这个优点尤其突出。
如果矿粉的细度与水泥相似，掺加后往往增加混凝土的泌水，但对离析影响不大。
如果矿粉的细度小于水泥的细度，可以降低混凝土的泌水。
4、含气量掺加粉煤灰的混凝土为了获得一定的引气量，通常需要加入更多的引气剂。
矿粉对引气量的影响不明显。
硅粉对引气量的影响很明显，掺量越大，需要的引气剂用量也越大。
因此，对于不添加引气剂的混凝土，掺加粉煤灰和硅粉后，可以减少混凝土的含气量。
混凝土的含气量（或引气剂的掺量）与细度、碳含量、碱含量、有机物含量、烧失量以及粉煤灰中的杂质含量有关。
5、水化热粉煤灰、矿粉、天然火山灰质材料可以降低硅酸盐水泥的水化热。
硅粉对水化热的影响不大。
6、凝结时间粉煤灰和矿粉通常可以具有缓凝性，缓凝程度与硅酸盐水泥的用量、用水量、掺量以及混凝土的温度有关。
缓凝有利于在炎热季节施工，但不利于冬季施工。
7、表面收光除硅粉外，其他矿物外掺料对混凝土的表面收光影响不大。
但硅粉混凝土很粘稠，对表面收光有一定的负面影响。
8、泵送性矿物外掺料能够改善混凝土的泵送性，特别是硅粉，能明显改善混凝土的泵送性。
9、塑性开裂由于降低了混凝土的泌水，硅粉混凝土容易出现塑性开裂，因此必须加强湿养护。
其他矿物外掺料对塑性开裂影响不大。
粉煤灰对水泥性能的影响
粉煤灰对水泥性能的影响：1.对水泥水化反应的影响：粉煤灰掺量越大，二次水化程度越大，水泥石中氢氧化钙的含量越少，热分析结果表明，氢氧化钙的含量随粉煤灰掺量的增加而减小，因为粉煤灰会不断的消耗氢氧化钙，即与氢氧化钙发生火山灰反应。
2.粉煤灰对水泥水化产物形貌的影响：未掺粉煤灰的水泥浆体，7天龄期时可以观察到大量结晶完好的氢氧化钙晶体，掺50%粉煤灰时，水泥石中氢氧化钙晶体较少，结晶度差，氢氧化钙开始与粉煤灰发生反应，说明氢氧化钙对粉煤灰活性的激发需要一定时间。
另外，粉煤灰中的球形颗粒可以作为微细填充料填充水泥凝胶体微孔中，这样会减少氢氧化钙晶体数量，提高水泥石体积稳定性和密实性，并且掺入粉燥灰可以明显降低水化热，且降低效果比矿渣好。
粉煤灰中参与水化反应百分率最大的是氧化钙和氧化镁,其次是氧化铝和氧化铁,最低的是氧化硅，但是一般氧化铝和氧化硅的含量最高，氧化硅反应慢，但是水化产物数量会不断增加。
虽然粉煤灰的加入，会对水泥的水化有一些积极影响，但是如果掺量过多，水泥石中的氢氧化钙就有可能过少甚至不存在，使体系发生缺钙而造成水化产物不稳定，抵抗溶蚀能力减弱，从而使水泥的耐久性受影响。
如果在磷酸镁水泥中掺加粉煤灰,粉煤灰中的成分会不会发生二次水化反应呢？相关实验结果表明，磷酸镁水泥中加入粉煤灰可以改善镁水泥的一些特性，但是具体原因主要是物理填充作用还是粉煤灰中的成分发生水化反应生成的水化产物的贡献呢？对于这一点，我觉得可以采用对比观察试验来验证，对掺有粉煤灰和没有掺粉煤灰的试块进行孔隙测试，比较内部孔隙种类，大小，孔径分布等情况来判断粉煤灰的物理填充作用；也可以观察产物微观形貌，观察粉煤灰在硬化浆体中的形貌特征来判断其是否发生水化反应，并通过其产物特性来推测其作用原理。
对于普通水泥的水泥石，如果氢氧化钙含量过低，会降低其抗溶蚀能力，影响耐久性，磷酸镁水泥耐水性差的原因是否也是因为其中的某种成分的影响呢？一般认为是其中未完全反应的磷酸二氢钾会遇水溶解，反过来侵蚀水化产物，从而造成强度降低。
粉煤灰_矿渣对水泥水化热的影响_李虹燕
４３．２
５５．１
１４ ｄ １０９．１ ８０．９ ５９．２ ４７．９ ３５．１ ７７．５ ６９．３ ６２．８ ７３．７ ７７．２ ７８．６
ＭＰａ ２８ ｄ １１０．１ ９７．９ ７３．９ ５９．１ ４３．２ ８６．１ ７９．５ ７６．３ ８６．４ ８９．３ ９０．４
从试件的抗压强度可以看出，水泥净浆的强度随着水灰比 的增加而降低，随着龄期的增加而升高。 用粉煤灰和矿渣取代 部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度 小 ，但 是 掺 加 掺 合 料 的 试 件 后 期 强 度 增 加 快 ，从 ２８ ｄ 强 度 看 还 是不及纯水泥净浆的强度。 掺加掺合料试件的早期强度随着掺 合料的比例的增加降低得越多，掺粉煤灰的试件比掺矿渣的试 件早期强度更低，这与矿渣具有相对粉煤灰更高的活性有关。
３．２
２０
１．５６５
８．４３５
３．２
３０
２．４１３
７．５８７
３．２
表 4 掺加矿渣的胶凝材料的水化热试验方案（ W/C=0.32）
矿渣体积取代率 ／％
矿渣 ／ｇ
水泥 ／ｇ
水 ／ｇ
１０
０．９２５ ９
９．０７４ １
３．２
２０
１．８８６ ８
８．１１３ ２
３．２
３０
２．８３０ ２
７．１６９ ８
３．２
３ 试验结果与分析
２２．９ ２４．４ ５２．８ ６２．３
７（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ２０％）
４８．２ ５５．２
８（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，ＦＡ ３０％） ９（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ １０％）
４２．８ ５３．９ ５４．６ ６４．０
１０（ Ｗ／Ｃ＝０．３２，Ｓｌａｇ ２０％）
泵送混凝土水化热现象探讨
泵送混凝土水化热现象探讨作者：梁薇薇来源：《商情》2014年第33期混凝土在凝结硬化期间水泥发生水化反应放出大量水化热，根据传热原理，较大体积混凝土内部的热量散发是一个漫长的过程，本文对低成本高性能泵送混凝土水化热现象进行了简要的分析。
泵送混凝土水化热现象混凝土在凝结硬化期间水泥发生水化反应放出大量水化热，根据传热原理，较大体积混凝土内部的热量散发是一个漫长的过程，水化热导致内部混凝土的温度不断上升，而混凝土表面的温度由于空气的热交换要比内部混凝土低，特别是遇到寒流或气温显著变化时，内外温差将在混凝土表面引起很大的拉应力；在后期的降温冷却过程中，由于基础或旧混凝土的约束，又会在混凝土内部引起拉应力。
当这些拉应力超过混凝上的抗拉强度时，即会出现裂缝。
一、实现混凝土减少水化温升的技术途径1、减少水泥总用量，以便降低混凝土内部水泥水化引起的温升。
2、掺加矿物掺和料，如矿粉、粉煤灰等。
3、降低混凝土在生产过程中原材料进入搅拌，设备的初始温度，然而在生产中操作难度较大。
4、加强施工养护，如采取降温、保温法，这需要施工单位密切配合。
采取上述综合措施可以总体降低混凝土内部水化温升，减少由于温度应力导致混凝土结构开裂的概率。
随粉煤灰掺量增加，水化放热逐渐降低，这是由于粉煤灰部分取代了水泥，减少了水泥用量。
在水泥水化初期，粉煤灰很少参与水化反应。
随水泥水化的进行，由于介质中CH浓度加大和向空隙的渗透能力的增强，CH与粉煤灰颗粒开始频繁地接触并进行水化反应，生成CSH 凝胶。
生成CSH凝胶所放出的热量远远小于C3A和CaS水化反应的放热量，并且生成CSH 凝胶的反应较为缓慢，需要经历较长一段时间。
所以随着粉煤灰掺量的增加水化热降低也就越大。
但是粉煤灰掺量的线性增加并没有引起水化热的线性降低，而是比线性值更低，这是因为粉煤灰起到一定的扩散作用，分散了水泥颗粒，一定程度上减缓了水化反应，降低了水化热。
相对不掺粉煤灰，掺加30%（4#）粉煤灰放热峰出现时间延长约2h，最高温度降低10℃左右；掺量达到50%（6#），最高温度比不掺粉煤灰（1#）降低约15℃，放热峰出现时间明显滞后达6h。
超细矿粉对混凝土各性能的影响
超细矿粉对混凝土各性能的影响1、超细矿粉和粉煤灰复合掺用时对混凝土的强度及工作性的影响。
单掺矿粉一般掺量为30％，如果是大体积混凝土可以控制到50％。
但由于单掺矿粉混凝土粘性变大，不利于施工，因此，一般混凝土搅拌站是将矿粉和粉煤灰双掺使用，粉煤灰的掺量为2 0％左右，矿粉的掺量为20％～30％。
通过双掺可以改善混凝土的许多性能，比如说工作性，因为矿粉的粘性好，可以减少由于单掺粉煤灰而引起的混凝土坍落度损失以及泌水和离析等问题，还可以通过矿粉后期强度的增大来补充由于单掺粉煤灰而引起的混凝土28d强度的降低，起到强度互补的作用。
超细矿粉在混凝土中与粉煤灰共同使用时表现出了十分明显的叠加效应，这方面可以大大减少混凝土中CH晶体的生成数量，另一方面又影响了CH晶体的形貌，对混凝土的结构和性能的发展具有重要影响。
随着龄期的延长，浆体结构日趋均匀和密实，这是浆体高强化的重要原因。
因此，在混凝土中，复合掺入超细矿粉可以极大地改善混凝土的界面粘结强度，更进一步地改善混凝土的性能。
2、超细矿粉对混凝土抗渗性能的影响。
矿粉对混凝土抗渗性的改进主要决定于矿粉的两个效应：（1）水化反应。
加入矿粉可以改善骨料与水泥石过渡区的微观结构，由于在过渡区中Ca（OH）2的定向排列，使得混凝土强度低，而且过渡过区的水灰比较大，缺陷多，开孔的气泡也多，因此抗渗性下降。
当加入矿粉后，矿粉中的活性成份与Ca （OH）2反应生成C—S—H凝胶，使界面的Ca（OH）2晶粒变小，孔隙率也得以明显的下降，微结构更为密实，从而使混凝土的抗渗性提高。
（2）微集料效应。
混凝土是由连续的颗粒堆积而成的，砂子填充石子之间的空隙，水泥填充石子之间的空隙，矿粉再填充水泥之间的空隙，这样就使混凝土孔隙率得到下降，同时也防止了离析、泌水的产生，使混凝土的抗渗性能大幅度地提高。
3、矿粉对混凝土中水泥水化热的影响。
水化热是由水泥水化产生的。
由于混凝土不易散热，导致了混凝土内外温差较大，使混凝土内外产生非线性的温度梯度。
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９ １ ５．％ ９ ２ ２．％ ８ ９ ８．％
９５６％ ． ９３１ ．％ ８ －％ ９３
就是 １ 天的水化热降低没有效果 ，比不掺矿粉的水化热 还高 ， 降低幅度 反而小 ； 但在 ２天后 ， 矿粉代替部分水泥 后的水化热降低幅度增加 ， 但到了水化后期 ， 掺矿粉降热
的效果不明显 ， ４的曲线也显现出相同的规律 ， 图 这说明
６ ４ ２ ０ ８ ６ ４ ２ ０
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蒋春祥等， 粉煤灰和矿粉 对水 泥水化热的影响研 究
水泥 ＋ 【 １％粉煤 灰 ｌ
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凝 土 质量 至 关重 要 。
２ 试 验设置
２１ 试 验原 材料 ．
水 泥采 用 Ｐ０ ２ 级普 通 硅酸 盐水 泥 ； 采 Ｈ实验 室 ．４ ． ５ 水 ｊ 自 水， 来 测定 水化 热 试 验 时将 水在 ２ ２ ￣ 恒 温 ２ｈ 粉 －０ ４；
【 摘 要 】 本 文研 究 了水泥、 粉煤灰和矿粉替代 水泥 ｌ ７天
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（ 上接第７ 页） ５ 质除总氮、 总磷两项指标超过《 地表水环境
质 量 标 准》 Ｇ ８８ ２０ ）Ｉ 标 准 要 求 外 ， 他 指标 （ Ｂ３３－ ０２ Ｉ类 其
岗南水库与黄壁庄水库梯级开发 、 联合运用 ， 家庄城 市引水库水输水管道分别在两库设有独立 的引水 口， 两
各龄期水化热降低的百分数曲线见 图 ３ 图 ５ ～ 。 从图 ３的曲线来看 ，掺加 了 １％的矿粉对于初期也 ０
各 配 合 比水 泥 水 化 热相 对 纯 水 泥 水 化热 的百 分数
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１ｏ ０ ％
２ ｄ
１ｏ ０％
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龄崩 ｌ ｄ）
龄期 （ ｄ）
图 ３ 掺 １ ％矿 粉 后各 龄 期 水 化 热 降低 的 百 分数 ０
＿ 江苏 省水利科学研究院 南京 一
浇 筑 过 程 中 ． 于结 构 截 面大 、 积 大 、 泥用 量 大 ， 由 体 水 水 泥 水 化 释放 出大 量 的水 化 热 ， 由于混 凝 土 内部 和表 面的 散 热 条 件 不 同 ， 凝 土 中心 温 度 很 高 ， 样 就会 形 成 温 混 这
图 ４ 掺 ２ ％矿粉 后 各 龄 期水 化 热 降低 的百 分数 ０
— 一
， 、１ Ｔ … ｜ ，
， ， Ｌ １． Ｊ
Ｃ １％和 ２ ％掺量 的矿粉并不能降低 ７ ．０ ０ 天后的水化
热 ， 能很 大程 度地 放缓 水 化热 放热 的速率 ； ３％掺 量 但 而 ０
、 二 、 、 ：
掺人 ２％的矿粉 的效果好 于掺入 １％矿粉的效果。对于 ０ ０ 图 ５ 掺加了 ３ ％的矿粉 ， １ ， ０ 从 天到 ７天的水化热都有所
响， 结论如下 ： ａ 水泥水化热随龄期增加而增加 ， ． 掺人粉煤灰后 ， 各 龄期水化热明显降低 ， 但前期降低幅度较大 ， 后期降低的
７ ８
降低 ， 但从两条曲线 的趋势来看 ， 随着龄期的增加 ， 水化
热 的总量会 越 来越 接 近 。
４ 结
论
通过利用粉煤灰和矿粉取代部分水泥 ，测定各个龄 期 的水泥水化热 ，研究粉煤灰和矿粉对水泥水化热的影
掺入 １％或 ２ ％的矿粉 ，对于总 的水化热降低效果不 明 ０ ０
显； 但对于降低水化热放热的速度效果却非常显著， 而且
数 小 时 内完 成 。在混 凝 土 浇 筑 过程 中 ， 着 水 泥水 化 放 随
从图 ２中可 以看到 ， 掺入了粉煤灰后 ， 各龄期水泥水 化热均有不同程度的降低 ； 从曲线的斜率来看 ， １３天 在 ～
内 ，水泥 水化 热 增加 较快 ，而到 后期 水化 热 放热 速 度放
缓 ； 曲线之间的间隔高度来看 ， 从 掺入粉煤灰后 ， 前期的 水泥水化热降低较多 ， 而到后期 ， 比于纯水泥 ， 相 水化热
为 Ｏ０ ～ ．４ ｍｇＬ ．６ ０１ ５ ／ 。
粉对水化 热的降低不是 非常明显， 但能 明显地放缓水 化热放
热速 率 。
【 关键词 】 粉煤灰 矿粉
水泥
水化热
水 泥水化 热 （ 表 １。 见 ）
３ 试 验结果
ｌ 引 言
经 过对 各 配合 比不 同龄 期 水泥 水化 热 的 试验 ，分 析 粉煤 灰 和矿 粉对 水泥 水化热 的影 响状 况 。 ３１ 粉煤 灰 对水泥 水化 热 的影 响 ．
美国混凝土协会 Ａ Ｉ Ｃ 对大体积混凝 土的定义为 ： 体 积大到必须对水泥的水化热及其带来的相应体积变化采 取措施 ， 才能尽量减少开裂的一类混凝土。 由此可见水泥 水化热对大体积混凝土开裂的影响程度。水泥放热的过
程线 见 图 ｌ 。 ｆ
对粉煤灰分别取代 １％、５ ０ １％和 ２ ％水泥进行水化 ０
７
＿ 水泥 ＋ Ｏ ｌ ％粉煤 灰
水 泥 ＋１ ％粉 煤 灰 ５
＋
—
＊ 一水伲 ＋ ０ ２ ％粉 烁 ， 火
ｆ ｊ ｌ
Ｉ
Ｉ
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１
２
３
４
５
６
龄期 （ ｄ）
释放 ， 使得早期水化热降低 ， ３ 同时掺粉煤灰与矿粉对水化热 的影响 ． ２ 对同时掺粉煤灰和矿粉的水化热进行测定 ，计算相
６ ｄ
１ｏ ０ ％
７ ｄ
１ｏ ０％
２ ３ ４
８ ．％ ５１ ７ ．％ ９５ ７ ．％ ５１
８ ５ ９．％ ８ ．％ ３６ ７ ．％ ８９
９ ．％ ２２ ８ ．％ ７８ ８ ．％ ２２
９３４％ ． ８ ９ ９．％ ８ ．％ ６１
９ ．％ ４５ ９ｌ９ ＿％ ８ ．％ ７５
非 常有益 。△
洳 ｌ 嵋
ｍ ５ ０ ０
４
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龄期 （ ｄ）
参 考文献 １ 虹燕 ， 李 丁铸， 锋 ， ． 邢 等 粉煤 灰 、 矿渣 埘水 泥水化 热
的影 响． 土．０ ８ １ ）５ ～ ７ 混凝 ２ ０ （ ０ ：４ ５ ． ２Ｇ ／ ２ ５ － ２ ０ ＢＴ １９ ９ ０ ８水泥水 化热测 定方法 。中问国家 标准化 管理委 员会， ０ ８ ２０ ．
试验采用 《 水泥水化 热测定 方法》 Ｇ ／ ２５ ～ （ ＢＴ Ｉ９９
２０ ）规定 的溶 解热 法进 行 。 ０８ 圜 通 过水 泥 、 煤灰 和 矿粉 不 同 的配合 比进 行试 验 ， 粉 并 测定 各 配合 比下 １ 、 天 、 、 天 、 灭 、 天 和 ７ 的 天 ２ ３天 ４ ５ ６ 天
煤灰 采 用 Ⅱ级灰 ； 粉采 用 ￥５ 渣微 粉 。 矿 ９矿
２２ 试 验方 法和试 验设 置 －
的水化热 ， 比较 了各配合 比下水化热 的变化规律 。试验结果
表 明 ： 用 粉 煤 灰 和 矿 粉 取 代 水 泥 后 ， 凝 材 料 水 化 热 相 比 利 胶 于 纯 水 泥 水 化 热 有 所 降低 ， 降低 的幅 度 与 它们 的水 泥替 代 但 量 不 成 正 比 ； 煤 灰 对 水 化 热 降低 程 度 初 期 好 于 末 期 ， 粉 而矿
８ ０ ６ ５ ５ ０
１ ０ １ ５ ２ ０
１ ０ ２ ０ ３ ０
表 ２中数据明确展示 了各配合比不同龄期水化热 占
一
・
●
・
－
纯水泥水化热的百分数 ， 从这些数据可 以看出， 在前 ２天
一
番
．／
≥
＋
—
一
水泥
内，各配合 比水泥水化热下降的幅度均超过 了粉煤灰的
热 的测定 ， 同纯水 泥进 行水 化热 的 比较 。 配 合 比下 不 并 各
同龄期水化热曲线见图 ２ 。
从 图 １中可 以看 到 ， 在最初 的几分钟 内， 水泥水 化 速率降低 ， 但在 随后 的几小 时内 ， 别是初凝到终凝期 特 间， 水化放热速率迅速增加 ， 在终凝后达到峰值 ， 在都在
图 ５ 掺 ３ ％矿粉 后 各 龄期 水 化 热 降低 的百 分数 ｏ
幅度 较小 。
ｂ 掺人粉煤灰降低水化热的比例随着其掺量增加而 ． 增加 ， 但下降的幅度与掺量并不成正 比。
！ １ ！ ！ ！ ！ ！ ！ ！ ！ ！
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７６
水 利 建设 与 管理 ・０ １ 第 ７期 ２１ 年
承． 化 瓣壤 藤辩 精 对 水滤 ．热 的 彰 蝻 赫＿ 究
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图 １ 水 泥水 化 热 放热 曲线
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潘 荣 生
一 云港 市通榆 河北 延送水 工程管 理处 连 ０ ４ ０一 度梯度 ， 使混凝土内部产生压应 力， 表面产生拉应力 ， 而
混凝 土在早期 的抗 拉强度非常低 ， 当拉应力超过混凝土
的极 限抗 拉 强 度 时混 凝 土 表 面就 会 产 生 裂缝 。 因此 ， 控 制 大 体 积混 凝 土 水 泥水 化 热 对 于减 少 此类 裂 缝 、 高 混 提