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高性能混凝土知识问答(二)

发布日期:2018-11-21 浏览次数:

高性能混凝土知识问答(二)

 

1.高性能混凝土选择水泥的原则是什么?

国外研究用于高强高性能混凝土的特种水泥有球形水泥、调粒径水泥、超细磨水泥和高贝利特水泥等,这些水泥有的尚处于实验研究阶段,有些水泥国内并无生产,所以一般不推荐首选使用特种水泥。

根据高性能混凝土的特点,从国内实际情况出发,选用的水泥应具有足够的强度,同时具有良好的流变性,并与目前广泛应用的高效减水剂有很好的适应性,较容易控制坍落度损失。在我国,普通水泥和硅酸盐水泥的强度等级完全可以满足高强高性能混凝土配制的需要,最常使用的是42.5强度等级以上的水泥。

特别需要说明的是,配制高强度混凝土不一定必须使用高强度水泥。因为我国水泥的强度等级是按照规定的水灰比(0.50)成型水泥砂浆,养护至规定龄期来确定的。而在高强混凝土中水胶比一般只有0.30左右,和水泥强度等级检验时的水灰比(0.50)相比,有了明显的减小,这时不同强度等级水泥强度发展情况、水化产物结构与水泥强度检验水灰比条件下完全不一样。化学外加剂和矿物外加剂的使用,使得用较低强度等级水泥配制高强混凝土有了可能,试验证明还具有较多的优势。

总之,在选择高性能混凝土用水泥时,要综合考虑水泥的各项性能和水泥的成本,很重要的一点是要选择流变性好、早期反应性能低的水泥,也就是说,一经搅拌,仅结合少量水的水泥或形成钙矾石少的水泥,这时水泥浆体具有良好的流变性,并与多数高效减水剂有很好的适应性,较容易控制坍落度损失。

2. 我国通用硅酸盐水泥品种有哪些?

通用水泥按国家标准的规定有六个品种:①硅酸盐水泥(代号P·Ⅰ或P·Ⅱ),P·I型不掺加混合材,P·Ⅱ型允许有不超过5%的活性矿物混合材料;②普通硅酸盐水泥(P·O),允许以5%~15%的混合材等量取代硅酸盐熟料;③矿渣硅酸盐水泥(P·S),在生产水泥时允许以20%~70%的粒化高炉矿渣作为混合材等量取代硅酸盐熟料,由于矿渣硬度比熟料大,共同磨细时,水泥中的矿渣颗粒太粗,矿渣的潜在活性不能充分发挥;④火山灰质硅酸盐水泥(P·P),允许有20%~50%的火山灰质材料作为混合材等量取代熟料;⑤粉煤灰硅酸盐水泥(P·F),允许有20%~40%的粉煤灰等量作为混合材取代熟料;⑥复合硅酸盐水泥(P·C),用两种以上矿物混合材以总量20%~40%取代硅酸盐熟料。

当用户使用加有混合材的水泥时,往往不清楚所加入的混合材的数量和细度,所以为了保证混凝土的质量并充分发挥矿物质材料的作用,在配制耐久性混凝土时宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,并将矿物质材料以掺合料的形式作为配制混凝土的组分加入拌和料中。当工程水泥用量很大时,也可由水泥厂家根据用户的订货要求,生产满足规定性能指标的水泥,一来减少混凝土搅拌站的贮存;二来减少混凝土配制过程中多组分计量的可能误差。

3. 水泥对混凝土耐久性的影响有哪些?

硅酸盐水泥由原材料烧制的熟料与适量石膏(硫酸钙)磨细而成,熟料中的主要成分有硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2A)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)等。C3S是水泥早期强度的主要来源,水化速度较快,水化发热量较大。C2S是水泥后期强度的主要来源,水化速度很慢,水化发热量最小。C3A的水化最快,水化放热量最大,水化物强度最低,干缩最大。

由于各种水泥的熟料中C3A和C3S含量、水泥细度、SO3含量、碱含量等指标不同,水化后释放的水化热、流变性能、早期强度、后期强度的增长率、抗裂性以及抗化学腐蚀等性能都会有较大差别。从控制碱-集料反应的角度看,需要对水泥含碱量提出上限要求。工程也发现水泥的髙含碱量会促进混凝土的开裂。

为改善混凝土的抗裂性,要控制水泥中的C3A含量,而且C3S的含量也不宜过高。有文献报道,C3A能与氯化物生成水化氯铝酸钙(C3A·CaCl2·10H2O),可消耗一部分引起钢筋锈蚀的自由氯离子,故对氯盐环境下的混凝土有利。

4.配制高强混凝土一定要使用高强度等级水泥吗?

从高强混凝土开始直至现阶段高性能混凝土的研究,国内就一直强调使用高强度等级水泥,即强度不低于42.5强度等级(原525#)的水泥,有人甚至误认为必须使用52.5强度等级(原625#)和62.5强度等级(原725#)的水泥才能制作高强混凝土。“十五”期间,人们对利用不同强度等级水泥配制高性能混凝土进行了研究,旨在发挥中低强度等级水泥优势,配制岀高强HPC。开展这方面的研究主要有下述三个原因。第一,由于高强度等级水泥和特种水泥价格较高,一定程度上影响了高性能混凝土的推广应用。第二,有的高强度等级水泥常采用磨细工艺生产,水泥比表面积大大提高,从而导致混凝土早期开裂,与外加剂之间的适应性变差,给工程应用带来了一系列问题;而在实际生产控制中,为了保证水泥的早期强度,水泥强度超标问题还十分普遍。第三,考虑到低强度等级水泥(32.5级,即原来的425#水泥)比表面积较小,约为300m2/kg,其水化放热速率相对较低,有利于混凝土的早期温升控制,减少早期温度应力产生的裂缝。

中国建筑材料科学研究总院对利用不同强度等级的水泥配制高性能混凝土的进行研究,对比了不同强度等级的水泥在高、低水胶比条件下水化程度和水化产物微观结构的差别;用低强度等级水泥配制了高强高性能混凝土,对其配比、胶凝材料水化热、抗压强度、耐腐蚀性能、碳化性能、抗渗透性能、抗冻融性能进行了系统试验。结果表明,利用中、低强度等级水泥配制高强高性能混凝土是可行的,拓宽了中、低强度等级水泥的应用范围,在充分利用现有水泥资源方面具有很高的使用价值。在对我国水泥生产情况进行分析的基础上指出,必须选用大型水泥厂旋窑生产的中、低强度等级水泥,以保证混凝土的质量和安全性。

5. 什么是矿物外加剂?

国标GB/T 18736《高强高性能混凝土用矿物外加剂》明确规定:用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨细的各种矿物掺合料被称作矿物外加剂,其主要特征是磨细矿物材料,细度比水泥颗粒小,主要用于改善混凝土的耐久性能和工作性能。

6. 混合材、矿物掺合料和矿物外加剂的区别是什么?

各种天然矿物原料和工业废渣越来越多地被用在水泥和混凝土中,因其使用目的、效果和方式不同,分别被称为混合材、矿物掺合料和矿物外加剂。

把在水泥中添加的各种活性矿物混合材料称为混合材。水泥生产过程中,一般将这些矿物混合材料与熟料、石膏共同粉磨,其主要目的是减少熟料用量,降低成本。

把工业废渣以原状或稍加研磨后加入混凝土中,这些矿物材料被称为矿物掺合料。其主要目的是降低水化热,降低成本。

在高性能混凝土搅拌过程中加入的、具有一定细度和活性的、用于改善新拌和硬化混凝土性能(特别是混凝土耐久性)的某些矿物类的产品,被称为矿物外加剂(mineral admix-ture)。这些磨细过的材料与以前用于水泥混合材的矿物原料在作用和性能上有显著不同,主要目的是提高混凝土的密实度,提高混凝土的耐久性能。例如:普通细度的矿渣由于颗粒较粗,水化慢,以致矿渣水泥的保水性差、早期强度低,其混凝土的耐久性不好;而磨细矿渣由于颗粒较细,水化快,并发挥了磨细矿渣的填充和改善集料界面作用,所以各龄期强度都较高。

矿物外加剂是个较新的概念,使用还不普及,国内通常也把矿物外加剂称为矿物掺合料。但是从使用目的、材料性能上看,将三者加以区分还是必要的。

7.矿物外加剂在高性能混凝土中的作用是什么?

矿物外加剂在高性能混凝土中一般有如下几个作用:填充胶凝材料的孔隙,参与胶凝材料的水化,提髙混凝土的致密性,改善混凝土的界面结构,提高混凝土的耐久性与强度;还可以减少水泥用量,有些矿物外加剂还可以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,提高抗渗性和抗腐蚀能力,抑制碱-集料反应等。

为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,混凝土中应适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物外加剂。不同矿物外加剂的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。一般情况下,矿物外加剂掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土的水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土的粉煤灰的掺量不宜大于30%。

8. 常用的矿物外加剂有哪些种类?如何选用?

GB/T 18736《高强高性能混凝土用矿物外加剂》中列出了四种常用的矿物外加剂产品,有磨细粉煤灰、磨细矿渣、硅灰和磨细天然沸石。磨细粉煤灰是干燥的粉煤灰经粉磨达到规定细度的产品。磨细矿渣是指粒状高炉矿渣经干燥、粉磨等工艺达到规定细度的产品。硅灰是在冶炼硅铁合金或工业硅时,通过烟道排除的硅蒸气氧化后,经收尘器收集得到的以无定形二氧化硅为主要成分的产品。磨细天然沸石是以一定品位纯度的天然沸石为原料,经粉磨至规定细度的产品。由两种或两种以上矿物外加剂复合而成的产品被称为复合矿物外加剂。近年来,磨细石灰石粉、磨细钢渣粉等也被用作矿物外加剂用在高性能混凝土生产中。

高性能混凝土施工使用的矿物外加剂应因地制宜选用。在工程开工前应本着就地取材、尽量节约的原则,根据相关技术条件的要求广泛开展调查研究。根据各种矿物外加剂的特点和作用,合理选用。选用原材料时,应考虑供货商的供应能力和质量保证等情况。选择的矿物外加剂必须经过混凝土试配。

9.磨细矿渣对高性能混凝土性能有哪些影响?

一般情况下,使用磨细矿渣可降低胶凝材料系统的标准稠度用水量,改善髙性能混凝土的流动性能;可以延缓胶凝材料的水化速度,使混凝土的凝结时间延长;可改善混凝土的抗硫酸盐性能;矿渣对抑制混凝土中的碱-集料反应是有利的;平滑、致密、吸附性较水泥粒子差的磨细矿渣可能会使混凝土的泌水增大。但泌水性还与取代水泥的磨细矿渣的细度有关,若磨细矿渣的比表面积大于水泥,则泌水就会减少。磨细矿渣比表面积越大,减少泌水的效果越加明显。

在水泥水化初期,胶凝材料系统中的矿渣微粉分布并包裹在水泥颗粒的表面,能起到延缓和减少水泥初期水化产物相互搭接的隔离作用,从而改善了混凝土的工作性。磨细矿渣在碱激发、硫酸盐激发或复合激发下具有反应活性,与水泥水化所产生的Ca(OH)2发生二次水化反应,生成了低钙型的水化硅酸钙凝胶,从而增加水泥的水化程度,加速水泥水化的反应进程,还能改善混凝土的界面结构,从而显著地改善并提高混凝土的强度和耐久性能。所以,一般来说,磨细矿渣掺人混凝土中能够改善混凝土的综合性能。

10.粉煤灰是如何分级和分类的?

我国GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准也把粉煤灰按照煤种分为F类(由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰)和C类(由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰氧化钙含量一般大于10%)。把拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰按其品质分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级,具体要求见表2-1。

考虑到高性能混凝土对早期强度的要求,GB/T 18736对高强高性能混凝土用的粉煤灰矿物外加剂活性指数提出了要求,Ⅰ级粉煤灰7d和28d胶砂的活性指数分别为80%和90%;Ⅱ级粉煤灰7d和28d胶砂的活性指数分别为75%和85%。GB/T 18736规定Ⅰ级粉煤灰的含碳量应小于5%,Ⅱ级粉煤灰的含碳量小于8%。

表2-1GB/T1596-2005对粉煤灰技术要求


 

11.什么是高钙粉煤灰?

高钙粉煤灰是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较髙的粉煤灰。高钙粉煤灰既含有一定数量水硬性晶体矿物,又含有潜在活性物质,即除二氧化硅和氧化铝外,一般还含有10%以上的氧化钙,具有需水量比低、活性高和水硬性、自硬化等特点。在低钙粉煤灰中,CaO绝大部分被结合在玻璃相中;在高钙粉煤灰中,CaO除大部分被结合外,还有一部分是游离的。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。

与普通低钙粉煤灰相比,高钙粉煤灰粒径更小,用作水泥混合材或混凝土掺合料具有减水效果好、早期强度发展快的特点,但是由于其中含有一些游离氧化钙,如果使用不当,可能会造成体积安定性不良的后果,生产水泥制品时出现产品变形、开裂、溃散,给建筑带来严重的安全隐患。随着我国电力工业的飞速发展,越来越多的褐煤、次烟煤被用作动力燃料,也相应地排岀更多的高钙粉煤灰,如上海市每年约有100万吨高钙粉煤灰产生。

12.高钙粉煤灰能用于高性能混凝土的配制吗?

高钙粉煤灰具有水硬性,其活性介于矿渣和低钙粉煤灰之间。2005年,高钙粉煤灰被纳入GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中。标准中规定C类粉煤灰(即氧化钙含量大于10%的粉煤灰)必须按照GB/T 176和GB/T 1344规定的方法进行水泥沸煮安定性试验(高钙粉煤灰的掺量为30%等重量取代水泥)和游离氧化钙含量测试。安定性试验合格,并且其中游离氧化钙含量小于4.0%时,高钙粉煤灰可以用于水泥和混凝土中。

但是,由于高钙灰含有的游离氧化钙,北京市地方性标准DBJ/T 01-64—2002《混凝土矿物掺合料应用技术规程》规定,高钙粉煤灰不宜用于复合掺合料;不得用于掺膨胀剂或防水剂的混凝土中;高钙粉煤灰用于结构混凝土时,根据所用水泥品种的不同,其掺量不应超过以下限制:在矿渣硅酸盐水泥中不大于10%;在普通硅酸盐水泥中不大于15%;在硅酸盐水泥中不大于20%。

13.掺加粉煤灰的混凝土耐久性好吗?

关于掺粉煤灰后混凝土的抗冻安全性问题,世界范围内都进行了大量的研究。质量差的粉煤灰随掺量增加,混凝土的抗冻融耐久性剧烈降低。但当掺用质量较好的粉煤灰,同时适当降低水灰比,则可以收到改善抗冻融耐久性的效果。交通部航局科研所曾用不同细度、不同烧失量的粉煤灰进行混凝土的抗冻试验,结果表明:随着粉煤灰细度和烧失量的増加,粉煤灰混凝土的抗冻性降低。中国水利水电科学研究院对粉煤灰混凝土的抗冻性做过较系统的研究,证明了在等量取代的条件下,粉煤灰掺量为15%时,混凝土抗冻性可得到改善,但当粉煤灰掺量超过一定范围时,将使混凝土的抗冻性受到影响。

中等强度粉煤灰混凝土的碳化不容忽视,在髙性能混凝土中,如果用粉煤灰以较高比例等重量来取代水泥,可能存在碳化问题,故GBJ 146—90规定了粉煤灰在混凝土中取代水泥的限量,见表2-2。

表2-2粉煤灰取代水泥最大限量(单位:%)


 

注:P·I(P·Ⅱ)为硅酸盐水泥;P·O为普通硅酸盐水泥;P·S为矿渣硅酸盐水泥;P·P为火山灰质硅酸盐水泥。

通过长期研究和工程实践,防止掺粉煤灰混凝土碳化,首要因素是确保粉煤灰混凝土的密实度。只有密实度得到保证,抗碳化能力才能得以提高。

关于粉煤灰对ASR的抑制作用,当向混凝土中掺入粉煤灰后,粉煤灰和水泥中的碱反应,能够防止碱-集料反应的过度膨胀。原因可概括为:①粉煤灰对碱的物理稀释作用;②粉煤灰酸性颗粒对R+(Na+、K+)和OH-的滞留、吸附作用;③粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应减少甚至消除体系中的Ca(OH)2;④粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应生成的低Ca/Si比、较高比表面积的C-S-H产物对碱的吸附和滞留;⑤粉煤灰与水泥水化产物的火山灰反应使水泥石结构致密化,从而阻止碱液的迁移,减低R+和OH-水泥石中的扩散系数等几个方面。在计算单方混凝土的总碱量时,粉煤灰带入的有效碱量按照粉煤灰总碱含量的15%计算。

14.硅灰是如何包装运输的?

硅灰是一种极细的材料,密度又很小(180~230kg/m3),不易贮存、运输,运输和工程应用中有时很难处理,所以对于改进其贮存、包装和运输方式,国外进行了广泛研究。硅灰常以泥浆或高密度状态(凝聚体)供应,非凝聚硅灰是一种灰尘,移动困难,运费高,不经济;凝聚硅灰不起尘,也没有固结,容易流动,输送方面也经济。水与硅灰混合成浆状硅灰,比没有凝聚的硅灰输送价格低,而且与化学外加剂容易混合,使用方便。硅灰的包装运输一般有如下几种方法。

(1)硅粉制粒、造球,增大堆密度后贮存前苏联、日本、挪威均硏究成功了硅灰制粒、造球的振动机械。有的不配任何黏结剂,有的加入少量硅酸钠或碱金属的氢氧化物。

据称制成的球粒一般为6~30mm大小,在200~250℃的温度下干燥,或以900℃焙烧,制成的硅灰粒强度很高。日本、前苏联、美国还申请了硅灰制造成球的专利,建立了造球车间。

(2)水化制浆   挪威里列比冶炼厂将硅灰掺入60%~65%的水,经振动搅拌成浆状,泵送混凝土搅拌站进行利用。瑞典Altos合金公司利用50/50比例用水将硅粉制成混凝土,进行贮存、运输。美国研究成功了一种酸化处理硅灰的技术,可使水状悬浮物保持稳定的流动性,而且随时可获得良好的再分离性。前苏联车里雅宾斯克电冶联合工厂用GB92-1-A型混凝土自动搅拌机制成粉浆,使硅灰的密度提高到1250~1300kg/m3。

(3)硅灰增密   挪威埃肯公司研制成功的硅灰增密设备可使增密后的硅灰堆密度提高3倍以上。凝聚体硅灰经混凝土搅拌机搅拌得以再分散。在实际应用硅灰时,一定要注意大块团聚的硅粉颗粒的充分分散,保证加入硅粉的预期效果。

15.硅灰对混凝土性能有哪些有利的影响?

硅灰颗粒细小,比面积大,具有SiO2纯度高、高火山灰活性等物理化学特点,把硅灰作为矿物外加剂加入混凝土中,对混凝土的性能会产生多方面的良好效果。无定形和极细的硅灰对高性能混凝土有益的影响表现在物理和化学两个方面:起超细填充料的作用;在早期水化过程中起晶核作用,并有高的火山灰活性

(1)加速胶凝材料系统的水化。用硅灰替代等重量的水泥后,系统3d和rd水化放热大大增加。需要控制早期水化放热的混凝土工程在选择材料时应该特别注意这一点。

(2)提高混凝土强度当硅灰与减水剂复合使用时,可使混凝土的水胶比降至很低,水泥颗粒之间被硅灰填充密实,混凝土的抗压强度提高。有研究表明,硅灰掺量过高,混凝土后期强度有下降趋势。硅灰混凝土的早期强度好,常用在抢修工程、高层、大跨度、耐磨、抗腐等特殊工程上。水工上使用硅灰高强混凝土提高抗冲磨强度

(3)增加致密度硅灰颗粒很细小,可以填塞在水泥颗粒之间的空隙中。颗粒密堆积,可以减少泌水,减少毛细孔的平均孔径,并减少需水量。硅灰的掺量在5%~10%时,可以获得良好的掺加效果。

(4)改善混凝土离析和泌水性能   浇筑混凝土后,往往产生水从混凝土中分离出来的现象,即在表层形成水膜,也称之为浮浆,使上层混凝土分布不均匀,影响建筑质量。硅灰掺入量愈多,混凝土材料愈难以离析和泌水。当取代率达15%时,混凝土坍落即使达15~20cm,也几乎不产生离析和泌水;当取代率达20%~30%时,将该混凝土直接放入自来水中也不宜产生离析。由于硅灰对混凝土离析和泌水性能的改善,使掺硅灰混凝土可以用作海港、隧道等水下工程。

(5)提高混凝土的抗渗性和抗化学腐蚀性。由于硅灰的掺入提高了混凝土的密实性,大大减少了混凝土空隙,有效地阻止了酸离子的侵入和腐蚀作用,提高了硅灰混凝土的抗渗性能、抗化学腐蚀性,而且对钢筋的耐腐蚀性也有改善。

(6)硅粉对混凝土抗冻性的影响。关于硅粉对混凝土抗冻性的影响,国内外的大量研究表明,在等量取代的情况下,掺量小于15%的硅粉混凝土,其抗冻性基本相同,有时还会提高(如掺量5%~10%时),但掺量超过20%会明显降低硅粉混凝土的抗冻性。

(7)硅灰与碱-集料反应国内外实践表明,硅灰对抑制混凝土中的碱-集料反应是有利的。在计算混凝土的总碱量时,硅灰带入的有效碱量按照其总碱含量的50%计算。

16.硅灰对混凝土性能有哪些不利的影响?

由于硅灰的比表面积大,掺入硅灰后,混凝土的用水量增大,需改变减水剂掺量来调节混凝土的用水量。高性能混凝土中硅灰的掺量宜控制在5%~10%之间,这是因为硅灰会引起早期收缩过大的问题。另外,硅灰的价格较贵,考虑到混凝土的成本,一般在C70级以下的混凝土中未必需要掺入硅灰。

17.矿物外加剂对大体积混凝土温升有何影响?

在高性能混凝土的胶凝材料体系中,一般存在多种组分每种组分发挥各自的作用,并相互影响,共同对高性能混凝土的新拌性能和硬化性能产生作用。在多组分体系中矿渣和粉煤灰的掺量、细度对体系水化热发展有重要的影响。设计了不同胶凝材料组成系统,并分别按照国家标准的直接法测试了胶凝材料体系在加水后不同龄期的水化热。水化热试验结果见表2-3和图2-1。

表2-3水化热试验的胶凝材料组成


 

注:试验使用的是河南新乡李固水泥厂生产的42.5强度等级普通硅酸盐水泥;焦作电厂I级粉煤灰;天津豹鸣集团公司生产的500m3/kg磨细矿渣。


图2-1胶凝材料水化热试验结果
 

上述水化放热量随龄期发展的曲线说明,磨细矿渣和粉煤灰使胶凝材料体系的水化有滞后效应,这是因为,掺有磨细矿渣和Ⅰ级粉煤灰的胶凝材料系统早期产生水化热的速率比纯硅酸盐水泥慢。混凝土中大量的矿渣取代水泥后,参与早期水化反应的水泥量减少,从而相对水化产物减少;矿渣参与二次水化反应的速率主要受矿渣细度及内部Ca(OH)2含量的影响。如图2-1所示,胶凝材料的水化放热曲线表明:掺加比表面积为500m2/kg矿渣的3d前水化放热量低于纯水泥基准样,7d时接近或超过基准试样。

利用这一特点,在C30~C50中低标号混凝土中掺加矿渣和粉煤灰对于减少混凝土早期温差应力引起的早期温缩裂缝是十分有效的。使用粉煤灰对降低水化热的效果更显著。磨细矿渣水泥混凝土早期温升中降低的温升峰值与磨细矿渣的取代率成正比。磨细矿渣的细度越大,就越容易参与早期水化反应,因此,如果对早期水化热有控制要求,就应该优先选择细度稍低的矿渣;必须使用较高细度的矿渣时,就应该注意,只有较高的取代率才能达到预期的降低早期温升的作用效果。

18.什么是化学外加剂

GB/T8075—2005规定了混凝土外加剂的定义,混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺人,用以改变混凝土性能的物质。混凝土外加剂按其主要功能分为四类:①改善混凝土拌和物性能的外加剂,包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等;②调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂,包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等;③改善混凝土耐久性的外加剂,包括引气剂、防水剂和阻锈剂;④改善混凝土其他性能的外加剂,包括膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。混凝土外加剂按其主要成分分为以下两类:

(1)化学外加剂包括各种减水剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂、防水剂等,一般掺量在5%以下。

(2)矿物外加剂包括用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨细的各种矿物掺合料,其主要特征是磨细矿物材料,细度比水泥颗粒小,主要用于改善混凝土的耐久性能和工作性能,如磨细矿渣、硅灰等,一般掺量较高。

19.化学外加剂的作用是什么?

外加剂已经成为现代混凝土中必不可少的组分。化学外加剂品种较多,功能各异。可以说化学外加剂已成为改善混凝土性能方面几乎无所不能的重要措施。其作用为:

①改善混凝土或砂浆拌和物施工时的和易性和可泵性;

②改善混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能

③节约水泥用量或代替特种水泥;

④加速混凝土或砂浆的早期强度发展;

⑤调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度;

⑥调节混凝土或砂浆的含气量;

⑦降低水泥水化热或延缓水化放热速度;

⑧改善拌和物的泌水性能;

⑨提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀盐类的腐蚀性;

⑩减弱碱-集料反应;

改善毛细孔结构;

减少混凝土的收缩;

3提高钢筋的抗锈蚀能力;

40提高钢筋与混凝土的握裹力;

提高新老混凝土界面的黏结力。

20.混凝土减水剂的作用和分类是什么?

减水剂是会凝土外加剂中最重要的品种,是一种能够在持混凝土流动性的情况下,显著减少混凝土用水量的外加剂减水剂是制备高性能混凝土必不可少的技术措施之一。减水剂的加人增大混凝土的流动性,改善施工性(在保持水泥用量和水灰比相同的情况下);由于水灰比的降低,从而提高了混凝土的强度和耐久性等一系列性能(在保持流动性相同的情况下);或者两者兼之。

按照GB8076标准,我国把混凝土减水剂分为高性能减水剂(以聚羧酸系高性能减水剂为代表)、高效减水剂(包括萘系、蜜胺系、氨基磺酸盐系、脂肪族系等)和普通减水剂(以木质素磺酸盐类为代表)三种类型。2007年我国各种减水剂总产量约284.54万吨,其中普通减水剂为17.51万吨,占6.2%;高效减水剂为225.6万吨,占79.3%;高性能减水剂为41.43万吨,占14.6%。每种减水剂所用原材料和合成工艺不同,其分子结构和性能特点也有所差异。

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中国砂石协会

2018年11月21日

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