高性能混凝土-课件

高性能混凝土 PPT第第1章章 概述概述第二章第二章 高性能混凝土原料高性能混凝土原料国家大剧院，钢筋混凝土结构，国家大剧院，钢筋混凝土结构，C1002大家好 水泥混凝土的组成材料水泥混凝土的组成材料：n水泥水泥 Cementn水水 Watern细集料细集料 Fine aggregaten粗集料粗集料 Coarse aggregaten混凝土外加剂混凝土外加剂 Concrete admixture 改善改善混凝土的性能混凝土的性能 3大家好本章主要内容：本章主要内容：第第一一节节 水水泥泥第第二二节节 矿矿物物外外加加剂剂第第三三节节 集集料料第第四四节节 化化学学外外加加剂剂4大家好第一节第一节 水泥水泥一、水泥的类别和品种一、水泥的类别和品种 类别：通用水泥、特性水泥、专用水泥等类别：通用水泥、特性水泥、专用水泥等 品种品种：n硅酸盐水泥硅酸盐水泥n普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥：熟熟料料+石石膏膏8080且且9595，混合材混合材5 5且且2020硅酸盐水泥，代号硅酸盐水泥，代号P PO O；粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣5%5%或石灰石或石灰石5%的的型硅酸盐水泥，代型硅酸盐水泥，代号号P P熟料熟料+石膏石膏=100%=100%的称的称I I型硅酸型硅酸盐水泥，代号盐水泥，代号P P5大家好 n矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥PS：熟料：熟料+石膏石膏50且且80，粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣20且且50的为的为A型（型（PSA）；）；熟料熟料+石膏石膏30且且50，粒化高炉矿渣，粒化高炉矿渣50且且70为为B型（型（PSB）；）；n火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥PP：熟料：熟料+石膏石膏60且且80，火山灰质混合材，火山灰质混合材20且且40；n粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥PF：熟料：熟料+石膏石膏60且且80，粉煤灰，粉煤灰20且且40；n复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥PC：熟料熟料+石膏石膏50且且80，混合材总量混合材总量20且且50。6大家好大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静 二、水泥的物理性能对高性能混凝土的影响二、水泥的物理性能对高性能混凝土的影响1.密度和容重密度和容重 水泥的密度：物料在没有孔隙状态下单位体水泥的密度：物料在没有孔隙状态下单位体积的质量。积的质量。容重容重(自然密度自然密度)：物料在自然状态下（包括：物料在自然状态下（包括孔隙）单位体积的质量。孔隙）单位体积的质量。影响因素：影响因素：n熟料矿物组成熟料矿物组成n熟料的煅烧程度熟料的煅烧程度n混合材的种类与掺加量混合材的种类与掺加量8大家好 n2.细度细度 水泥细度与水泥性能紧密相关，影响水泥的水泥细度与水泥性能紧密相关，影响水泥的凝结硬化时间、强度、需水性、干缩性、水化热凝结硬化时间、强度、需水性、干缩性、水化热等。等。水泥颗粒细，凝结快，早期强度高，泌水性小；水泥颗粒细，凝结快，早期强度高，泌水性小；但过细也不利，如需水量增加，干缩大，水化放但过细也不利，如需水量增加，干缩大，水化放热集中，电耗增大。热集中，电耗增大。在高性能混凝土中，水泥过细，容易导致混在高性能混凝土中，水泥过细，容易导致混凝土早期开裂，还会影响外加剂的作用效果。凝土早期开裂，还会影响外加剂的作用效果。水泥细度表示方法：筛余、比表面积、颗粒级配。水泥细度表示方法：筛余、比表面积、颗粒级配。9大家好 3.需水性需水性 混凝土中水的作用：混凝土中水的作用：与水泥矿物水化，使混凝土凝结硬化，与水泥矿物水化，使混凝土凝结硬化，产生强度于；产生强度于；使混凝土具有一定的可塑性和流动性使混凝土具有一定的可塑性和流动性水泥水化所需的不以外的游离水会在水泥水化所需的不以外的游离水会在硬化浆体中留下空隙，降低混凝土的硬化浆体中留下空隙，降低混凝土的强度和耐久性。强度和耐久性。10大家好 水泥标准稠度用水量：水泥标准稠度用水量：按规定的方法搅拌，使水泥净浆达到规定按规定的方法搅拌，使水泥净浆达到规定可塑状态时的需水量可塑状态时的需水量 拌和水拌和水/水泥质量。水泥质量。影响水泥净浆需水性的因素：影响水泥净浆需水性的因素：n熟料矿物组成熟料矿物组成n水泥粉磨细度水泥粉磨细度n混合材的种类与掺加量混合材的种类与掺加量11大家好 4.凝结时间凝结时间初凝时间初凝时间+终凝时间终凝时间 维卡仪维卡仪(初凝初凝+终凝针终凝针)影响凝结时间的因素：影响凝结时间的因素：n熟料的矿物组成：如熟料的矿物组成：如C3A含量含量n石膏掺量石膏掺量n碱含量碱含量n熟料煅烧情况熟料煅烧情况n游离氧化钙含量游离氧化钙含量12大家好维卡仪维卡仪13大家好 5.水泥体积安定性水泥体积安定性 水泥硬化后产生不均匀的体积变化。水泥硬化后产生不均匀的体积变化。安定性不良可能产生的后果：使水泥制品或安定性不良可能产生的后果：使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。质量，甚至引起严重事故。原因原因：n熟料中所含的游离氧化钙过多；熟料中所含的游离氧化钙过多；n熟料中所含的方镁石含量；熟料中所含的方镁石含量；n水泥中掺入的石膏过多。水泥中掺入的石膏过多。14大家好 6.强度等级强度等级例如：例如：P.O水泥可分为：水泥可分为：42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R其它类型的可分为：其它类型的可分为：32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R15大家好 7.影响水化热的因素：影响水化热的因素：n熟料矿物组成熟料矿物组成*：影响最大：影响最大n水泥细度水泥细度n混合材掺量和质量混合材掺量和质量n水灰比水灰比n养护温度养护温度16大家好 8.水泥收缩：分为四种：水泥收缩：分为四种：n自身收缩和化学收缩自身收缩和化学收缩水化时绝对体积减少（约水化时绝对体积减少（约7%-9%）引起）引起影响因素主要是矿物组成。影响因素主要是矿物组成。n干缩干缩 水泥浆体中水分蒸发而引起。水泥浆体中水分蒸发而引起。n冷缩冷缩 由于温度下降所引起，又称温度收缩。由于温度下降所引起，又称温度收缩。17大家好 n碳化收缩碳化收缩 在一定相对湿度条件下，空气中的在一定相对湿度条件下，空气中的CO2会会使水泥硬化浆体中的水化产物，如使水泥硬化浆体中的水化产物，如Ca(OH)2、水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化、水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙分解，并释放出水分，从而引起硫铝酸钙分解，并释放出水分，从而引起收缩。收缩。影响因素：影响因素：养护制度养护制度 环境湿度环境湿度 不均匀的收缩将在制品中产生内应力，不均匀的收缩将在制品中产生内应力，甚至发生裂缝，影响质量和耐久性。甚至发生裂缝，影响质量和耐久性。18大家好 9.耐磨性：质量损失率。耐磨性：质量损失率。影响水泥耐磨性的因素：影响水泥耐磨性的因素：n水泥品种水泥品种n混合材种类和掺量混合材种类和掺量 水泥强度越高，则耐磨性越好。水泥强度越高，则耐磨性越好。19大家好 10.抗硫酸盐侵蚀性抗硫酸盐侵蚀性硫酸盐侵蚀：指水化硅酸盐水泥浆体中的矿物与硫酸盐侵蚀：指水化硅酸盐水泥浆体中的矿物与来自环境的硫酸盐离子之间的物理来自环境的硫酸盐离子之间的物理化学作用化学作用引起的混凝土破坏。引起的混凝土破坏。地下水的硫酸盐主要源于含地下水的硫酸盐主要源于含CaSO4、Na2SO4、K2SO4和和MgSO4的土壤。的土壤。硫酸盐侵蚀程度与以下因素有关：硫酸盐侵蚀程度与以下因素有关：侵蚀溶液中的硫酸盐含量；侵蚀溶液中的硫酸盐含量；其他的阴阳离子种类及含量。其他的阴阳离子种类及含量。eg：如：如SO4盐浓度超过盐浓度超过1500mg/L，发生，发生SO4盐侵蚀的盐侵蚀的可能性就大；在氢、镁、氨、氯、硝酸根和碳酸可能性就大；在氢、镁、氨、氯、硝酸根和碳酸根离子共存的条件下，根离子共存的条件下，SO4盐的侵蚀将更严重。盐的侵蚀将更严重。20大家好 影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性的因素：影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性的因素：n混凝土的密实性混凝土的密实性 水泥石空隙率大，抗渗能力差，易受水泥石空隙率大，抗渗能力差，易受侵蚀破坏。侵蚀破坏。n水泥的矿物组成水泥的矿物组成 CaO高，抗侵蚀能力差高，抗侵蚀能力差n混合材的种类和掺量混合材的种类和掺量 掺加掺加FA、SG、Pozzolan可提高水泥的抗可提高水泥的抗侵蚀能力。侵蚀能力。21大家好 三、高性能混凝土用水泥的选择三、高性能混凝土用水泥的选择选择依据：选择依据：n足够的强度足够的强度n良好的流变性良好的流变性n与高效减水剂有好的适应性与高效减水剂有好的适应性 多使用多使用425号以上（尤其是号以上（尤其是525号）硅酸号）硅酸盐水泥、盐水泥、P.O或中热水泥。或中热水泥。综合考虑水泥的各项性能和水泥的成本，选综合考虑水泥的各项性能和水泥的成本，选择流变性好、早期反应性能低的水泥。择流变性好、早期反应性能低的水泥。22大家好第二节第二节 矿物外加剂矿物外加剂一、概述一、概述 在混凝土中加入矿物外加剂的目的：在混凝土中加入矿物外加剂的目的：n减少水泥用量；减少水泥用量；n改善混凝土的工作性；改善混凝土的工作性；n降低水化热；降低水化热；n增进后期强度；增进后期强度；n改改善善混混凝凝土土的的内内部部结结构构，提提高高抗抗渗渗性性和和抗抗腐蚀能力；腐蚀能力；n抑制碱一集料反应。抑制碱一集料反应。23大家好 矿物外加剂的定义：矿物外加剂的定义：用用于于改改善善混混凝凝土土耐耐久久性性能能而而加加入入的的、磨磨细的各种矿物掺合料称作矿物外加剂。细的各种矿物掺合料称作矿物外加剂。矿物外加剂主要特征：矿物外加剂主要特征：是磨细矿物材料，细度比水泥颗粒小。是磨细矿物材料，细度比水泥颗粒小。矿物外加剂的主要种类：矿物外加剂的主要种类：n磨细矿渣；磨细矿渣；n硅灰；硅灰；n粉煤灰；粉煤灰；n天然沸石；天然沸石；n煅烧煤矸石、磨细石灰石等。煅烧煤矸石、磨细石灰石等。24大家好 二、磨细矿渣二、磨细矿渣（一）磨细矿渣的来源（一）磨细矿渣的来源 矿渣是在炼铁炉中浮于铁水表面的熔渣，矿渣是在炼铁炉中浮于铁水表面的熔渣，排出时用水急冷，得到水淬矿渣，生产矿渣排出时用水急冷，得到水淬矿渣，生产矿渣水泥和磨细矿渣用的都是这种粒状渣。水泥和磨细矿渣用的都是这种粒状渣。磨细矿渣是将这种粒状高炉水淬渣干燥，磨细矿渣是将这种粒状高炉水淬渣干燥，再采用专门的粉磨工艺磨至规定细度，在混再采用专门的粉磨工艺磨至规定细度，在混凝土配制时掺入的一种矿物外加剂。凝土配制时掺入的一种矿物外加剂。25大家好 矿渣的粉磨：矿渣的粉磨：n单纯的磨细；单纯的磨细；n在在粉粉磨磨时时可可以以掺掺入入适适量量的的石石膏膏（石石膏膏掺掺量量以掺量以以掺量以SO3为控制指标，应小于为控制指标，应小于4）；）；n由由于于矿矿渣渣较较为为难难磨磨，为为提提高高粉粉磨磨效效率率，在在矿矿渣渣粉粉磨磨时时还还允允许许掺掺入入不不大大于于矿矿渣渣质质量量1的助磨剂；的助磨剂；注意：石膏的性能应符合注意：石膏的性能应符合GB/T 54832008石膏和硬石膏的规定；助磨剂应符石膏和硬石膏的规定；助磨剂应符合合JC/T 667水泥粉磨用工艺外加剂的要水泥粉磨用工艺外加剂的要求。求。26大家好 （二）（二）磨细矿渣的化学成分和物理性质磨细矿渣的化学成分和物理性质 1化学成分化学成分 矿渣的主要化学组成为矿渣的主要化学组成为CaO、SiO2、Al2O3和和Fe2O3等。等。用质量系数用质量系数K来评价粒化高炉矿渣的活性：来评价粒化高炉矿渣的活性：质量系数值越大，矿渣的活性越高。用于生产质量系数值越大，矿渣的活性越高。用于生产高性能混凝土用的矿物外加剂的矿渣质量系数高性能混凝土用的矿物外加剂的矿渣质量系数K应应该大于该大于1.2。粒化高炉矿渣的活性，还与成料条件（淬冷前熔融粒化高炉矿渣的活性，还与成料条件（淬冷前熔融矿渣的温度、淬冷方法以及淬冷速度等）有关。矿渣的温度、淬冷方法以及淬冷速度等）有关。27大家好 矿渣粉中常见的有害成分：矿渣粉中常见的有害成分：nCl-：如对钢筋有锈蚀作用；：如对钢筋有锈蚀作用；n碱含量：影响混凝土碱一集料反应；碱含量：影响混凝土碱一集料反应；nMgO、SO3：影响混凝土体积稳定性。：影响混凝土体积稳定性。28大家好 2.矿物组成矿物组成 XRD图谱表明，水淬矿渣中含有：图谱表明，水淬矿渣中含有：n玻璃体：量较大；玻璃体：量较大；n钙镁铝黄长石；钙镁铝黄长石；n硅酸一钙或硅酸二钙结晶态组分。硅酸一钙或硅酸二钙结晶态组分。因此水淬矿渣具有微弱的自身水硬性？。因此水淬矿渣具有微弱的自身水硬性？。3.细度细度 磨磨细细矿矿渣渣细细度度对对混混凝凝土土性性能能影影响响很很大大，矿矿渣渣微微粉粉的的颗颗粒粒群群形形态态，诸诸如如颗颗粒粒级级配配、粒粒径径分分布布、颗颗粒粒形形貌貌等等特特征征参参数数与与水水泥泥基基材材料料的的流动性、密实性及力学性能也都有密切关系流动性、密实性及力学性能也都有密切关系29大家好 比表面积比表面积 平均粒径平均粒径 300m2/kg 21.2m 400m2/kg 14.5m 800m2/kg 2.5m 粒径大于粒径大于45m的矿渣颗粒很难参与水化反应。的矿渣颗粒很难参与水化反应。用于用于HPC的磨细矿渣的细度一般要求的磨细矿渣的细度一般要求BET达到达到400m2/kg以上，以上，以较充分地发挥其活性，以较充分地发挥其活性，减小泌水性。减小泌水性。BET为为600l000m2/kg的磨细矿渣用于配制的磨细矿渣用于配制HSC时的最佳掺量为时的最佳掺量为3050。30大家好 矿渣细度对混凝土性能的影响：缺陷矿渣细度对混凝土性能的影响：缺陷 1、矿渣越细活性越高，掺入混凝土后，早期产生的、矿渣越细活性越高，掺入混凝土后，早期产生的水化热越大，越不利于降低混凝土的温升；水化热越大，越不利于降低混凝土的温升；2、SG的的BET超过超过400m2/kg，用于很低水胶比的混凝，用于很低水胶比的混凝土时，混凝土早期的自收缩随土时，混凝土早期的自收缩随SG掺量的增加而增大；掺量的增加而增大；3、矿渣粉磨得越细，掺量越大，则低水胶比的、矿渣粉磨得越细，掺量越大，则低水胶比的HPC拌和物越黏稠；拌和物越黏稠；4、粉磨矿渣要消耗能源，成本较高。、粉磨矿渣要消耗能源，成本较高。31大家好 4磨细矿渣需水量比和胶砂活性指数测定HPC 磨细矿渣需水量比和胶砂活性指数是其在磨细矿渣需水量比和胶砂活性指数是其在HPC中应用时的重要质量指标。中应用时的重要质量指标。需水量比：受检砂浆的流动度达到基准砂浆需水量比：受检砂浆的流动度达到基准砂浆相同的流动度时，两者用水量之比。相同的流动度时，两者用水量之比。活性指数：用活性指数：用50矿渣替代水泥制作的试验矿渣替代水泥制作的试验胶砂试件，抗压强度与纯水泥制作的基准胶砂胶砂试件，抗压强度与纯水泥制作的基准胶砂试件抗压强度之比。试件抗压强度之比。实验表明：随着磨细矿渣实验表明：随着磨细矿渣BET的增大，需水的增大，需水量比有下降的趋势，抗压强度比在不同龄期均量比有下降的趋势，抗压强度比在不同龄期均有明显增大的趋势。有明显增大的趋势。磨细是提高矿渣活性的一有效措施。磨细是提高矿渣活性的一有效措施。32大家好 （三）磨细矿渣的贮存、包装和运输（三）磨细矿渣的贮存、包装和运输 注意防潮。活性注意防潮。活性（四）磨细矿渣掺入对混凝土综合性能影响（四）磨细矿渣掺入对混凝土综合性能影响1、改善混凝土的工作性：在水泥水化初期，、改善混凝土的工作性：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。初期水化产物相互搭接的隔离作用。33大家好 2、显著地改善并提高混凝土的强度和耐久性能：显著地改善并提高混凝土的强度和耐久性能：磨细矿渣在碱激发、硫酸盐激发或复合激发下磨细矿渣在碱激发、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，生成低钙型的水化硅酸钙发生二次水化反应，生成低钙型的水化硅酸钙凝凝胶，在水泥水化过程中激发、诱增水泥的水胶，在水泥水化过程中激发、诱增水泥的水化程度，加速水泥水化的反应进程，还能改善化程度，加速水泥水化的反应进程，还能改善混凝土的界面结构。混凝土的界面结构。3磨细矿渣对胶凝材料系统需水量影响磨细矿渣对胶凝材料系统需水量影响 使用磨细矿渣可降低系统的标准稠度用水量。使用磨细矿渣可降低系统的标准稠度用水量。34大家好 4磨细矿渣对胶凝材料系统水化热的影响磨细矿渣对胶凝材料系统水化热的影响 加缓凝组分可大大延缓胶凝材料系统的水化加缓凝组分可大大延缓胶凝材料系统的水化放热过程。放热过程。磨细矿渣的加入，延缓了胶凝材料的水磨细矿渣的加入，延缓了胶凝材料的水化速度，使混凝土的凝结时间延长了，这化速度，使混凝土的凝结时间延长了，这一性质变化对高温季节混凝土的输送和施一性质变化对高温季节混凝土的输送和施工有利，但在冬季施工时要注意防冻，掺工有利，但在冬季施工时要注意防冻，掺加适量的早强剂、防冻剂可以得到要求的加适量的早强剂、防冻剂可以得到要求的性能指标性能指标35大家好 5磨细矿渣对水泥胶砂性能的影响磨细矿渣对水泥胶砂性能的影响流动性：在相同用水量的条件下，掺不同比流动性：在相同用水量的条件下，掺不同比表面积及不同比例的磨细矿渣，可不同程度表面积及不同比例的磨细矿渣，可不同程度地改善胶砂的流动性；地改善胶砂的流动性；强度：掺入强度：掺入400m2/kg的磨细矿渣，其早期强的磨细矿渣，其早期强度随掺量增加有所下降，且低于基准砂浆，度随掺量增加有所下降，且低于基准砂浆，但至但至60d时，胶砂强度与基准砂浆相似；时，胶砂强度与基准砂浆相似；掺入掺入800m2/kg的磨细矿渣，各种不同掺量的胶的磨细矿渣，各种不同掺量的胶砂强度均高于基准砂浆，后期强度也高于基砂强度均高于基准砂浆，后期强度也高于基准砂浆。准砂浆。36大家好 6磨细矿渣对混凝土抗硫酸盐性能的影响磨细矿渣对混凝土抗硫酸盐性能的影响 硫酸盐侵蚀的机理：与形成的新的钙矾硫酸盐侵蚀的机理：与形成的新的钙矾石（三硫型水化硫铝酸钙）有关。其机理石（三硫型水化硫铝酸钙）有关。其机理为：钙矾石是硫酸盐离子与高为：钙矾石是硫酸盐离子与高C3A硅酸盐硅酸盐水泥浆体中的水化产物之间发生化学反应水泥浆体中的水化产物之间发生化学反应的产物。的产物。C3AC H18+2CH+2 +12HC6A 3H32（C3A3C H32）C3AH19+2CH+3 +11HC6A 3H3237大家好 用磨细矿渣替代部分硅酸盐水泥，可改善用磨细矿渣替代部分硅酸盐水泥，可改善混凝土的抗硫酸盐性的原因：混凝土的抗硫酸盐性的原因：随着磨细矿渣的加入，混凝土拌和物中随着磨细矿渣的加入，混凝土拌和物中的的C3A含量降低，矿渣的取代率越大，含量降低，矿渣的取代率越大，C3A含含量降低得越多；量降低得越多；由于形成水化硅酸钙，可溶性由于形成水化硅酸钙，可溶性CH减少，减少，这样减少了形成硫酸钙的条件；这样减少了形成硫酸钙的条件；抗硫酸盐腐蚀在很大程度上取决于混凝抗硫酸盐腐蚀在很大程度上取决于混凝土的渗透性，而且硅酸钙水化物在微孔中形成土的渗透性，而且硅酸钙水化物在微孔中形成时，一般有碱及钙的氢氧化物，降低了混凝土时，一般有碱及钙的氢氧化物，降低了混凝土渗透性，从而防止了侵蚀性硫酸盐浸入渗透性，从而防止了侵蚀性硫酸盐浸入38大家好 7磨细矿渣抑制碱一集料反应磨细矿渣抑制碱一集料反应 在混凝土中掺入矿渣后，矿渣对抑制混凝在混凝土中掺入矿渣后，矿渣对抑制混凝土中的碱一集料反应是有利的。原因：土中的碱一集料反应是有利的。原因：这些矿物外加剂的掺入降低了单位混这些矿物外加剂的掺入降低了单位混凝土中碱含量；凝土中碱含量；由于磨细矿渣填充作用，更进一步提由于磨细矿渣填充作用，更进一步提高了混凝土的致密性及不渗水性，在磨细矿高了混凝土的致密性及不渗水性，在磨细矿渣混凝土中，由于渗透性降低。碱离子的活渣混凝土中，由于渗透性降低。碱离子的活动能力大大下降，这是阻止碱一集料反应发动能力大大下降，这是阻止碱一集料反应发生的重要因素。生的重要因素。抑制效果与磨细矿渣取代硅酸盐水泥数量和抑制效果与磨细矿渣取代硅酸盐水泥数量和矿渣的细度有关。矿渣的细度有关。39大家好 8磨细矿渣对混凝土泌水的影响磨细矿渣对混凝土泌水的影响 现象：现象：磨细矿渣加入混凝土后，混凝土磨细矿渣加入混凝土后，混凝土的凝结时间会延长。的凝结时间会延长。平滑、致密、吸附性较水泥粒子平滑、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。差的磨细矿渣可能会使混凝土的泌水增大。泌水性还与取代水泥的磨细矿渣的细度有关。泌水性还与取代水泥的磨细矿渣的细度有关。若磨细矿渣的若磨细矿渣的BET大于水泥，则泌水就会大于水泥，则泌水就会减少。磨细矿渣的减少。磨细矿渣的BET越大，减少泌水的越大，减少泌水的效果越加明显。反之，则泌水率增大。效果越加明显。反之，则泌水率增大。40大家好 三、粉煤灰三、粉煤灰（一）粉煤灰来源（一）粉煤灰来源 粉煤灰也叫飞灰粉煤灰也叫飞灰(fly ash)，是由燃煤，是由燃煤电厂烟囱收集的灰尘。电厂烟囱收集的灰尘。粉煤灰可作为粉煤灰水泥的混合材、粉煤灰可作为粉煤灰水泥的混合材、混凝土中降低成本和水化热功能的掺合料。混凝土中降低成本和水化热功能的掺合料。粉煤灰作为矿物外加剂代替部分水泥粉煤灰作为矿物外加剂代替部分水泥配制配制HSC。41大家好 粉煤灰分类：粉煤灰分类：按照煤种分为按照煤种分为F类类(由无烟煤或烟煤煅由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰烧收集的粉煤灰)和和C类类(由褐煤或次烟煤由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，煅烧收集的粉煤灰，CaO含量含量10)。把。把拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰按其品质分拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰按其品质分为为、等级，具体要求见表等级，具体要求见表2-16(p24)42大家好 （二）粉煤灰的化学成分和物理性质二）粉煤灰的化学成分和物理性质 粉煤灰的成分和性能变化较大，而且粉煤灰的成分和性能变化较大，而且与许多因素有关。例如煤的品种和质量、与许多因素有关。例如煤的品种和质量、煤粉细度、燃点、氧化条件、预处理及燃煤粉细度、燃点、氧化条件、预处理及燃烧前的脱硫、粉煤灰的收集和存储方法等烧前的脱硫、粉煤灰的收集和存储方法等1.化学成分化学成分 我国大部分火力发电厂排放和生产的我国大部分火力发电厂排放和生产的粉煤灰其成分为：粉煤灰其成分为：SiO2 4050,A12O3 2035,Fe2O3 5l0,CaO205，烧失量，烧失量38。43大家好 2.矿物组成矿物组成 含有大量球状玻璃珠含有大量球状玻璃珠(中空或实心的中空或实心的)，以，以及莫来石、石英和少量矿物结晶相及莫来石、石英和少量矿物结晶相(方解石、方解石、钙长石、钙长石、-C2S、赤铁矿和磁铁矿等、赤铁矿和磁铁矿等)。3粉煤灰的物理性质和品质要求粉煤灰的物理性质和品质要求 (1)颜色颜色 粉煤灰颜色粉煤灰颜色呈浅灰色或黑色，呈浅灰色或黑色，直接反映直接反映粉煤灰的含碳量和细度。对于表观和色调有粉煤灰的含碳量和细度。对于表观和色调有要求的混凝土，应选浅色和匀质的粉煤灰。要求的混凝土，应选浅色和匀质的粉煤灰。影响粉煤灰的颜色因素：影响粉煤灰的颜色因素：燃烧条件、粉煤灰的组成（特别是含碳燃烧条件、粉煤灰的组成（特别是含碳量）、细度、含水量等变化。量）、细度、含水量等变化。44大家好 (2)密度和容重密度和容重密度指标是评定粉煤灰生产稳定性（生产质密度指标是评定粉煤灰生产稳定性（生产质量量+均匀性）的一个重要指标。如果密度均匀性）的一个重要指标。如果密度发生变化，则表明质量可能发生了变化。发生变化，则表明质量可能发生了变化。另外，还可借此判断粉煤灰的均匀性。另外，还可借此判断粉煤灰的均匀性。低钙粉煤灰的密度为低钙粉煤灰的密度为1.92.4，容重，容重的变化范围为的变化范围为6001000kg/m3；高钙粉煤；高钙粉煤灰容重约为灰容重约为800-1200kg/m3。美国标准规定粉煤灰密度的波动范围美国标准规定粉煤灰密度的波动范围应在应在5以内。以内。45大家好 (3)细度细度 原状灰的细度与电厂制煤系统和收尘装置原状灰的细度与电厂制煤系统和收尘装置有关。有关。粉煤灰细度范围：颗粒中的玻璃微珠粒粉煤灰细度范围：颗粒中的玻璃微珠粒径为径为0.5l00m，大部分在，大部分在45m以下。平以下。平均粒径为均粒径为 1030m；海绵状颗粒粒径；海绵状颗粒粒径(含含碳粒碳粒)范围为范围为10300m，大部分在，大部分在45m以下。以下。级灰和磨细粉煤灰中海绵状颗粒较级灰和磨细粉煤灰中海绵状颗粒较少。少。粉煤灰的细度的评定：粉煤灰的细度的评定：GB l8736规定以规定以45m(用气流筛测定用气流筛测定)筛余百分数和透气法测筛余百分数和透气法测BET。粉煤灰的细度对其需水量比有明显的影响粉煤灰的细度对其需水量比有明显的影响46大家好 (4)需水量比需水量比 需水量比：是指按现行规范，采用水泥砂浆需水量比：是指按现行规范，采用水泥砂浆的跳桌流动度试验来测定需水量比，即在的跳桌流动度试验来测定需水量比，即在跳桌流动度相等（跳桌流动度相等（130140mm范围）的条范围）的条件下，粉煤灰水泥砂浆需水量与不掺粉煤件下，粉煤灰水泥砂浆需水量与不掺粉煤灰的水泥砂浆需水量之比灰的水泥砂浆需水量之比(对比磨细矿渣对比磨细矿渣)粉煤灰具有需水量比较低的优点。在混凝土粉煤灰具有需水量比较低的优点。在混凝土中掺加粉煤灰，除非含碳量较高，一般不中掺加粉煤灰，除非含碳量较高，一般不会增加混凝土的用水量。会增加混凝土的用水量。47大家好 跳桌流动度跳桌流动度 水泥胶砂流动度仪水泥胶砂流动度仪-平均扩散平均扩散直径直径-该水量的水泥胶砂流动度。该水量的水泥胶砂流动度。48大家好 (5)活性指数活性指数 粉煤灰中各组分的活性：粉煤灰中各组分的活性：有活性的：硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体的有活性的：硅酸盐或铝硅酸盐玻璃体的微细颗粒、微珠和海绵状玻璃体；微细颗粒、微珠和海绵状玻璃体；活性不明显的：结晶体，如石英等；富活性不明显的：结晶体，如石英等；富铁微珠活性较低甚至惰性；铁微珠活性较低甚至惰性；惰性成分：莫来石等；碳粒则不是火山惰性成分：莫来石等；碳粒则不是火山灰物质。灰物质。一般说，玻璃体与结晶体比值越高，一般说，玻璃体与结晶体比值越高，粉煤灰的活性也越好。粉煤灰的活性也越好。49大家好 粉煤灰的需水量比指标与混凝土用水量之间有粉煤灰的需水量比指标与混凝土用水量之间有如下关系：如下关系：需水量比指标在需水量比指标在105以上，粉煤灰混以上，粉煤灰混凝土的用水量与基准混凝土用水量相同；凝土的用水量与基准混凝土用水量相同；需水量比在需水量比在95以下，则能比较容易以下，则能比较容易地确保减少原来混凝土的用水量；地确保减少原来混凝土的用水量；因此，需水量比在因此，需水量比在100左右，掺加粉煤左右，掺加粉煤灰就可能在一定条件下取得减水效果；如果灰就可能在一定条件下取得减水效果；如果粉煤灰需水量比超过粉煤灰需水量比超过105，那么在粉煤灰，那么在粉煤灰混凝土配合比设计中就不得不增加水量。混凝土配合比设计中就不得不增加水量。我国我国GB l8736规定用在规定用在HPC中的中的级灰需级灰需水量不大于水量不大于95，级灰不大于级灰不大于l05。50大家好 高性能混凝土对粉煤灰活性的要求高性能混凝土对粉煤灰活性的要求(GB/Tl8736)：粉煤灰粉煤灰 生产生产HPC时，选用时，选用级粉煤灰有利于降低混凝级粉煤灰有利于降低混凝土的水胶比，提高化学外加剂的作用效果，提高土的水胶比，提高化学外加剂的作用效果，提高混凝土的强度等级。混凝土的强度等级。51大家好 (6)含水量含水量 粉煤灰中水分的存在会使活性降低，粉煤灰中水分的存在会使活性降低，产生一定的黏附力，易于结团。影响干状产生一定的黏附力，易于结团。影响干状粉煤灰的运输、贮存和应用，粉煤灰的运输、贮存和应用，GB l8736标标准规定粉煤灰含水量最大值为准规定粉煤灰含水量最大值为1。(7)干缩干缩 美国标准将干缩性作为非强制性的粉美国标准将干缩性作为非强制性的粉煤灰品质指标。要求煤灰品质指标。要求28d龄期试件干缩增龄期试件干缩增加率不大于加率不大于0.03。我国我国GBT18736标准对粉煤灰的干缩标准对粉煤灰的干缩值未做具体要求。值未做具体要求。52大家好 4粉煤灰的化学性质和品质要求粉煤灰的化学性质和品质要求 粉煤灰的活性主要决定于玻璃体的含量，粉煤灰的活性主要决定于玻璃体的含量，以及无定形氧化铝和氧化硅的含量。以及无定形氧化铝和氧化硅的含量。在生产在生产HPC时应注意选择粉煤灰，特别时应注意选择粉煤灰，特别是注意以下成分对混凝土性能的影响：是注意以下成分对混凝土性能的影响：(1)SiO2、Al2O3和和Fe2O3含量含量 SiO2和和A12O3是粉煤灰中的主要活性成分。是粉煤灰中的主要活性成分。53大家好 各国标准规定：各国标准规定：美国：美国：ASTM C 618要求低钙粉煤灰要求低钙粉煤灰中中(SiO2+A12O3+Fe2O3)70；日本日本：JIS A 6201要求要求SiO245；前苏联：标准前苏联：标准FOCT 6269要求要求SiO240。前苏联的前苏联的6OHOB认为认为A12O3含量为含量为2030，属高活性的粉煤灰；，属高活性的粉煤灰；A12O310的粉煤灰的粉煤灰)必须按照必须按照GB/T l76和和GB/T l344规定的方法进行水泥沸煮安定规定的方法进行水泥沸煮安定性试验性试验(高钙粉煤灰的掺量为高钙粉煤灰的掺量为30等量取等量取代水泥代水泥)和游离氧化钙含量测试。安定性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试验合格，并且其中游离氧化钙含量小于4.0。高钙粉煤灰可用于水泥和混凝土中。高钙粉煤灰可用于水泥和混凝土中。游离氧化钙与煤的结构、组成及燃烧工游离氧化钙与煤的结构、组成及燃烧工艺有关，可从改进燃煤工艺、燃烧设备来艺有关，可从改进燃煤工艺、燃烧设备来降低高钙灰中游离氧化钙的含量。降低高钙灰中游离氧化钙的含量。58大家好 北京市地方性标准北京市地方性标准DBJ/T 01-64-2002混混凝土矿物掺合料应用技术规程规定：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；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；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制：在矿渣硅酸盐水泥中10，在普硅，在普硅水泥中水泥中15，在硅酸盐水泥中，在硅酸盐水泥中20。59大家好 (3)烧失量烧失量 粉煤灰的烧失量主要是含碳量，即粉粉煤灰的烧失量主要是含碳量，即粉煤灰中的未燃尽煤粒。粉煤灰中未燃尽的煤灰中的未燃尽煤粒。粉煤灰中未燃尽的碳可按烧失量指标来估量。碳可按烧失量指标来估量。含碳量越高，其吸水越大，活性指数越低。含碳量越高，其吸水越大，活性指数越低。粉煤灰烧失量对混凝土的影响：粉煤灰烧失量对混凝土的影响：n粉粉煤煤灰灰烧烧失失量量过过高高会会严严重重影影响响对对混混凝凝土土中中含气量的控制；含气量的控制；n在在HPC中含碳量还会影响外加剂作用效果中含碳量还会影响外加剂作用效果60大家好 HPC对粉煤灰烧失量的要求：对粉煤灰烧失量的要求：烧失量含量越烧失量含量越少越好。少越好。美国：美国：ASTM标准要求标准要求10，美国垦，美国垦务局标准要求务局标准要求5；日本：也要求日本：也要求5；前苏联：要求前苏联：要求10；我国：我国：GB/T 18736规定规定级粉煤灰的含级粉煤灰的含碳量应小于碳量应小于5，级粉煤灰的含碳量小于级粉煤灰的含碳量小于8。由于燃煤技术的进步，我国绝大多数由于燃煤技术的进步，我国绝大多数粉煤灰的烧失量能够满足粉煤灰的烧失量能够满足5的要求。的要求。61大家好 (4)SO3含量含量 SO3过高，可能生成破坏性的钙矾石。过高，可能生成破坏性的钙矾石。我国规范把粉煤灰中的我国规范把粉煤灰中的SO3视为有害成分视为有害成分而限制，而限制，GB 18736中规定该值应中规定该值应 3。(5)有效碱有效碱(Na2O、K2O)含量含量 碱的作用：碱的作用：nNa2O和和K2O能加速水泥的水化反应；能加速水泥的水化反应；n激发粉煤灰化学活性；激发粉煤灰化学活性；n促进粉煤灰与促进粉煤灰与Ca(OH)2的二次反应。的二次反应。n增加单位体积混凝土中的碱含量增加单位体积混凝土中的碱含量(R2Oeq=Na2O+0.658K2O)。62大家好 应用中主要控制总碱量。这主要是考应用中主要控制总碱量。这主要是考虑到单方混凝土总碱含量是由水泥、矿物虑到单方混凝土总碱含量是由水泥、矿物外加剂、化学外加剂等各组分碱含量之和外加剂、化学外加剂等各组分碱含量之和确定的，可以通过多种途径来控制混凝土确定的，可以通过多种途径来控制混凝土的总碱含量。在其他组分碱含量得到控制的总碱含量。在其他组分碱含量得到控制的条件下，可以使用碱含量稍高的粉煤灰，的条件下，可以使用碱含量稍高的粉煤灰，而仍然把总碱量控制在要求的范围内。所而仍然把总碱量控制在要求的范围内。所以，以，GB/T l8736中没有对粉煤灰的有效碱中没有对粉煤灰的有效碱含量直接提出指标要求。含量直接提出指标要求。同时同时GB/T l8736中规定：对于各种矿中规定：对于各种矿物外加剂均应按物外加剂均应按GB/T 176的测试方法测的测试方法测定其总碱量。定其总碱量。63大家好 （三）粉煤灰对三）粉煤灰对HPC性能的影响性能的影响 在混凝土中掺入粉煤灰，可得到大幅度在混凝土中掺入粉煤灰，可得到大幅度改善混凝土的长期耐久性能。改善混凝土的长期耐久性能。粉煤灰的作用机理：粉煤灰的作用机理：n消耗水泥水化时生成氢氧化钙片状结晶；消耗水泥水化时生成氢氧化钙片状结晶；n水水化化缓缓慢慢，后后期期才才生生成成少少量量C-S-H凝凝胶胶，填填充于水泥水化生成物的间隙，使其更加密实充于水泥水化生成物的间隙，使其更加密实n对对于于HPC用用的的优优质质和和磨磨细细粉粉煤煤灰灰，还还存存在在着着形态效应、填充效应和微集料效应等。形态效应、填充效应和微集料效应等。64大家好 1粉煤灰对新拌混凝土工作性的影响粉煤灰对新拌混凝土工作性的影响(1)对混凝土和易性的影响对混凝土和易性的影响 和易性：是指混凝土是否易于施工和易性：是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个很综合操作和均匀密实的性能，是一个很综合的性能，其中包含流动性、的性能，其中包含流动性、粘聚性和保粘聚性和保水性。影响和易性主要有用水量、水灰水性。影响和易性主要有用水量、水灰比、砂率以及包括水泥品种、骨料条件、比、砂率以及包括水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等几个方面。时间和温度、外加剂等几个方面。掺用粉煤灰可改善混凝土浆体的和易性掺用粉煤灰可改善混凝土浆体的和易性65大家好 机理：机理：n增增大大了了浆浆体体的的体体积积：用用FA取取代代等等质质量量的的水水泥泥，FA的的体体积积要要比比水水泥泥约约大大30，因因此此增增大大了了浆浆体与集料的比例。体与集料的比例。n大大量量的的浆浆体体填填充充了了集集料料间间的的空空隙隙，包包裹裹并并润润滑滑了了集集料料颗颗粒粒，从从而而使使拌拌和和物物具具有有更更好好的的黏黏聚性和可塑性。聚性和可塑性。nFA可可以以减减少少浆浆体体集集料料界界面面的的摩摩擦擦，从从而而改善新鲜混凝土的和易性。改善新鲜混凝土的和易性。n对对防防止止新新拌拌混混凝凝土土的的泌泌水水有有利利：FA的的掺掺入入可可以以补补偿偿细细集集料料中中的的细细屑屑，中中断断砂砂浆浆基基体体中中泌泌水渠道的连续性，同时粉煤灰需水量较低水渠道的连续性，同时粉煤灰需水量较低66大家好 (2)对胶凝材料流动度的影响对胶凝材料流动度的影响 可用流动度比表征粉煤灰对流动度的影可用流动度比表征粉煤灰对流动度的影响，该值能比较直观地反映掺粉煤灰后对响，该值能比较直观地反映掺粉煤灰后对胶砂流动性的改善效果，又可提高测试效胶砂流动性的改善效果，又可提高测试效率，简化试验方法。率，简化试验方法。流动度比：在固定流动度比：在固定W/C下，粉煤灰水泥砂下，粉煤灰水泥砂浆与未掺粉煤灰的水泥砂浆的流动度之比浆与未掺粉煤灰的水泥砂浆的流动度之比 清华大学采用测定胶砂流动度比的试清华大学采用测定胶砂流动度比的试验方法对此进行了系统研究，试验结果如验方法对此进行了系统研究，试验结果如表表2-25所示所示(p31)。67大家好 试验结果表明：试验结果表明：nFA可可改改善善水水泥泥胶胶砂砂的的流流动动性性，但但水水泥泥不不同同、FA不同，效果有差异；不同，效果有差异；nFA越越细细，对对胶胶砂砂流流动动性性越越有有利利，流流动动性性比比越大；越大；n在在没没有有外外加加剂剂的的条条件件下下，FA过过细细，并并不不能能充充分分发发挥挥FA球球形形颗颗粒粒的的粒粒形形效效应应，所所以以流流动性指标没有显示出更大变化。动性指标没有显示出更大变化。这这是是由由于于FA本本身身的的BET增增加加过过多多，分分散散效果不佳导致。效果不佳导致。68大家好 HPC通常使用高效减水剂将水胶比降低后可通常使用高效减水剂将水胶比降低后可获得较高的强度和较好的流动性。获得较高的强度和较好的流动性。结果表明：结果表明：n随随着着水水胶胶比比的的降降低低，不不掺掺FA的的水水泥泥胶胶砂砂需需借借助助于于较较多多的的高高效效减减水水剂剂，才才能能达达到到理理想想流流动动性性，而而掺掺入入细细度度、粒粒形形较较好好的的FA能能明明显显改改善善胶砂的流动性，使减水剂的用量大大减少。胶砂的流动性，使减水剂的用量大大减少。n在在低低水水灰灰比比、掺掺高高效效减减水水剂剂的的条条件件下下。FA流流动性的改善效果随着动性的改善效果随着FA细度的增高而提高。细度的增高而提高。因因此此，从从改改善善HPC工工作作性性能能的的角角度度看看，掺掺入入的的FA越细，混凝土的流动性越好越细，混凝土的流动性越好。69大家好 (3)对混凝土凝结时间的影响对混凝土凝结时间的影响 现象：掺粉煤灰一般会使混凝土的凝结现象：掺粉煤灰一般会使混凝土的凝结时间延长。时间延长。粉煤灰导致的缓凝受其掺量、细度、化粉煤灰导致的缓凝受其掺量、细度、化学成分等的影响。学成分等的影响。措施：为保证水泥初凝后的水化能够正常措施：为保证水泥初凝后的水化能够正常进行，应在初凝后立即进行洒水保湿养护进行，应在初凝后立即进行洒水保湿养护 由于影响凝结时间的因素较多，因此，由于影响凝结时间的因素较多，因此，应该通过试验预测凝结时间，以确定试件应该通过试验预测凝结时间，以确定试件开始浸水养护的时间。开始浸水养护的时间。70大家好 图图2-2 粉煤灰掺量对高强水泥砂浆凝结时问的影响粉煤灰掺量对高强水泥砂浆凝结时问的影响71大家好 2掺粉煤灰对混凝土力学性能的影响掺粉煤灰对混凝土力学性能的影响（1）不同水胶比条件下粉煤灰对胶砂强）不同水胶比条件下粉煤灰对胶砂强度的影响度的影响 普通混凝土中：掺一定量普通混凝土中：掺一定量FA可使可使混凝土的强度增长。混凝土的强度增长。原因：原因：FA的火山灰效应的火山灰效应FA中玻璃态中玻璃态活性氧化硅、氧化铝与水泥水化产生的活性氧化硅、氧化铝与水泥水化产生的Ca(OH)2作用生成碱度较小的二次水化作用生成碱度较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙。硅酸钙、水化铝酸钙。72大家好 HPC中（水胶比很低）：中（水胶比很低）：在未掺高效减水剂、水胶比为在未掺高效减水剂、水胶比为0.44的的条件下，掺入条件下，掺入30的的FA代替等量的硅酸盐代替等量的硅酸盐水泥，水泥胶砂的水泥，水泥胶砂的28d强度明显下降，强度明显下降，28d抗压强度比值只有抗压强度比值只有0.720.74。而加入高效减水剂后，即在低水胶比而加入高效减水剂后，即在低水胶比条件下掺入条件下掺入30的的FA替代水泥，胶砂强度替代水泥，胶砂强度下降很少。下降很少。因此在低水胶比条件下，可以掺入较因此在低水胶比条件下，可以掺入较大量大量FA替代水泥，而胶砂强度下降很少。替代水泥，而胶砂强度下降很少。73大家好 （2）养护制度对大掺量粉煤灰高强胶砂性）养护制度对大掺量粉煤灰高强胶砂性能的影响能的影响 胶砂的抗压强度、抗折强度随养护时胶砂的抗压强度、抗折强度随养护时间的延长呈增长趋势。间的延长呈增长趋势。图2-5养护温度对大掺量粉煤灰胶砂抗折强度的影响养护温度对掺粉煤灰胶砂的强度影响很大。养护温度对掺粉煤灰胶砂的强度影响很大。74大家好 (3)粉煤灰掺量对胶砂强度的影响粉煤灰掺量对胶砂强度的影响 现现象象：采采用用标标准准条条件件养养护护时时，随随粉粉煤煤灰灰掺掺量量的的增增加加，胶胶砂砂的的抗抗压压强强度度和和抗抗折折强强度度均均呈呈下降趋势，尤其是抗折强度下降比较明显。下降趋势，尤其是抗折强度下降比较明显。措施：措施：n高高温温养养护护：早早期期高高温温养养护护可可以以消消除除掺掺入入粉粉煤煤灰带来的强度下降的问题。灰带来的强度下降的问题。n保保证证搅搅拌拌的的均均匀匀性性：物物料料的的均均匀匀程程度度对对混混凝凝土土强强度度有有较较大大影影响响。粉粉煤煤灰灰是是一一种种极极细细的的粉粉料料，遇遇水水后后易易黏黏结结成成团团，掺掺粉粉煤煤灰灰的的混混凝凝土土应应注注意意保保证证搅搅拌拌的的均均匀匀性性。由由于于物物料料水水胶胶比比较小，宜用强制式混凝土搅拌机。较小，宜用强制式混凝土搅拌机。75大家好 3掺粉煤灰对混凝土水化热的影响掺粉煤灰对混凝土水化热的影响n在混凝土中掺入粉煤灰可以降低水化热。在混凝土中掺入粉煤灰可以降低水化热。原因：原因：减少了水泥的用量。减少了水泥的用量。n水化放热的多少和速度取决于掺入水化放热的多少和速度取决于掺入FA的比例。的比例。n由于采用水泥新标准后，使早强矿物硅酸三钙由于采用水泥新标准后，使早强矿物硅酸三钙含量提高，粉磨细度加大，这些因素的叠加，含量提高，粉磨细度加大，这些因素的叠加，导致混凝土早期硬化过程中温度升高明显加剧。导致混凝土早期硬化过程中温度升高明显加剧。n 在低水胶比条件下，掺加大量在低水胶比条件下，掺加大量FA混凝土可以混凝土可以明显减低水化温升，而且由于能够很快通过最明显减低水化温升，而且由于能够很快通过最初的缓慢凝结与硬化期，强度的发展迅速加快。初的缓慢凝结与硬化期，强度的发展迅速加快。76大家好 4掺粉煤灰对混凝土耐久性的影响掺粉煤灰对混凝土耐久性的影响（1）抗冻性）抗冻性n质量差的粉煤灰随掺量增加，使混凝土的抗质量差的粉煤灰随掺量增加，使混凝土的抗冻融耐久性剧烈降低。但当掺用质量较好的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。善抗冻融耐久性的效果。n如果粉煤灰混凝土含气量适宜，使用较好的如果粉煤灰混凝土含气量适宜，使用较好的集料，冻融前混凝土得以充分养护，则抗冻集料，冻融前混凝土得以充分养护，则抗冻性可与普通混凝土相媲美。性可与普通混凝土相媲美。nFA的细度和烧失量，特别是烧失量对粉煤灰的细度和烧失量，特别是烧失量对粉煤灰混凝土的抗冻性影响最大，随着混凝土的抗冻性影响最大，随着FA细度和烧细度和烧失量的增加，失量的增加，FA混凝土的抗冻性降低混凝土的抗冻性降低77大家好 （2）碳化）碳化 在在HPC中，如果用中，如果用FA以较高比例以较高比例等量取代水泥，可能存在碳化问题，等量取代水泥，可能存在碳化问题，故故GBJ l4690规定了规定了FA在混凝土中在混凝土中取代水泥的限量。取代水泥的限量。防止掺粉煤灰混凝土碳化，首要因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，抗碳化能力才能有密实度得到保证，抗碳化能力才能得以提高。得以提高。78大家好 5粉煤灰与碱粉煤灰与碱集料反应集料反应 现象：现象：粉煤灰对抑制混凝土中的碱一粉煤灰对抑制混凝土中的碱一集料反应是有利的。集料反应是有利的。当向混凝土中掺入当向混凝土中掺入粉煤灰后，粉煤灰和水泥中的碱反应能粉煤灰后，粉煤灰和水泥中的碱反应能够防止这种过度的膨胀。够防止这种过度的膨胀。机理：粉煤灰对机理：粉煤灰对ASR的抑制作用表现的抑制作用表现为对混凝土中碱和为对混凝土中碱和Ca(OH)2的作用，可的作用，可概括为：概括为：粉煤灰对碱的物理稀释作用；粉煤灰对碱的物理稀释作用；粉煤灰酸性颗粒对粉煤灰酸性颗粒对R+(Na+、K+)和和OH-的的滞留、吸附作用；滞留、吸附作用；79大家好 粉煤灰与粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应减少甚至消的火山灰反应减少甚至消除体系中的除体系中的Ca(OH)2；粉煤灰与粉煤灰与Ca(OH)2的火山灰反应生成的低的火山灰反应生成的低CaSi比、较高比表面积的比、较高比表面积的C-S-H产物对碱的产物对碱的吸附和滞留；吸附和滞留；粉煤灰与水泥水化产物的火山灰反应使水泥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，减低石结构致密化，从而阻止碱液的迁移，减低R+和和OH-在水泥石中的扩散系数等。在水泥石中的扩散系数等。n 国内外实践表明，由于粉煤灰对抑制混凝国内外实践表明，由于粉煤灰对抑制混凝土中的碱一集料反应是有利的，在计算混凝土中的碱一集料反应是有利的，在计算混凝土的总碱量时，粉煤灰带入的有效碱量按照土的总碱量时，粉煤灰带入的有效碱量按照粉煤灰总碱含量的粉煤灰总碱含量的15计算。计算。80大家好 6高掺量粉煤灰混凝土的耐久性高掺量粉煤灰混凝土的耐久性n掺加适量掺加适量级级FA，可以显著降低混凝土的，可以显著降低混凝土的温升，改善混凝土亚微结构，并有利于后温升，改善混凝土亚微结构，并有利于后期强度的发展，提高混凝土的耐久性。期强度的发展，提高混凝土的耐久性。n掺量过高，会有混凝土贫钙问题。掺量过高，会有混凝土贫钙问题。考虑到碳化等因素，考虑到碳化等因素，FA掺量在掺量在50以上以上时时Ca(OH)2就有可能过少甚至不再存在，就有可能过少甚至不再存在，使体系发生缺钙而造成水化产物不稳定，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，耐久性受到影响。抵抗溶蚀能力减弱，耐久性受到影响。81大家好 四、硅四、硅 灰灰（一）硅灰的来源（一）硅灰的来源n 硅灰硅灰(Silica Fume)是铁合金厂在冶炼硅是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时，从烟气净化装置中回铁合金或金属硅时，从烟气净化装置中回收的工业烟尘，在袋滤器中收集。收的工业烟尘，在袋滤器中收集。北欧各国将硅灰又称为凝聚硅灰北欧各国将硅灰又称为凝聚硅灰(Condensed Silica Fume)，在美国和加拿，在美国和加拿大称为硅灰大称为硅灰(Silica Dust)也有叫微硅粉也有叫微硅粉的。的。n硅灰混凝土多用于有特殊要求的混凝土工硅灰混凝土多用于有特殊要求的混凝土工程，如高强度、高抗渗、高耐久性、耐侵程，如高强度、高抗渗、高耐久性、耐侵蚀性、耐磨性及对钢筋无侵蚀的混凝土中。蚀性、耐磨性及对钢筋无侵蚀的混凝土中。82大家好 （二）硅灰的化学成分和物理性质（二）硅灰的化学成分和物理性质1.化学成分化学成分 优质硅灰中高达优质硅灰中高达98以上的组分都是以上的组分都是无定形二氧化硅，是很好的火山灰材料。无定形二氧化硅，是很好的火山灰材料。硅灰中硅灰中SiO2含量依所生产的硅合金的含量依所生产的硅合金的类型不同而变化较大。用于混凝土的硅类型不同而变化较大。用于混凝土的硅灰，灰，SiO2应大于应大于85，并且绝大部分呈，并且绝大部分呈非晶态。非晶态非晶态。非晶态SiO2愈多，硅灰火山灰愈多，硅灰火山灰活性愈大，在碱性溶液中反应能力愈强。活性愈大，在碱性溶液中反应能力愈强。83大家好