矿物掺合料2012ppt模版课件.ppt

矿物掺合料,概 述,定义,以氧化硅和氧化铝为主要成分，在混凝土中可以代替部分 水泥、改善混凝土性能且掺量大于水泥质量5%具有火山灰活性的粉体材料。 混凝土的第六组分 。,概 述,分类,胶凝性的,按化学活性分,火山灰活性的,惰性的,分类,概 述,常用种类,天然沸石粉,硅灰,矿渣微粉,粉煤灰,概述,常用种类,概述,20世纪5060年代: 节约水泥,应用,80年代: 环境保护,80年代:控制混凝土绝热温升,90年代: 改善混凝土的 性能, 高强高性能砼,应用,经济组分 功能组分,形态效应：“轴承滚珠”,微集料效应：细度比水泥粒子小，最密实填充强度、抗渗性,化学活性效应：氧化硅、氧化铝与氢氧化钙的火山灰活性反应,作用,矿物掺合料,充分发挥和利用各自的优良特性, 避免或减弱不良影响。,粉煤灰,从煤燃烧后的烟气中收捕下来的粉状材料，燃煤电厂（排放大户）排出的主要固体废物。,定义,粉煤灰,比表面积减小的玻璃体,多孔炭粒,比表面积最小的密实球体,分三个阶段形成,粉煤灰,GB/T1596-2005用于水泥和混凝土的粉煤灰 依煤种不同分 F类无烟煤和烟煤 C类褐煤或次烟煤，氧化钙含量大于10%,分类,粉煤灰,GB/T1596-2005用于水泥和混凝土的粉煤灰 依技术要求不同分三个等级 级： 级： 级：,分类,粉煤灰的化学组成,化学组成的要求,化学组成（与粘土相似）,主要成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、未燃尽的炭粒 主要活性物质：活性SiO2(玻璃体SiO2)，活性A12O3 (玻璃体A12O3 ）， f-CaO(游离氧化钙),粉煤灰的化学组成对其性能有一定性影响，有时甚至是关键性的影响。 一是规定能够确保粉煤灰质量的有效成分的最小含量； 二是限制粉煤灰中有害成分的最大含量。,粉煤灰的化学组成,CaO含量,SiO2、Al2O3、Fe2O3含量,SiO2、Al2O3是铝硅酸盐的主要成分，含量多些为好，尤其SiO2 的成分应有保证 Fe2O3成分看法不一 我国三者含量在70%以上，规范中没有作规定。,有害成分 惰性碳分：使活性成分减少； 用水量增加； 密实度降低； 使引气剂、减水剂等掺量改变； 外观颜色和均匀性。 限制规定： 5%，8%，15%（烧失量）,粉煤灰的矿物组成,结晶矿物 玻璃体： 70%85%以硅、铝氧化物 炭粒：少量,矿物组成,铝硅酸盐矿物：莫来石，-石英 硫酸盐矿物：磁铁矿，赤铁矿,低钙粉煤灰玻璃体成分、结构、性质，正常温度是惰性，玻璃体含量越高，活性越高 高钙粉煤灰富钙玻璃体，活性较高，有一定自硬性，结晶矿物的作用,矿物组成,对粉煤灰性质的影响：活性,粉煤灰的颗粒组成,漂珠：薄壁空心，有的壁上有极小针孔状洞穴粒粗，能浮于水面， SiO2较高（ 55%61%）壁薄易碎，绝热和绝缘性能好 空心沉珠: 厚壁,壁密实无孔占50%70%, 不能漂浮,强度很高, 对砼性能贡献重要 复珠: 子母珠, 粗的薄壁微珠黏结了细小的玻璃微珠 密实沉珠: 含量多 富铁微珠: 颜色深,有磁性,珠状颗粒,粉煤灰的颗粒组成,海绵状玻璃渣粒: 燃烧温度不够高 炭粒: 形状不规则的多孔体, 结构疏松,易碎,吸水性高,渣状颗粒,钝角颗粒,未熔融或部分熔融的颗粒, 大部分是石英颗粒,数量不多,渣状颗粒,钝角颗粒,粉煤灰的颗粒组成,小于30微米,黏聚颗粒,碎屑,黏聚体,易碾散,粉煤灰的物理性质,外观和颜色 相对密度、密度和容重 细度和比表面积 需水量比 火山灰活性指数 安定性和干缩性能 均匀性,颜色与粉煤灰组成、细度、含水量、燃烧条件等因素有关 含炭量从乳白色到黑色 机械粉磨作用对粉煤灰颜色的影响 原状粉煤灰较浅 磨细粉煤灰较黑,相对密度0.4-4 与颗粒组成有关密实、空心、多孔 三氧化二铁含量的影响,外观和颜色,相对密度和容重,细度和比表面积,粒径范围： 0.5300m 玻璃微珠： 0.5100m ，大部分在45微米以下，平均粒径1030m 漂珠：大于45 m 海绵状颗粒： 10300m ，大部分在45微米以上,细度对混凝土性能的影响,粉煤灰的细度,影响粉煤灰的活性火山灰反应能力 影响需水性强度、抗渗性、抗冻性；塑性收缩、干燥收缩、徐变,细度和比表面积,空隙填充效果 大颗粒中含炭量高 大颗粒中多孔的海绵状颗粒数多,影响需水性的原因,测定方法,测定方法45微米筛余百分数为细度指标 筛余百分数（45微米筛余百分数为细度指标） 勃氏法 粒径法,需水量比十分重要的性能指标,Pw(%)G2/G1100 式中Pw需水量比(%) G1水泥胶砂需水量(ml) G2粉煤灰胶砂需水量(ml) Pw不大于95% Pw不大于105% Pw不大于115% Pw不仅与细度有关,还与颗粒形状有关: 细小的球形颗粒减水效果好,粉煤灰分级的重要依据:,不能减弱粉煤灰中炭粒的吸附性，相反，炭粒减小，吸水性增强 打破了颗粒的球形形状，带有棱角的碎块状增加，润滑作用失去 比表面积增大，需水量增加 虽填充作用是正面的，但需水量并未降低。 但对复球含量高的粉煤灰，粉磨可打破复珠，形成单个的微珠，仍保持球形，比复珠有更强的润滑作用,火山灰活性指数,火山灰材料与氢氧化钙作用生成具有胶凝性水化产物的反应,表征在常温下火山灰与氢氧化钙之间反应能力的指标 两方面的含义：反应发生的潜力 反应发生的速度,火山灰反应,火山灰活性,火山灰活性指数,主要是玻璃微珠和海绵状玻璃体 结晶体如石英、莫来石基本上是惰性的，炭粒也是惰性，富铁微珠活性也较低，甚至是惰性的,化学试验方法化学反应性（活性） 力学试验方法强度（粉煤灰化学活性与物理性能两方面的贡献）,火山灰活性成分,火山灰活性的评定方法,安定性与干缩性能,MgO 高钙粉煤灰中的f-CaO,来自水泥石的干缩 不同粉煤灰、不同掺量对水泥石的干缩影响不同，一般地，在相同水胶比下，当掺量小时，干缩增大 当掺量大时，干缩减小,影响安定性的成分耐久性,干缩性能开裂,均匀性,多数国家没有规范 我国标准中未规定 美国、日本等有规定,粉煤灰的性能对混凝土性能有较大的影响,粉煤灰的品质指标,表 粉煤灰的分级及品质指标,拌制混凝土和砂浆用粉煤灰技术要求,水泥活性混合材料用粉煤灰技术要求,粉煤灰的四种行为与作用,充填行为与 致密作用,稳定行为与 益化作用,活性行为与 胶凝作用,需水行为与 减水作用,优质粉煤灰和 劣质粉煤灰有差别,火山灰反应,密度差 粒径差 减水作用,化学稳定行为 物理稳定行为,粉煤灰对混凝土性能的影响,强度,工作性,抗渗性,流动性增加，用水量减少，泌水性改善，可泵性提高，凝结时间延长,早期强度下降低，长龄期强度有相当增长,早期降低，后期得到改善,粉煤灰对混凝土性能的影响,水化热,耐久性,干缩及弹性模量,烧失量抗冻性与抗碳化能力,水化速度减慢，水化热减少,干缩减少；弹性模量早期下降，后期 逐步提高,高炉矿渣微粉,分类,气淬矿渣 水淬矿渣 碱性矿渣CaO、Al2O3含量高于二氧化硅，活性高 酸性矿渣二氧化硅含量较高，活性低,定义,在高炉炼铁过程中排出的非金属矿物熔渣，通过粉磨所得到的一种粉状物料,高炉矿渣微粉,化学组成,氧化钙 主要成分之一，含量越高，活性越大，但超过51%活性降低。 一般不存在着能使胶凝物质强度和安定性降低的f-CaO 氧化铝 决定矿渣活性的主要成分，含量越高，活性越高 氧化硅 碱性矿渣与氧化钙生成活性矿物 酸性矿渣氧化钙含量不足，生成低钙型硅酸钙，还有部分无定形氧化硅，含量较高，活性较低,高炉矿渣微粉,化学组成,氧化镁 以稳定的化合态存在，含量不超过20%，不会有安定性不良 氧化亚锰 使活性降低与矿渣中的CaS反应生成硫化来锰MnS，使CaS含量降低 安定性不良MnS在水化时体积膨胀很大 MnS含量不超过4% 其他成分 FeO、TiO2 、BaO、 K2O、Na2O、Cr2O3、V2O5,高炉矿渣微粉,玻璃体 一般在85%以上 结晶矿物 钙黄长石：2CaOAl2O3SiO2 钙长石：CaOAl2O3SiO2 硅酸二钙： 2CaOSiO2 硅酸一钙：CaOSiO2 硫化物：CaS MnS FeS,矿物组成,高炉矿渣微粉,不是自然形成的，机械粉磨 与粉磨工艺有关，可以人为控制 开路球磨系统：粒径分布较宽 立式振动磨系统：粒径分布较窄,颗粒组成,高炉矿渣微粉,外观与颜色 密度 细度与比表面积 需水量 磨细矿渣的活性,基本性质,高炉矿渣微粉,活性系数: 活性系数 碱性系数:,活性,碱性系数,K1 碱性矿粉 K=1 中性矿粉 K1 酸性矿粉,高炉矿渣微粉质量控制 按照GB/T18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉进行全套检验，其中密度、比表面积28d活性指数、含水量、三氧化硫、烧失量、玻璃体等指标均高于国家标准。检验项目和指标见下表：,高炉矿渣微粉,对混凝土性能的影响 细磨矿粉的行为与作用与粉煤灰类似 对混凝土性能影响 新拌混凝土性能 与矿渣细度、置换率有关， 主要影响泌水量和泌水率、绝热温升 硬化混凝土性能,硅 灰,硅铁合金厂和硅单质厂在冶炼时通过收尘装置收集的随气体从烟道排出的极细粉末。,组成,定义,硅单质和75硅铁时的工来副产品 化学组成SiO2为主，一般占85%96%，且绝大多数为无定形的，还 有少量氧化铁、氧化钙、氧化硫等，一般不超过1% 矿物组成无定形的SiO2为主，少量高温矿物 颗粒组成非晶态的球形颗粒，表面光滑硅灰球比水泥、粉煤灰等小得多，主要是0.5微米以下的 颗粒,平均粒径为0.10.2微米,硅 灰,物理性质,火山灰活性,颜色青灰色或银白色，若原料中加木屑以增加C, 则为灰色 相对密度与粉煤灰相近，一般为2.12.5 需水量一般来说, 需水量较大。以一定数量取代，用水量增加，掺10%硅灰，需水量增加11%13%,火山灰活性指数 掺硅灰的砂浆强度与基准砂浆强度的比值来表示,硅 灰,对混凝土性能的影响,品质指标,参考粉煤灰,二氧化硅含量、含水量、烧失量、火山灰活性指数、细度筛余量、密度均匀性、细度均匀性,各种矿物外加剂的比较,化学组成的比较,各种矿物外加剂的比较,结构特征的比较,各种矿物外加剂的比较,颗粒组成的比较,各种矿物外加剂的比较,作用行为的比较,2.6 拌合用水,不影响混凝土的凝结硬化 无损于混凝土强度发展及耐久性 不加快钢筋锈蚀 不引起预应力钢筋脆断 不污染混凝土表面,对水的质量要求,2.6 拌合用水,依混凝土拌和用水标准（JGJ6389） 饮用水可以直接使用； 地表水和地下水按标准规定检验合格后可使用。 海水可以拌制素混凝土； 不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝土结构，对有饰面要求的混凝土，也不得采用海水拌制； 工业废水经检验合格后可用于拌制混凝土。 生活污水水质比较复杂，不能用于拌制混凝土。,拌和及养护用水的选择,2.6 拌合用水,待检验水与蒸馏水对比实验