FFH混凝土掺合料的作用机理

1、FFH混凝土掺合料的作用机理（刘应应 刘世明）（山西离石高善能砼外加剂厂 山西吕梁市建筑公司试验室）摘要：本文通过对FFH混凝土掺合料的介绍，阐述了其对混凝土高耐久性、高工作性、高强度的作用机理。关键词：FFH混凝土 掺合料 作用机理中图分类号：TU528.041 文献识别码：A 文章编号：1000-8136（2005）09-0169-02FFH混凝土掺合料是山西吕梁刘应应先生发明的专利技术（原发明名称：中、低强度等级混凝土掺合料），专利号为ZL01124034.2,国际专利主分类号CO4B 18/08。目前对掺合料应用的认识，为了解决泵砼的可泵性；为了解决大体积砼水化热;为了节省水泥。因此都

2、是根据需要而用，而没有根据砼高性能、高耐久性目标要求全方位应用。高性能砼是当今国际砼发展的主题。我国驰名权威专家提出砼寿命从现在50年提高到100年到120年之间。高性能砼在中国的发展应用全靠我们的设计、施工、监理工程技术人员的大力支持和配合，积极创新，大胆实践。不是所有掺合料都具有发展高性能砼的作用。只有优良完善的掺合料才能促进砼的高性能。以下纵观FFH掺合料作用机理，评价其对发展高性能砼的作用。1 FFH掺合料能使砼高耐久性混凝土高耐久性是出于砼使用寿命的需要。混凝土只有高密实，才能实现高耐久性。高密实除组成砼粗细集料整体级配良好外，更重要的是所有大小颗粒界面胶结严密，界面微观裂缝越少、越

3、细、越短才能获得混凝土的高耐久性。要砼一点微观裂缝也没有是不可能的，因为砼在凝结硬化过程中胶凝材料体积的微小变形和粗细集料受胶凝过程水化热温的影响，宏观上发生着暂时的体积微膨胀，于是在集料界面处发生拉应力，就形成了微裂缝。随着砼硬化时间蔓延和解缓，砼发生了体收缩，断面微裂缝也越来越多、越粗、越长，逐步影响着砼的耐久性。混凝土阻水、阻气能力越强，耐久性越高。砼中的胶凝材料活性越高、用量越大对砼的耐久性越不利。如何缩小砼断面的微观的裂缝，就成了研究砼耐久性的中心课题。1.1 粉煤灰的低活性大大减小了砼的变形粉煤灰是FFH掺合料的重要组成部分。根据试验结果级粉煤灰活性指数仅是62%左右,是比较低的,

4、但其劣势成了发展高耐久性砼的优势。由于活性低,在砼中水化时温度梯差和湿度梯差均衡而小,也就构成了其抗裂性能优良的根源。FFH掺合料应用在吕梁市委大院硬化地面,经过五年的使用验证细小裂缝是看不到的;FFH掺合料应用在柳林联盛四座大型建筑基础5000m3大体积砼,抗渗等级为S10,不掺其他任何膨胀剂、防水剂，取得了满意的效果。1.2 矿物组份的复合提高了掺合料细化毛细孔的作用FFH掺合料通过两种以上矿物组份的复合，除活性实现了长短令期的互补作用外，更重要的是通过复合矿物组份的级配互补，表观密度由700上升为800，比表面积由360上升为420。在砼中细化了孔隙结构，扩大了微小粒子的界面接触面，提高

5、了胶结抗拉强度，拉、压强度比可提高48个百分点。1.3 粉煤灰提高了掺合料的三效应FFH掺合料生产不是靠简单的复合搅拌，而是利用现代粉磨设备，将掺合料各组份通过计量、搅拌，输送到磨机里，在规定的时间里经过研磨而输出成品。经过粉磨细化的掺合料产生着良好的微集料效应、活性效应、形态效应。粉磨后的掺合料细度可达450500。微集料效应密实了砼，提高了砼抗拉、抗压强度；活性效应提高了掺合料在复合胶凝材料中的比例。在联盛项目泵送砼中FFH的掺入量达25%30%，远高于砼搅拌站使用原状粉煤灰13%18%掺入量。同时FFH的高掺入大大地降低了水泥的使用量，大大提高了砼的阻抗变形能力；形态效应使粉煤灰玻璃体真

6、正变成了球形体，原状粉煤灰的玻璃体不完全都是球体，有柱状、网状、片状、不定形体等。球体最利于砼自密实。扩散度对比试验显示，在相同用水量下，水泥为135mm，原状粉煤灰为165mm，FFH为195mm。山西省建科院SC2004-1110报告，检测结果为：FFH为195mm。山西省建科院JC474-1999一等品指标。工程应用，在柳林联盛大体积筏板砼用FFH掺合料实行免振自密实施工，提倡工人穿雨鞋助平就是，效果良好，表面也没有泌水现象。在孝义某洗煤厂用FFH掺合料打1000m3水池，S8抗渗砼，不再掺用其他外加剂效果良好。在离石昌德大酒店消防水池同样用FFH掺合料打 S6抗渗要求的水池，效果良好。

7、1.4 火山灰属性使砼低碱耐蚀山西粉煤灰大部分是低钙、低碱灰，k+、Na+、Ca+、Mg+等碱性氧化物含量很低，当掺入水泥砼中化时，可会部分吸收水泥中的游离CaO等碱性氧化物。由于具有这一化学作用，使粉煤灰掺合料砼中的氧化物都可形成水泥石，降低了砼的碱性和碱骨料反映，使砼变得耐酸、耐碱、耐热、耐磨，耐软水锓蚀。粉煤灰掺合料砼表面明显比普通水泥砼无白色涉面，其砼断面呈细腻、色青。2 FFH掺合料提高了混凝土的工作性混凝土高工作性是砼机械化施工发展的需要。混凝土工作性的历史经过干硬性-塑性-流态-大流动度（自密实型）四个阶段。流动性砼工作性的意义是省能、省功、质量均质。使砼工程能顺应机械化、自动化

8、施工。符合多、快、好、省、发展经济建设的方针。2.1 材质和粉磨工艺提高了掺合料砼的流动性FFH掺合料首选组份粉煤灰，材质SIO2含量50%，其玻璃体再经过粉磨工艺，形成的掺合料产品使用流动性相当优良。FFH掺合料应用在柳林联盛项目22层的泵送砼，掺量为25%，坍落度仅为14个左右，可其他地方的泵送坍落度可能就需18个左右。从这里看到FFH掺合料产品性能的本质，摩擦阻力小、流动性能高。泵送砼掺用粉煤灰要想达到如意的效果，通过选粉煤灰中SIO2含量高的灰；用粉磨粉煤灰。2.2 粉煤灰缓凝本性减小了泵送砼坍落度的损失粉煤灰缓凝的劣势在高耐久性砼上变成了优势，在高工作性砼施工上同样也变成了优势。泵送

9、砼坍落度损失，一直是困绕商品砼搅拌站成本、强度、可泵性交结为一体的核心问题。往往是为控制坍落度损失这个标而伤了强度那个本。FFH掺合料是砼中的复合凝胶材料，通过使用高掺量抑制水泥早期水化热过高，而发挥其缓凝的优势。当掺量为15%时，初凝缓凝2.0小时，当掺量为20%时，缓凝为2.8小时，当掺量为25%时，缓凝为3.5小时。3 FFH掺合料能使混凝土高强砼越高强，砼的拉、压强度比越小，对砼耐久性越不利。砼越高强，势必水泥用量相应越大，水泥用量多于400公斤450公斤，混凝土工作性相应变差。如何有机地解决高性能砼中三性之间产生的矛盾，需要砼配比设计、砼施工、工程监理所有技术人员的更新观念。3.1

10、FFH掺合料靠减水而增强砼靠高效减水剂增强是砼的水灰比强度法则人人清楚。FFH掺合料能使砼增强同样是利用这个机理。3.2 FFH掺合料靠微集料效应而增强砼越密实，强度越高，别看掺合料活性低，作用可真不小，特别对抗拉强度的提高比水泥大，同时对砼耐久性、工作性的提高功过于水泥。3.3 FFH掺合料靠缓慢增强 充分利用砼长令期潜在强度表1FFH掺合料等量取代试验结果砼种类配合比坍落度容重R3R7R28普通砼417：678：11508/10027.2/10037.8/100掺合料砼345：63：669：1503/11229.9/11040.8/108 碎石FFH-1型掺合料63kg 内掺15%表2 FFH掺合料超量取代试验结果砼种类配合比坍落度容重R7R28R60R90普通砼417:678:11501/10036.8/10039.7/10041.2/100掺合料砼317:100:647:1500/9636.6/10042.1/10643.3/105材料同表