混凝土掺合料的复掺效应和选择

时间：2022-03-30

掺合料复掺（即粉煤灰、硅粉和矿渣粉等复合使用）能补偿单掺之不足，使单组分充分发挥各自的效应。并由于各组分颗粒形态、细度、化学组成均有不同，有可能互相激发，相互补充，对水泥石的孔结构产生复合胶凝效应，复合胶凝效应包括三方面作用：诱导激活效应、表面微晶化效应和界面耦合效应。

目前，复掺较常见的是矿渣粉与粉煤灰复合使用。这是因为，粉煤灰比矿粉更为廉价，单掺矿粉对混凝土成本不利。虽然单掺粉煤灰可以大幅度降低成本，但掺量受到较大限值。

矿粉与II级粉煤灰复合使用时，粉煤灰的取代量宜控制在15%以内，矿粉宜控制在30%以内。由于II级粉煤灰的来源较I级粉煤灰要广，供应量充足，因此在混凝土*量使用。然而II级粉煤灰的质量稳定性差，矿粉的质量稳定性远好于II级粉煤灰，给配制混凝土带来了很好的选择，只要通过试验找出合适的复配比例及合适的掺量，就可以配制出和易性好而成本又无明显增加的混凝土。在条件允许的情况下，应尽可能多用矿粉，降低II级粉煤灰质量波动给混凝土带来的不利影响。其实这种配制混凝土的原则适应于任何原材料。也就是说，质量差或质量稳定性差的原材料不得不用时，应在充分试验的基础上，在条件允许的前提下尽可能少用。另外，由于II级粉煤灰和矿渣同样具有增加混凝土黏度的趋势，因此不宜配制高强混凝土。

矿粉与I级粉煤灰复合使用应是好组合。粉煤灰可控制在20%以内，矿粉可以控制在40%以内，它们之间的比例可以根据不同的强度等级，不同技术要求进行调整。从强度方面说，粉煤灰等量取代水泥时，28d强度基本都比空白混凝土强度低，而矿粉在合适的掺量下会使混凝土的28d强度稍有提高，这样二者有较好的“强度互补效应”。同时，二者复合使用兼顾混凝土早期强度与后期强度，早期发挥矿粉的火山灰效应，改善浆体和骨料的界面结构，弥补由于粉煤灰的火山灰效应滞后于水泥熟料水化，从而使得火山灰反应生成物和水泥水化生成的凝胶数量不足导致与未反应的粉煤灰之间界面粘结不牢引起的早期强度损失（引自黄士元等编著《近代混凝土技术》）；后期发挥I级粉煤灰的火山灰效应所带来的孔径细化作用以及未反应的粉煤灰颗粒的“内核作用”，使混凝土后期强度持续得到提高。从混凝土黏聚性方面说，矿粉有增加混凝土黏聚性和泌水的趋势，I级粉煤灰却能明显降低混凝土黏聚性和减少混凝土泌水的趋势，二者的互补优势更为明显，适合于配制各种强度等级的混凝土。

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