【细集料怎么拌合】高性能混凝土常用矿物微混合料的介绍及作用

现代高性能混凝土(HPC)的矿物微混合材料除了水泥、粗骨料、细骨料、掺合料和混合水外，还作为第六组发挥着不可或缺的作用。他们不仅可以代替水泥的一部分，还可以提高混凝土的综合性能，加快资源回收利用。目前混凝土中常用的矿物微混合物有粉煤灰、矿渣粉、硅灰粉、石灰石粉和沸石粉。

01矿物微混合物

粉煤灰是锅炉燃烧后从烟道排出，由粉尘收集机收集的物质，表面积为250 ~ 7000m/KG/KG，大小从几百微米到几微米不等，通常为球形颗粒，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3。

矿渣粉是炼铁过程中产生的工业副产品。在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原为金属铁，并从铁水中分离矿石中的SiO2、Al2O3等杂质和石灰等溶剂化合成矿物。这种熔融状态的矿渣在迅速冷却后形成颗粒化高炉矿渣，其主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。

硅灰也称为硅灰，是电弧冶炼硅金属或硅合金时的副产品。硅工厂在冶炼硅金属时，将高纯石英、焦炭投入电炉，温度达到2000时，石英还原为硅，同时约10% ~ 15%的硅变成蒸汽，在年内随气流上升，遇到O2氧化成SiO2，最后凝结成非常微细的颗粒。

石灰石粉是石灰石破碎研磨后形成的灰质材料，资源丰富，其主要成分为CaCO3。

沸石粉是天然沸石岩变细后形成的火山灰质物质，含有大量活性SiO2和Al2O3，其火山灰活性优于硅灰，其次是粉煤灰。

02 HPC运行

矿物掺合料是用超细粉碎工艺制成的，在新混合的水泥浆中，可以提高水泥浆的流动性，有效地控制混凝土的坍落度损失。

矿物掺合料的比表面积为350~1500m /kg KG，由于大比表面积颗粒对水的吸附，起到补水作用，减少分泌，显著改善混凝土粘结性。

研究表明，水泥和矿物微混合物颗粒之间会产生一种“填充效果”，颗粒之间的空隙减少，空隙数减少，游离数增加，纸浆的流动性增加。从下图的对比中可以看出，使用细长材料的混凝土性质好、纸浆多、包裹性好。

03物理充电

矿物细集料在混凝土混合物中也有物理填充作用。

粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉、沸石粉的粒径在1-100um之间，与水泥的粒径相当，在完全水化之前，能填补沙子之间的空隙，提高混凝土的密度，从而提高混凝土的抗压强度和综合性能。其粒子填充效果如下图所示。

硅灰分的颗粒大小为0.1-0.5um，可填充水泥、粉末骨料和水合产物之间的小空隙。研究表明，掺入硅材料可以大大减少水泥石中50nm以上的洞。

04手语活性

矿物微混合物根据能否参与水合反应，分为活性矿物微混合物和惰性矿物微混合物。

活性矿物的微混合材料在水泥石和混凝土中逐渐水合，形成新的水合产物，它们的水合率主要与化学成分、矿物组成、活化剂类型、粒度有关。这种对HPC的强度、耐久性等的贡献与水化产品类型、形态、结合力和集料之间的结合性能密切相关。

火炉中的矿渣粉、硅灰粉、沸石粉具有良好的水化活性，但低钙粉煤灰(CaO含量& lt15%)和石灰石粉属于惰性矿物细集料。

传统建筑材料(水泥)在生产过程中消耗大量矿产资源，造成严重的环境污染。矿物微混合物应用于高性能混凝土，不仅有助于解决环境保护和节能问题，还可以促进资源回收利用，同时提高建筑物的综合性能。

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