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水泥混合材能代替混凝土掺合料吗?

混合材和掺合料,傻傻分不清楚


混凝土掺合料理论上都可以做水泥的混合材,但水泥混合材能代替混凝土掺合料吗?



在混凝土拌合物制备时,为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级,而加入的天然的或者人造的矿物材料,统称为混凝土掺合料。


用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用,或化学作用很小,如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。


活性矿物掺合料虽然本身不硬化或硬化速度很慢,但能与水泥水化生成的Ca(OH)2,生成具有水硬性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣、火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。


混凝土掺合料是在搅拌混凝土时多加进去的一种化学物质,好处各有不同,有的是为了加快混凝土完成初凝有的是让混凝土有更好的流动性、易合性,有的是为了以后混凝土终凝可以达到更强的硬度。


掺合料是混凝土中的组成部分,虽然掺量很少,但却发挥着自己的作用。然而有人还是容易把它和水泥混合材“纠缠”在一起,今天就来讲讲到底怎么“掺和”,没事可别“瞎掺和”。


两者定义


水泥由水泥熟料和混合材料组成,熟料主要含硅酸钙、铝酸钙和铁酸钙,混合材料种类较多,如粉煤灰等。我们常用的普通硅酸盐水泥(PO)混合材料大概在5%-15%之间,复合硅酸盐水泥(PC)混合材料15%-50%。


混凝土掺合料主要是一些外加剂,改变混凝土的一些性质,比如木质纤维素、建筑胶粉、缓凝剂等。在混凝土中可以取代部分水泥,具有规定细度和凝结性能、能改善混凝土拌合物工作性能和混凝土强度的具有火山灰活性或潜在水硬性的粉体材料,其掺量一般不小于胶凝材料用量的5%,其主要作用是改善混凝土的工作性、稳定性、耐久性、抗腐蚀性。


水泥混合材在水泥生产过程中,为改善水泥某些性能、调节水泥标号及增加产量而加到水泥中的矿物质材料,称之为水泥混合材料,简称水泥混合材。


根据所用材料的性质可分为活性混合材料和非活性混合材料两种。


在水泥中掺加混合材料可以调节水泥标号与品种,增加水泥产量,降低生产成本;在一定程度上改善水泥的某些性能,满足建筑工程中对水泥的特殊技术要求;可以综合利用大量工业废渣,具有环保和节能的重要意义。


有“交集”不代表可交换


尽管水泥混合材和混凝土掺合料有交集,混凝土掺合料理论上都可以做水泥的混合材,但水泥混合材即使是活性混合材料却不能代替混凝土掺合料,这究竟是什么原因呢?


(1)从工程实践来看,混凝土掺合料一般具有一定的潜在活性,其发挥火山灰效应、形态效应、微骨料效应和界面效应,可取代10%~50%的常规普通硅酸盐水泥。


(2)混凝土掺合料也可在混凝土中起充填效应,起调节混凝土或砂浆强度等级的作用。


(3)混凝土掺合料的细度比水泥混合材的细度要细。混凝土掺合料比表面积一般在400~450㎡/kg及以上,甚至更高,比如(硅灰);水泥混合材由于通常与水泥熟料、石膏一起粉磨,其比表面积一般在330~380㎡/kg左右,细度相对比较粗一些。


(4)目前,成熟的混凝土掺合料有国标或行标,而水泥混合材只是水泥粉磨时的原材料。从混凝土材料体系上来说,水泥混合材不能取代混凝土掺合料。


(5)混凝土的基本理论表明,混凝土掺合料是当代高性能混凝土的第六大必需组分。


怎样才能用好掺合料?


掺合料要分清种类,混凝土掺合料品种不同,用法和效果自然也有所区别。


如何用好掺合料改变混凝土性能,了解掺合料很关键。粉煤灰作为混凝土的掺合料,在相同水胶比下,粉煤灰的掺量不超过20%时,对混凝土性能影响不大,只是混凝土的温升稍有降低。只有掺量超过25%时,粉煤灰对混凝土的性能才会有明显的改善。磨细矿渣粉磨得越细,其活性越高,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。


当矿渣的比表面积超过400㎡/kg后,用于很低水胶比(小于0.30)的混凝土时,混凝土早期强度的自收缩随掺量的增加而增大。


硅灰混凝土中掺入硅灰后,随硅灰的掺量提高,需水量增大,自收缩也增大。因此,一般将硅灰的掺量控制在5%~10%之间为宜,并用高效减水剂来调节需水量。


掺入矿物细粉料后混凝土则有很好的粘聚性,改善新拌混凝土的工作性;掺入矿物细粉料后,由于水泥熟料相应减少,水泥水化热总量就会减少,从而可降低混凝土的温升;可以调整混凝土的强度发展,并可提高混凝土抗化学侵蚀能力,增强混凝土耐久性。


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