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為了實現高性能混凝土的要求,目前主要采用的是“雙摻技術”,即在混凝土攪拌時,除了添加硅酸鹽水泥之外,還需要添加一定比例的高效能礦物摻合料及高效減水劑,以提高混凝土的性能。混凝土摻合料的作用主要體現在其具有三大效應:活性效應、形態效應及填充效應,可以改善混凝土中的凝膠材料與數量,提高混凝土的穩定性及強度,還可以降低原材料成本等,是目前工程中最常用的材料。
1 混凝土摻合料應用
摻合料在混凝土中的應用主要功能是改善混凝土的凝膠材料與數量,提高混凝土在施工中的作用,增強混凝土的穩定性、強度,混凝土摻合料的應用作用主要體現在以下幾個方面:
⑴活性效應的作用。在混凝土中摻合料的顆粒表面,在一般的常溫狀態下,堿性溶液不容易對硅酸鹽(如二氧化硅、三氧化二鋁等)進行溶解,摻合料的活性效應程度與摻合料的化學成分與摻合料的表面積存在緊密的關系,直接影響著摻合料的效果。在相同的玻璃體活性成分中,熔體塊的玻璃體的活性一般都比較高,這樣在混凝土中添加摻合料,就能夠提高混凝土的強度與耐力,進而能提高混凝土的性能。
⑵形態效應的應用。由于摻合顆粒的形態不同,產生的效果也不一樣,根據摻合顆粒的表面特征,充分利用形態效應的特性來增強摻合料的功能,并利用混凝土摻合料的流動性,使得混凝土在攪拌的過程中,變得更加勻實,保證混凝土中的含水量合理,有利于提高混凝土的強度、和易性、耐久性等指標能夠滿足施工的要求。
⑶填充效應。摻合料顆粒的一個重要功能就是有效的填充水泥的膠凝材料的縫隙,使得混凝土在凝膠的過程中不存在縫隙,在混凝土中摻與高效的減水劑之后,如果再添加其他礦物摻合料,對混凝土具有很強的減水效果,達到對混凝土進行增塑的效果,形成高性能的“雙摻”技術。
2 混凝土礦物摻合料的比例配合分析
在對混凝土中添加摻合料時,需要結合混合體的性質對混凝土進行配比設計,才能滿足混凝土的要求。為了達到不同性能的混凝土,可以通過添加各種不同的摻合料顆粒來得到,在一般的情況下,主要是生產具備成本低、高耐久性以及后期強度能夠提高的混凝土,如何利用不同的礦物復合摻合料的顆粒料的不同特點,在生產的過程中,可以生產出不同的混凝土,如在混凝土中加入防滲專用的摻合料可以生產防滲混凝土,添加防腐劑可以生產防腐蝕的混凝土,添加大體積專用摻合料可以生產大體積專用混凝土,能夠降低混凝土的生產成本,提高混凝土的生產效率,在具體的生產中按照混凝土的生產計量均勻、混合均勻、配合比合理等特征,提高工程的施工質量。例如在生產C60 以上強度的混凝土時,一般可以在混凝土中加入硅灰,但是如果僅僅只是加入硅灰會提高混凝土的生產成本,如果要同時在混凝土中加入磨細礦渣粉和粉煤灰就可以降低混凝土的生產成本,還可以提高混凝土的強度,具體的配比結果如表1 所示。
結合相應的配比指標,可以生產出不同的配比的混凝土,在實際生產過程中,需要根據具體的生產情況來實現不同強度混凝土,便于在不同的環境中使用。
3 混凝土摻合料應用的技術效果分析
混凝土摻合料的使用可以根據需要生產出不同性質的混凝土,對混凝土的和易性、強度、耐久性等都產生了不同的影響,一般來說,混凝土摻合料的應用技術可以產生如下的效果。
3.1 減水的功能
在混凝土中添加優質的粉煤灰,根據粉煤灰的球形外貌,具有很強的減水效果,但是如果在混凝土中添加高效的減水劑,可以提高混凝土的凝結效果,并在混凝土中摻入礦物摻合料,可以有效的減少混凝土中的水分。在混凝土中的化學減水劑不能有效的降低混凝土中的水分時,采用礦物摻合料可以進一步增加混凝土的減水功能,提高混凝土的穩定性。
3.2 早強功能
在混凝土中添加硅灰時,硅灰的水化效果非常好,對混凝土的凝聚增強效果非常好,進而具有良好的早強的效果,在混凝土中添加石灰石細粉也具有較強的減水效果,早強的性能也比較好,尤其對鋁酸二鈣含量高的水泥來說,在其中添加摻合料,使得石灰石細粉與水化鋁酸鈣發生化學反應,增強水泥的早強功能,形成具有一定膠凝功能的碳鋁酸鹽復合物,具有很強的早強功能。
3.3 緩凝功能
在混凝土使用的過程中,需要混凝土具有一定的緩凝效果,以滿足施工的要求,例如在混凝土摻合料水化緩慢,降低水泥的冷凝效果,如添加粉煤灰、礦渣粉等摻合料顆粒,就可以有效的起到緩凝的效果。
3.4 膨脹功能
在有些地方施工,需要混凝土具有一定的膨脹功能,使得水泥能夠填滿空隙,如“鋁礬土+ 石膏+ 硫酸鋁”就是混凝土的膨脹劑,它的用途十分廣泛,成本也比較低,可以充分利用工業廢棄物代替,降低摻合料的生產成本,并能取得相應的膨脹功能。
3.5 防水功能
在一般情況下,混凝土要具有很強的防水功能,在混凝土中摻合具有高效減水效果的減水劑與微膨脹的摻合料,可以形成密度良好的水泥石,這樣能夠提高混凝土的防水功能,而且也能夠增強混凝土的穩定性。
3.6 抗腐蝕功能
在特殊的環境下,要求混凝土具有一定的抗腐蝕功能,在具體的生產過程中只需在混凝土中加入一定的摻合料,就能夠滿足要求,在混凝土中摻合料水化時,形成相應的硅酸鹽晶體結構,這樣就能夠形成比較固定的水化鋁硅酸鈣被固定,提高混凝土的抗腐蝕的功能。
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