自密实混凝土对材料的要求 1胶凝材料 1.1水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的规定；当采用其他品种水泥时，其性能指标应符合相应标准的规定。 1.2粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等矿物掺合料，其性能指标应符合国家现行相关标准的要求。当采用其它掺合料时，应通过充分试验进行验证。 2骨料 2.1粗骨料宜采用连续级配或2个及以上单粒径级配搭配使用，最大公称粒径不宜大于20mm；对于结构紧密的竖向构件、复杂形状的结构以及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公称粒径不宜大于16mm。粗骨料的针片状颗粒含量、含泥量及泥块含量，应符合表2.1的要求，其他性能及试验方法应符合现行行业标准《普通商品混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中的相关规定。 2.2轻粗骨料宜采用连续级配，性能指标应符合表2.2的要求，其它性能及试验方法应符合现行国家标准《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》GB/TI7431.1和行业标准《轻骨料商品混凝土技术规程》JGJ51中的相关规定。 2.3细骨料宜选用级配Ⅱ区的中砂，天然砂的含泥量、泥块含量应符合表2.3-1的要求；人工砂的石粉含量应符合表2.3-2的要求，当人工砂中含泥量很低（MB≤1.0），在配制C25及以下商品混凝土时，经试验验证能确保商品混凝土质量后，其石粉含量可放宽到15%。试验应按现行行业标准《普通商品混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中的相关规定进行。 3外加剂 3.1外加剂宜选用高性能减水剂或高效减水剂。外加剂性能应符合现行国家标准《商品混凝土外加剂》GB8076和《商品混凝土外加剂应用技术规范》GB50119中的相关规定。 3.2掺用改善拌合物性能的其他外加剂时，应通过充分试验进行验证，其性能应满足现行相关标准的要求。
粉煤灰掺合料对混凝土的影响 发表时间：2012-03-30T17:07:55.123Z 来源：《时代报告》2012年第1月（上）供稿作者：彭明1高虎2 [导读] 在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。 彭明1高虎2 无锡建邦混凝土有限公司江苏省无锡 214142 中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：41-1413（2012）01-0000-01 摘要：在混凝土的中掺入矿粉、粉煤灰等矿物掺合料，已经成为我公司较为成熟的技术。在混凝土生产中，掺入矿粉和粉煤灰等矿物掺合料，可以改善混凝土的工作性、内部结构和后期强度等，并能很好地抑制混凝土的碱－集料反应。本文主要介绍了在混凝土中掺入粉灰对混凝土的工作性及耐久性的影响。同时，讨论混凝土中粉煤灰的最大与最佳掺量，以期更好地做到节约资源保护环境的目的。 关键词：混凝土；粉煤灰；混凝土性能 1 前言 混凝土是当今世界上用量最大的人造材料，由于其原料丰富、价格低廉、制备简单、相对耐久性好等不可取代的优点，在今后相当长的时间里，仍将是最主要的建筑材料。我国在2003年，水泥产量已高达8.25亿吨，混凝土用量达15亿方，已是世界首位。目前，我国每年用在建造房屋和铁路、桥梁等基础建设上的混凝土就要40亿方。相应地，我国水泥产量逐年增长，在2007年就已占世界水泥总量的50%以上。世界范围来看，建筑业消耗了世界资源近40%。这些，给我国和世界的资源和生态都带来了巨大的压力和负担。 另外，我国每年的生产的粉煤灰达2.5亿t。粉煤灰这样的工业副产品中含有少量的重金属。大量的粉煤灰如果得不到有效的利用，将会造成土地、空气和地下水污染。而在混凝土中掺入粉煤灰，可以钳制粉煤灰中绝大多数的有害金属，使之安全地与水泥水化产物结合。 所以，在保证混凝土性能――甚至有可能的话，提高混凝土的一些性能――的前提下，在混凝土的生产中，合理地掺入工业生产中的矿物废弃物作为混凝土中的矿物掺合料，替代原生产中的水泥，无论是对社会还是对生态，都有着积极意义。 1982年，英国Sarwick机场的停机坪扩建工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰的混凝土进行了对比。所用粉煤灰混凝土中粉煤灰掺量达到了46%。该工程经运行4年后所拍的照片清楚地显示出：与纯硅酸盐水泥混凝土相对照，掺粉煤灰混凝土道面表面层抗滑构造基本完好，而前者已坑坑点点，受到一定的破坏。 这一实例有力地说明了，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，不仅可以减少混凝土中水泥的使用，节约成本，保护环境；更是能够提高混凝土如耐久性等的一些性能。 2 粉煤灰的性质 2.1 粉煤灰的化学成分 查阅了相关资料后发现，不同国家，不同地区的粉煤灰的化学成分的差别很大。(表2-1) 表2-1 一些国家粉煤灰的氧化物[] 但是，粉煤灰的化学成分对粉煤灰的品质影响并不大，重要的是矿物成分和颗粒形貌（粒径和形状），它们决定着粉煤灰对混凝土性能的影响。 2.2 粉煤灰的矿物成分 粉煤灰的火山灰活性主要取决于玻璃相的数量和组成。经过超高温处理后的粉煤灰通常含有60%~90%的下玻璃体，而玻璃体的化学成分和活性又主要取决于钙的含量。 由烟煤产生的低钙粉煤灰中主要的晶体矿物是石英、莫来石、硅线石等，这些矿物不具备任何的火山灰活性。高钙粉煤灰中的晶体矿物主要是石英、铝酸三钙、硫铝酸钙、硬石膏、游离氧化钙等。所以高钙粉煤灰会具有较高的活性。 2.3粉煤灰的颗粒特性 一般来说，在机理上，粉煤灰掺合料对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响主要取决于颗粒的形貌，而不是化学成份。 相对于高炉矿渣等其他掺合料，粉煤灰为球形颗粒，这对于减少混凝土拌合物的需水量和提高混凝土拌合物的工作性具有积极作用。 另外，粉煤灰的火山灰活性通常与小于10μm的颗粒含量呈正比，而大于45μmr的粉煤灰颗粒很小或不具备火山灰活性。 3 粉煤灰掺合料对混凝土性能的影响
. CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土 自密实混凝土的施工 7.1 一般规定 7.1.1 应根据设计要求、灌注施工工艺和施工环境等因素，会同设计、监理各 方，共同制定自密实混凝土施工技术方案、施工过程的质量控制与保证措施。 7.1.2 自密实混凝土的施工包括自密实混凝土的搅拌、运输、灌注、养护和拆模等。根据交通运输条件，采取不同的自密实混凝土灌注方案。 7.1.3 正式施工前，应进行自密实混凝土的试灌注，并进行自密实混凝土的现场揭板质量检验，验证并完善混凝土的灌注施工工艺。 7.1.4施工和监理单位应确定并培训专门从事自密实混凝土关键工序施工的操作人员和试验检验人员。 7.1.5 应建立完善的质量保证体系和健全的施工质量检验制度，加强对施工过程每道工序的检验，发现与规定不符的问题应及时纠正，并按规定作好记录。 7.1.6 应明确施工质量检验方法。质量检验方法和手段应符合本技术要求的规定以及国家和铁道部的相关标准要求，检验结果应真实可靠。 7.1.7 应根据设计要求、工程性质以及施工管理要求，在施工现场建立具有相应资质的实验室。 7.1.8 自密实混凝土达到75%的设计强度后方可承载。 . . 7.2 原材料储存与管理 7.2.1 混凝土原材料进厂（场）后，应对原材料的品种、规格、数量以及质量 证明书等进行验收核查，并按有关标准的规定取样和复验。经检验合格的原材料方可进厂（场）。
7.2.2 混凝土原材料进厂（场）后，应及时建立“原材料管理台帐”，台帐内容 包括进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“质量证明书”编号、“复试检验报告”编号及检验结果等。“原材料管理台帐”应填写正确、真实、项目齐全，并经监理工程师签认。 7.2.3混凝土用水泥、矿物掺合料等应采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放，且应特别注意防潮。 7.2.4不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标识，标明材料名称、 品种、生产厂家、生产日期和进厂（场）日期。原材料堆放时应有堆放分界标识，以免误用。骨料堆场应事先进行硬化处理，并设置必要的排水设施。 7.3 混凝土拌合 7.3.1 自密实混凝土应采用拌合站集中拌制，拌合站应配有自动计量系统和强制式搅拌机，混凝土原材料称量最大允许偏差应符合铁建设 [2005]160号文规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1％。 . . 7.3.2 搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定粗细骨料含水率变化，及时调整施工配合比。一般情况下，含水率每班抽测2 次。 7.3.3搅拌时，宜先向搅拌机投入粗骨料、细骨料、水泥和矿物掺和料和其他材料，搅拌1分钟，再加入所需用水量和外加剂，并继续搅拌2分钟。 7.3.4冬期施工时，直接与水泥接触的水的加热温度不宜高于80℃，自密实混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50%左右。 7.3.5 夏（热）期施工时，水泥进入搅拌机时的温度不宜大于50 ℃。 7.3.6 正式生产前必须对自密实混凝土拌合物进行开盘鉴定，检测其工作性能。 7.4 模板安装
自密实混凝土的配合比特征与硬化后的性能优缺点 摘要：首先论述了自密实混凝土的配制原理，然后讲述了自密实混凝土的配合比设计原则与其特征，最后论述了自密实混凝土硬化后的性能优缺点。 关键词：自密实混凝土；配合比；硬化。 0 引言 20世纪80年代初，混凝土结构的耐久性问题在日本引起了广泛的关注。为了减少混凝土施工质量下降的问题，而衍生了自密实混凝土，这一概念首先是Okamura在1986年提出的。自密实混凝土(Self—Compacting Concrete，简称SCC)是高性能混凝(Higll Performance Concrete，简称HPC)的一种，是指具有不离析、不泌水，能够不经振捣或少振捣而自动流平，并能够通过钢筋间隙充满模板的混凝土，即无需振捣，仅依靠自重作用就能仿混凝土密实填充模板的各个角落【1】。其与相同强度等级的普通混凝土相比，具有较大的浆骨比、砂率较大、细掺料总量大的特点，有很高的施工性能[1]。但至今为止，国内在自密实混凝土的配制技术上，仍未形成一种统一的配合比方法，因为对其配合比特征是很有意义的。混凝土硬化后，在力学性能和耐久性方面与普通混凝土相比具有很大优势。 1 国内外应用研究现状 自密实混凝土自80年代后半期由日本东京大学的岗村甫提出来
而问世以来，它的应用越来越广泛，其研究也越来越受到重视。此后，北京建工集团二公司开始研制并试用。中南大学等单位于2005年5月26～28日在湖南长沙主办了我国第一次自密实混凝土技术方面 的国际研讨会(1st International Symposium Design,Performance and Use of Self-Consolidating Concrete,SCC,2005—China)。特别是近几年，国内免振捣自密实混凝土的研究有了很大起色，到目前为止，已经将自密实混凝土应用于各类工业与民用建筑、道路、桥梁、隧道及水下工程【3】。但是由于各地原材料和施工条件的差别，具体实施时不能照搬国内外同行的技术经验。为保证自密实混凝土具有良好的工作性，且完全符合自密实混凝土的工作性要求，可通过采用优化配合比的方式来改善其工作性能，以达到自密实性。所以，对自密实混凝土的配合比特征与硬化后的性能优研究是很有必要的。 2 自密实混凝土的制备原理 与普通混凝土相比，自密实混凝土的关键是在新拌阶段能够依靠自重作用充模、密实， 而不需额外的人工振捣， 也就是所谓的“自密实性 (self- compactability）”，它 包括流动性或填充性、间
矿物质掺合料对混凝土耐久性的影响 【摘要】混凝土耐久性主要是指其抵抗物理和化学侵蚀，如冻结、高温、碳化、侵蚀等能力，混凝土耐久性不满足要求是导致铁路不能达到设计寿命和寿命降低的主要原因，本文针对高性能混凝土所使用的粉煤灰、矿渣粉等矿物质掺合料对混凝土抗渗性、抗冻性、抗裂性、抗腐蚀及抗氯离子渗透及抑制碱骨料反应等方面做出了一系列的分析和研究。 【关键词】粉煤灰；矿渣粉；混凝土；耐久性 1.前言 近年来，随着高性能混凝土在建筑行业的日益盛行，高性能混凝土所使用的矿物掺合料已得以广泛使用，粉煤灰、矿渣粉是目前铁路建设中不可缺少的矿物质材料，在我国已建和在建的铁路中得以全面使用，粉煤灰、矿渣粉等矿物质的使用不仅可以减少水泥使用量，降低成本，改善和提高混凝土工作性能和力学性能，同时能够提高混凝土耐久性，如混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等，混凝土结构耐久性满足设计与否直接影响着铁路的质量、安全及使用寿命，是铁路混凝土结构的核心。 2.粉煤灰、矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 2.1粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响 抗渗性与混凝土耐久性的关系十分密切，因为一切破坏作用的因素总是随液体或气体进人混凝土。粉煤灰在混凝土具有充填行为和致密作用，粉煤灰的致密作用是粉煤灰在混凝土中活性充填行为的综合结果，在新拌混凝土阶段，粉煤灰充填于水泥颗粒之间，使水泥颗粒解絮扩散，改善了和易性，增加浇筑密实性，从而使混凝土初始结构致密化；在硬化发展阶段，主要发挥了物理充填料的作用；在硬化后期，又发挥了活性充填料的作用，粉煤灰的活性物质在混凝土中会发生二次水化反应，使粉煤灰具有一定胶凝性，填充了水泥水化后微小孔隙，使混凝土密实度得以提高，使混凝土的抗渗性能得以大大提高，但若要最大功效地发挥粉煤灰在混凝土的抗渗功能，其在胶凝在材料中的掺量控制尤为重要，目前，在铁路桥梁施工中粉煤灰在胶材中的取代率在12%～20%为宜。 2.2矿渣粉对混凝土抗渗性能的影响 矿渣粉的主要成分为SiO2和Al2O3，具有超高活性，将其作为掺合料掺入水泥混凝土中，这些活性的SiO2和Al2O3即可与水泥的C2S水化产生反应，进一步形成水化硅酸钙产物，大幅度提高水泥混凝土的致密性，从而改善孔结构，减少孔隙率和最大孔径尺寸，使混凝土形成密实填充结构和细观层次的自紧密堆积体系，达到提高混凝土抗渗性能，使混凝土的水渗透系数得到明显降低，同时防止产生泌水和离析现象的发生。研究表明，采用粉煤灰与矿物掺合料双掺，同
矿物掺合料在混凝土应用 一、矿物掺合料定义及分类 1．矿物掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细混合材，它是指在混凝土或砂浆搅拌前或搅拌中加入的，具有一定细度和活性的用于改善新拌混凝土的性能(特别耐久性)的某些矿物类产品。 2．掺合料按其性质可分为两类，活性掺合料和非活性掺合料。目前使用矿物掺合料绝大多数是具有一定活性的掺合料、如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、天然沸石粉等。复合矿物掺合料指这些掺合料的复合物。 二、矿物掺合料的作用机理 1．掺合料不仅可以取代部分水泥、减少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。 2．矿物掺合料特别是磨细矿物掺合料用作混凝土的掺合料能改善或提高混凝土的综合性能，其作用机理在于磨细矿物掺合料在混凝土中具有填充效应、火山灰效应和形态效应等。 (1)填充效应 混凝土为连续级配颗粒堆积体系，粗集料的间隙由细集料填充，细集料的间隙由水泥颗粒填充，水泥颗粒之间的间隙则需要更细的颗粒来填充，增加混凝土密实性，改善混凝土的和易性。填充作用的另一好处是增加黏聚性，防止混凝土泌水离析，改善可泵性。(2)火山灰效应 水泥从加水拌合开始与水结合发生水化反应，产生各种水化产
物。C-S-H(水化硅酸钙)，Ca(OH)2(氢氧化钙)，Aft和Afm水化铝酸钙和水化硫铝酸钙等。随着水泥水化进行，生成氢氧化钙。混凝土中掺入磨细掺合料吸收水泥水化时形成的氢氧化钙，且能促进水泥进一步水化生成更多有力的水化硅酸钙凝胶，使集料接口区的氢氧化钙晶粒变小，改善了混凝土微观结构，掺合料通过二次水化反应改善混凝土的抗渗性，提高混凝土密实度。水泥浆体的孔隙率明显下降，强化了集料和胶凝从材料粘接力混凝土更加密实，使混凝土物理力学性能大大提高。 (3)形态效应 有些磨细矿物掺合料，如粉煤灰颗粒是煤粉在高温燃烧过程中形成的，绝大多数为玻璃微珠，这些玻璃体光滑、致密、粒细，比表面积小又有级配，能减少颗粒间的摩阻力，从而减少混凝土的用水量起到减水作用。
第五届高强度混凝土设计大赛 队名： 队员：
一、设计依据： 1．GJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》 2．JGJ55-2011《自密实混凝土应用技术规程》 3．50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》 4．BJT46-90《粉煤灰混凝土应用技术规程》 5．JGJ28-86《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》 7．GJ52-79《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 8．GJ53-79《普通混凝土碎石或卵石质量标准及检验方法》 9. GB50204-2011《混凝土结构工程施工质量验收规范》 10.赵铁军教授的《双掺高性能混凝土配合比实验研究》 二、设计要求 1.自密实混凝土配合比设计原则 (1)自密实混凝土配合比设计应采取绝对体积法。 (2) 自密实混凝土要求拌合物在保持大流动性的同时增加粘聚性。国内外一般均采取增加胶结材与惰性粉体量的方法，也可以采取掺用一部分增粘剂的方法。关于自密实混凝土粉体量欧洲规范则规定为160L-240L浆体用量320L-400L。 (3)在增加胶结材浆体粘性的同时，还要保持大流动性，就需要选择优质高效减水剂。宜选用减水率大于30％的聚羧酸系高效减水剂。 (4 )要选用粒型与级配较优的粗细骨料，并限定粗骨料的最大粒径。关于粗骨料最大粒径，规范规定粗骨料最大粒径为20 mm或25mm。
在增加粉体量的同时，粗骨料用量也相应减少。规范规定粗骨料用量为280 L-350 L。 2.自密实混凝土用料选择 (1)水泥 水泥的主要问题是与外加剂的相容性、标准稠度用水量和强度问题，水泥与外加剂是否相适应，决定着能否配制出某个强度等级的自密实混凝土，因此应选用较稳定的水泥。规范建议使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，也可使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。 （2）粗骨料 宜选用4.75~20mm连续级配的碎（卵）石或 4.75～10mm和10～20mm两个单粒级配碎（卵）石。石子的孔隙率应低于40%。最大粒径可选择25mm，应严格控制针片状含量<8%。 （3）细骨料 宜选用2区中砂或中粗砂。细砂的使用易导致外加剂用量的增加，成本提高，所配制的自密实混凝土粘性较大，粘性较低时易发生泌浆、抓底等问题；粗砂的使用易导致粉体用量较高，成本增加 (4) 矿物掺合料 粉煤灰是自密实混凝土最常用的活性掺合料，具有“活性效应”、“界面效应”、“微填充效应”和“减水效应”。在自密实混凝土中，要求充分发挥这些效应，一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系；二是球形玻璃体含量要求高，因为球
每立方米C50自密实混凝土计算配合比设计 1. 计算配制强度 ,0,50 1.645 6.059.87()cu cu k f f t MPa σ=+=+?= （《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011）50~55: 6.0C C σ= 2. 计算水胶比 ,00.5349.3 0.459.870.530.249.3 w a ce c F cu a b ce m f m m f f ααα?===+++?? , 1.1642.549.3()ce c ce g f f MPa γ==?= （水泥28d 胶砂抗压强度） （《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011） 1.60.530.20()c a b γαα===碎石 3. 计算用水量 查阅《混凝土学》（主编 张巨松）25%?=最宜 =31V V 粉煤灰矿渣：： ,035010 183.9159.87110.210.75 3.10.25 2.42250.5349.3(1)E A w cu b c F a ce V V V L f f α?ρ?ρα--= ==????+?+++?????+????-+?? 4. 凝胶材料组成与用量 ()() ()() 183.9 459.80.4W C F W C F m m kg m m ++=== 25%:3:1:3100:2422.5C F C F V V ?ρρ=== :9300:2422.5C C C F F F V m m V ρρ?= =? 水泥用量364.8C m kg = 矿物掺合料95.0F m kg = 5. 砂率 ()100%33.78%()(1000)Es E w s s Es E w s Es w g V V V V V V V V ρβρρ-+?= ?=-+?+--? 6. 骨料用量 砂子：()573.055s Es E w s m V V V kg ρ=-+?= 石：(1000)1123.47g Es w g m V V kg ρ=--?= 7. 减水剂掺量
第45卷第5期2017年5月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 5 May，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.doczj.com/doc/ef12710701.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.05.00 掺合料对混凝土力学性能的影响机理 吴凯1，施惠生1，徐玲琳1，高云2，叶光3 (1. 同济大学材料科学与工程学院，上海 201804； 2. 东南大学材料科学与工程学院，南京 211189； 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) 摘要：系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量，采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析，研究掺合料对基体与界面过渡区(ITZ)孔结构的分别作用，深入分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能的影响机理。结果表明：掺加5%石灰石粉可细化样品孔结构，使总孔隙率及10nm以上孔的含量有所降低；掺加10%石灰石粉则会提高总孔隙率和10nm~100nm这一区间孔体积，但降低100nm以上孔的含量；掺加35%矿粉虽然减少了试件的总孔隙率及10nm以上孔的含量，但会提高10nm以下孔的体积；在大掺量矿粉时(70%)，大于10nm的毛细孔有所减少，而小于10nm的微孔含量显著增加；掺加5%石灰石粉或35%矿粉，试件56d抗压强度、动弹模量略有增加，且增加幅度随集料体积掺量增加或集料平均粒径的减小而增大；对比添加掺合料后不同区间孔的体积变化后发现，混凝土力学性能的改善主要取决于100nm以上区间即界面过渡区孔结构的优化。 关键词：界面过渡区；力学性能；压汞；掺合料；微结构 中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)05–0000–08 网络出版时间：网络出版地址： Effect of Mineral Admixture on Mechanical Properties of Concrete WU Kai1, SHI Huisheng1, XU Linglin1, GAO Yun2, YE Guang3 (1. School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; 3. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, TU Delft, 2628 CN Delft, The Netherlands) Abstract: The compressive strength and elastic modulus of concrete with slag, limestone powder, and aggregate were determined. The effect of the mineral admixture on the porosity features of cement matrix and interfacial transition zone (ITZ) was investigated, and the improved mechanism for the mechanical properties was analyzed from the ITZ microstructure point of view. The results show that 5% addition of limestone powder is able to refine the pore structure by reducing the total pore volume and the volume of pores of > 10 nm. Increasing the limestone powder replacement level to 10% can increase the total pore volume and the volume of pores between 10 and 100 nm, and reduce the volume of pores of > 100 nm. Replacing 35% of cement by slag can reduce the total porosity and the volume of pores of > 10 nm. However, the addition of large amount of slag (70%) can increase the volume of pores of < 10 nm, while the volume of pores of > 10 nm decreases. Moreover, 5% addition of limestone powder or 35% addition of slag increase the compressive strength and elastic modulus of samples cured after 56 d. This increment is more remarkable as the aggregate volume content increases or the mean aggregate size decreases. Comparing the pore volume in a specific range with those of the reference, we find that the modification of mechanical properties is more related to the variation of pores in the range of > 100 nm. Keywords: interfacial transition zone; mechanical properties; mercury intrusion porosimetry; mineral admixture; microstructure 收稿日期：2016–07–01。修订日期：2016–08–29。 基金项目：国家自然科学基金项目(51378390, 51402216, 51608382)。第一作者：吴凯(1987—)，男，博士，助理教授。Received date:2016–07–01. Revised date: 2016–08–29. First author: WU Kai (1987–), male, Ph.D. E-mail: wukai@https://www.doczj.com/doc/ef12710701.html,
第四章混凝土掺合料 在混凝土拌和物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加人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水化或水化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca(OH)：反应，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。 通常使用的掺合料多为活性矿物掺合料。由于它能够改善混凝土拌和物的和易性，或能够提高混凝土硬化后的密实性、抗渗性和强度等，因此目前较多的土木工程中都或多或少地应用混凝土活性掺合料。特别是随着预拌混凝土、泵送混凝土技术的发展应用，以及环境保护的要求，混凝土掺合料的使用将愈加广泛。 活性矿物掺合料依其来源可分为天然类、人工类和工业废料类(表4—1)。 本章着重介绍粉煤灰、沸石粉和硅粉等几种活性矿物掺合料。 第一节粉煤灰 粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。 粉煤灰有高钙粉煤灰和低钙粉煤灰之分，由褐煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量较高(一般大于10％)，呈褐黄色，称为高钙粉煤灰，它具有一定的水硬性；由烟煤和无烟煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量很低(一般小于10％)，呈灰色或深灰色，称为低钙粉煤灰，一般具有火山U灰活性。 低钙粉煤灰来源比较广泛，是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。用其做掺合料有两方面的效果。 (1)节约水泥。一般可节约水泥10％～15％，有显著的经济效益。 (2)改善和提高混凝土的下述技术性能：①改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹 第63页 面性；②降低了混凝土水化热，是大体积混凝土的主要掺合料；③提高混凝土抗硫酸及硫酸盐侵蚀的性能；④提高混凝土抗渗性；⑤抑制碱集料反应。 一。化学成分及主要技术性能 (一)化学成分 粉煤灰的化学成分因煤的品种及燃烧的条件不同而存在一定的差异，但其主要的成分还是SiO2、A12O3和Fe2O，等，它们的总含量约占粉煤灰质量的75％以上。表4—2中给出了我国一些产煤地区煤种的粉煤灰化学成分及烧失量的统计指标。
自密实混凝土标准
Ⅰ. 坍落流动度测试方法 1.应用范围 本标准适用于最大粗集料尺寸不超过40mm的自密实混凝土的坍落流动度试验方法。 2.仪器 2.1 坍落度筒，采用《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270—98）规定的坍落度筒尺寸。 2.2 钢板，底板采用坚硬不吸水材料，最小边长为800mm的正方型，底板中央有圆形标记，更外围标记有直径为500mm的同心圆。 2.3 刮刀、铲、直尺、秒表 3.步骤 3.1 用湿布擦拭坍落度筒的内外表面和平板表面。将坍落度筒放在水平放置的平板上。 3.2 按照方法A或者方法B向坍落度筒内填充试样。方法A对应于实际建筑物不需要振捣的情况，方法B则对应于需要振捣的情况。在方法A中，混凝土不需插捣或者震动，连续填充。在方法B中，混凝土分三层填充，每层深度相同。用捣棒先使每层水平，然后均匀插捣5次。 注意：（1）水平状态要保持在同一等级上。 （2）准备的试样盛于容器中，向坍落度筒内倒入混凝土并使混凝土均匀分布。 3.3 应在2分钟内将混凝土填充到坍落度筒内。 3.4 抹平混凝土上表面，使其与坍落度筒的上边缘水平，然后立刻垂直向上提起坍落度筒，提升速度稳定并不能有间断［6］。当混凝土的流动停止以后，测量最大直径以及与其成直角方向的直径，取两个直径的平均值作为坍流度。测量只进行一次。
注意：（3）提升坍落度筒至300mm高度的时间应为2到3秒。 3.5 对于500mm流动时间，要测量从提起坍落度筒直到最大直径达到500mm所用的时间，使用秒表测量至0.1秒。 3.6 若要测量流动结束时间，就要用秒表测量从提起坍落度筒开始，直到流动停止所用的时间。 备注：当需要测量坍落度时，应测量混凝土中心的垂直下落高度，将其作为坍落度。测量的坍落度精确至5mm。 4.结果 对坍流度值（mm），成直角方向的两个直径值的测量应精确至1mm。平均值精确至5mm。 备注：如果混凝土扩展流动的形状明显偏离圆形，其坍流度直径的差异达到50mm或者更大时，就需要从同一批次的混凝土中另外取样来重新进行测试。 5 试验报告 试验报告应包括下列必需的项目： （1）时间 （2）天气 （3）气温 （4）批次编号 （5）最大粗集料粒径 （6）混凝土温度 （7）坍落流动度 （8）500mm流动时间 （9）停止流动时间 （10）坍落度 （11）是否观察到离析 6 结果说明 坍流度（SF）值越高，混凝土在自重作用下填充模板的能力越好。对于SCC，要求最低值为650mm。对于特定数值的合理公差方面还没有达成共识，一般可取±50mm。 T50时间是流动度的次要表征。时间短表示流动性好。应用于土木工程方面，建议T50时间可为3～7秒；房屋建筑方面应用时，可为2～5秒。 如果混凝土分离严重，则大多数粗集料停留在混凝土的中央位置，而灰浆或水泥砂浆分布于周边。在混凝土分离较小的情况下，混凝土的边缘将会出现不包裹粗集料的灰浆。如果上述现象没有发生，也不能确定混凝土不会出现分离，因为还有一个时间的影响因素，可能混凝土在经过一个较长的时间后会出现离析现象。
第六章矿物掺和料 第一节概述 矿物掺合料是以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成份，并具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的活性粉体材料。矿物掺和料在混凝土中科学、合理的应用是为了达到改善混凝土的性能，提高工程质量，延长混凝土结构物使用寿命。矿物掺合料可包括粉煤灰、粒化高炉矿渣主要可分以下几种： 一、用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005） 粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集的粉体材料，包括原状粉煤灰和磨细粉煤灰，分为F类和C类。 F类粉煤灰：由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。 C类粉煤灰：由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%。 拌制混凝土和砂浆用粉煤灰分为三个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。 二、、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（GB/T18046-2008） 以粒化高炉矿渣为主要原料，可掺加少量石膏磨制成一定细度的粉体。简称矿渣粉。 分为：S105、S95、S75三个等级。 三、硅灰 在冶炼硅铁合金或工业硅时通过烟道排出的粉尘，经收集得到的无形二氧化硅为主要成分的粉体材料。 四、复合矿物掺合料
由二种以上矿物掺合料按一定比例复合后的粉体材料。 五、用于水泥和混凝土中的钢渣粉（GB/T20491-2006） 由符合YB/T022标准规定的转炉或电炉钢渣（简称钢渣），经磁选除铁处理后粉磨达到一定细度的产品。 粉磨时允许加入适量符合GB/T5483的石膏和符合JC/T667的水泥粉磨工艺外加剂。 分为一级和二级。 第二节依据标准 1.《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005） 2.《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》（GB/T20491-2006） 3.《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2008） 4.《混凝土矿物掺合料应用技术规程》（DB21/T1891-2011） 5.《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011） 6.《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GBJ146-1990 第三节检验内容和使用要求 1．检验内容 （1）粉煤灰的主要控制项目应包括：细度、需水量比、烧失量和三氧化硫含量，C类粉煤灰的主要控制项目还应包括游离氧化钙含量和安定性。 （2）粒化高炉矿渣粉的主要控制项目应包括：比表面积、流动度比和活性指数。 （3）复合矿物掺合料的主要控制项目应包括：细度、烧失量。（4）硅灰主要控制项目应包括：比表面积、二氧化硅含量。（5）钢渣粉的主要控制项目应包括比表面积、流动度比和安定性。
大掺量矿物掺合料混凝土施工应用-建筑论文 大掺量矿物掺合料混凝土施工应用 郑博 （中铁二十一局集团有限公司，甘肃兰州730000）【摘要】本文介绍大掺量矿物掺合料混凝土的组成，阐述大掺量矿物掺合料混凝土的特点，经过实际工程研究其优势，并简述其施工应用。 关键词混凝土；掺合料；施工应用 现在，越来越多的工程都在利用矿物掺合料。在实际工程中，大掺量矿物掺合料混凝土，特别是大掺量粉煤灰混凝土，具有低水化温升，强度成长快的优点，并能有效改进混凝土结构的抗开裂性，不但简化混凝土生产程序，节约工程投资，而且减少能源消耗、保护环境和提高经济效益，适用于大体积混凝土。 1 简介 大掺量矿物掺合料混凝土是指在混凝土拌合时添加拥有一定细度和活性的用于改良新拌合硬化混凝土性能的矿物掺合料（如粉煤灰，磨细矿渣粉，硅灰粉等）的比例在40%以上的混凝土。矿物掺合料可单独使用，也可复合运用。对大体积混凝土来说，通常使用粉煤灰，有时也将粉煤灰和磨细矿渣粉混合使用。 2 作用 伴随着现代建筑业的迅猛发展，建筑工程多采用大跨度、重荷载的结构形式，超高层及高层建筑物的荷载相对较大，设计常采用厚而大的钢筋混凝土筏板基础，因此对混凝土的强度和耐久性要求越来越高。施工时，为了保证钢筋混凝土筏板结构的完整性，达到设计承载力，通常采用整体浇筑，除沉降后浇带外，不留其他后浇带。并且还要严格控制混凝土结构内部的温升不能偏高，防止因过大
的温度收缩而导致混凝土开裂。 在混凝土水化硬化时，一定伴随着体积收缩。混凝土结构中所存在的各类约束条件作用下，如果混凝土体积收缩过大，就会产生开裂，会对混凝土的承载力和耐久性有不利作用。为了避免混凝土收缩开裂、增加混凝土的耐久性，施工时用矿物掺合料代替一定量的水泥就是最好的选择。 在制定混凝土配合比时，加入适量的矿物掺合料不但可以减少水泥的使用，使混凝土的水化热温升减慢，而且因为掺合料的形态、微集料和火山灰效应有效提高了混凝土的工作性，不仅增加了混凝土的后期强度，且使混凝土的内部结构发生改善，所以提高了混凝土的抗开裂性及耐久性。 3 特点 大掺量矿物掺合料混凝土的特点是水胶比低、胶凝材料使用量大、水泥用量低。其结构性能的特点是：初期强度发展慢，后期强度稍低；干缩较大，抗碳化性较差；水化温升值和温升速度相对较低。因为矿物掺合料的水化反应程度受温度影响较大，混凝土结构中水泥的水化热能使其反应加快，性能提升。因此大掺量矿物掺合料混凝土，尤其是大掺量粉煤灰混凝土在实际结构中的强度要高于试验室试件。 掺合料混凝土所用水泥量小，并使工业废渣得以利用，降低了CO2的排放，增加了混凝土的绿色度。 表1 某高层住宅建筑底板的混凝土配合比
自密实混凝土(Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。 早在20世纪70年代早期，欧洲就已经开始使用轻微振动的混凝土，但是直到20世纪80年代后期，SCC才在日本发展起来。日本发展SCC的主要原因是解决熟练技术工人的减少和混凝土结构耐久性提高之间的矛盾。欧洲在20世纪90年代中期才将SCC第一次用于瑞典的交通网络民用工程上。随后EC建立了一个多国合作SCC指导项目。从此以后，整个欧洲的SCC应用普遍增加。 SCC的硬化性能与普通混凝土相似，而新拌混凝土性能则与普通混凝土相差很大。自密实混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析性和填充性。 测试： 每种性能均可采用坍落扩展度试验、V漏斗试验（或T50试验）和U型箱试验等一种以上方法检测。 比重： EFCA技术委员会主席Dr. Bert Kilanowski在其《SCC在欧洲的实际地位（及将来发展）》文章中给出了SCC在欧洲预拌混凝土中的比重，并且估计不同国家的SCC在预制混凝土的比重分别是意大利大约30%，芬兰大约30%，西班牙 25-30%；美国10-40%。 优点： 自密实混凝土被称为‘近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展’，因为自密实混凝土拥有众多优点： ·1 保证混凝土良好地密实。 ·2 提高生产效率。由于不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数量减少。 ·3 改善工作环境和安全性。没有振捣噪音，避免工人长时间手持振动器导致的‘手臂振动综合症’。 · 4改善混凝土的表面质量。不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。
自密实混凝土的研究现状及展望 摘要：本文简要说明了自密实混凝土的定义，概述了自密实混凝土的发展历程以及当前国内外的研究现状，着重介绍了当前较为成熟的自密实混凝土配制技术和主要性能，并对其未来的发展给出了建议。 关键词：自密实混凝土；高性能；配制技术；性能 1引言 近年来混凝土工程不断向规模化、复杂化、高层化方向发展，钢筋混凝土体内配筋越来越复杂稠密，浇筑难度很大，振捣困难，导致工程质量难以保证；对于已有建筑、桥梁的加固工程等，更是难以用普通混凝土进行正常施工；同时城市建筑施工因混凝土振捣引起的噪音污染问题也亟待解决。在此工程背景下，自密实混凝土以其独特的优点脱颖而出。 自密实混凝土源于高性能混凝土而高于高性能混凝土,是高性能混凝土的一个重要分支和发展方向。自密实混凝土是于上世纪80年代首先在日本发明和应用的,而后推广至欧美等发达国家,进而传入我国。这一概念最早由日本学者Okamum于1986年提出，该混凝土能够在自重作用下，均匀密实的填充至试模空间，而且不发生离析，因此在成型过程中不需要振捣，减小噪音，减少环境污染，给施工带来方便，给周围居民带来安宁和谐的环境。 自密实混凝土是基于混凝土的施工性能来分类和命名的，这是一种流动性大、不用振捣即可自行密实的混凝土，其某些性能类似于大流动性混凝土和泵送混凝土，但又不完全相同。与普通混凝土相比，自密实混凝土具有以下性能特点：(1)在新拌阶段，不需人工额外振捣密实，依靠自重充模、密实；(2)早龄期阶段，避免了原始缺陷的产生；(3)硬化后，具有足够的抗外部环境侵蚀的能力。 自密实混凝土一方面要求在不增加水泥用量和用水量的前提下具有大流动性混凝土的施工性能，便于浇筑成型时免于振捣，另一方面又要求得到泵送混凝土的质量, 保证浇筑时不离析，硬化后不开裂，而且耐久性要好，所以它是一种
混凝土矿物掺合料分类及使用注意事项 一、混凝土矿物掺合料有哪些?怎样检验? 混凝土矿物掺合料检验的技术要求见表 二、粉煤灰定义 粉煤灰是火力发电厂煤粉燃烧后排出的烟道飞灰。发电厂将磨成一定细度的煤粉置于锅炉中,经1100~1500℃高温煅烧后,收集到的细灰,称为粉煤灰。粉煤灰中的炭在高温下已经被烧掉,而其所含的页岩及黏土被熔融成液滴,当它们被烟气带出急剧冷却时,即形成粒径在1~50um的微球状颗粒。根据电厂采用的煤源不同,粉煤灰的活性和化学成分也不同,但主要含有活性二氧化硅(Si02)、活性三氧化二铝（Al203)、氧化铁（Fe2O3)等。
1.为什么要在预拌混凝土中掺入粉煤灰? 因为粉煤灰中含有许多活性组分,掺入混凝土中可以与水泥水化放出的Ca(OH)。发生化学反应,生成对后期强度有贡献的水化产物,如水化硅酸钙、水化铝酸钙等,这些凝胶体填充混凝土中的空隙,减少混凝土收缩,同时提高混凝土密实性、耐久性,即所谓火山灰效应、填充效应和微骨料效应,此外,由于粉煤灰在显微镜下看是由无数玻璃球体构成,因此加入到混凝土中时,犹如许多滚珠,可减少用水量,提高混凝土的流动性、可泵性、保塑性,减少混凝土泌水,即所谓形态效应。所以粉煤灰已是混凝土中必不可少的一种组分。 2.什么是F类、C类粉煤灰? 粉煤灰是根据它含游离氧化钙的量来分类的,可分为F类（低钙灰)、C类（高钙灰)和复合灰。C类粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较高的粉煤灰。由于C类粉煤灰中含有较高的游离氧化钙,容易出现安定性不良问题,因此为保证工程质量,对C类粉煤灰要求:在水泥中掺30%煤灰后,其雷氏法安定性应合格,当实际工程中粉煤灰掺量大于30%时,应按工程实际掺量进行安定性检验。 3.怎样从外观区分F类、C类粉煤灰? 粉煤灰颜色是决定其质量好坏的重要指标,F类粉煤灰颜色偏灰,C类粉煤灰偏黄,有时还发红。红色的粉煤灰铁氧化物更多,与水泥、外加剂适应性差,混凝土坍落度损失大,此时除了要做烧失量、活性、安定性试验外,还要进行混凝土配合比试验。 4.怎样从外观区分粉煤灰和石粉? 粉煤灰外观乳白色到灰黑色之间变化,阳光下用放大镜（最好用显微镜）看可见无数光滑玻璃球,手感细滑、干爽;石粉一般呈白色（也有灰色、红色),放大镜（显微镜）下呈不规则棱角状颗粒,手感粗糙、潮湿。 5.Ⅲ级粉煤灰怎么使用? Ⅲ级粉煤灰需水量比可高达115%掺入混凝土中会增加混凝土的用水量,相应带来混凝土胶凝材料用量的增加,同时Ⅲ级粉煤灰细度偏大,烧失量可达15%，其活性和后期强度均不高。另外,Ⅲ级粉煤灰较高的含碳量对混凝土的耐久性和施工质量也有不利影响,所以预应力混凝土中不宜掺用Ⅲ级粉煤灰,其他混凝土掺用Ⅲ级粉煤灰时应经过试验论证。 在大量的工程实践中,Ⅲ级粉煤灰已用于C30 及其以下的钢筋混凝土。上海建筑科学研究院曾用细度