浅析碱集料反应对混凝土质量的影响 众所周知，混凝土是由多种原材料混合后发生一系列的化学反应而产生的一种多孔、硬度很高的固体。组成混凝土的主要成分为水泥、石子（也称粗集料、粗骨料）、砂子（也称细集料、细骨料）、水、各种外加剂等。各种原材料对混凝土的质量都会产生很大的影响，其中碱集料反应是对混凝土质量影响最大的情况之一。 一、碱集料反应概述 混凝土碱集料反应是混凝土中水泥、外加剂、掺合料和 拌和水中的可溶性碱（钾、纳）溶于混凝土孔隙中，与集料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应，反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生内应力，导致混凝土开裂和强度降低，严重时会导致混凝土完全破坏。 二、碱集料反应的类型 依据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理，碱集料反应可分为碱-硅反应、碱-硅酸盐反应及碱-碳酸盐反应三大类。 1、碱-硅反应 参与这种反应的有蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、方 石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间，其反应产物为硅胶体。这种硅胶体遇水膨胀，产生很大的膨胀压力，能引起混凝土开裂。这种膨胀压力取决于集料中活性氧化硅的最不利含量。对蛋白石来说，该含量为3%-5%，而对活性较差一些的含硅集料，该含量为20%-30%。 2、碱-硅酸盐反应 粘土质岩石及千板岩等集料与混凝土中碱性化合物的反应属于碱-硅酸盐反应。这种反应尽管引起缓慢的体积膨胀，也能导致混凝土开裂，其反应性质与碱-二氧化硅反应相似。 3、碱-碳酸盐反应 这是白云质石灰岩集料与混凝土中的碱性化合物发生的反应。这种反应最早发生于加拿大的一条混凝土路面。该路面在非常寒冷的季节发生严重龟裂。经调查发现该路面使用了白云质石灰石骨料。由此证明，碱-碳酸盐集料反应也引起体积膨胀和混凝土开裂。
细骨料对混凝土和易性的影响 细骨料是混凝土的主要组分，约占混凝土体积总量的30 %?40 %,其性质的好坏将直接影 响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，如和易性、强度、耐久性等。随着聚羧酸减水剂的 广泛使用，细骨料与其适应性好坏同样影响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，成为业内人士关注的焦点之一。已有文献介绍，聚羧酸减水剂对混凝土中砂子含泥量十分敏感，既能影响混凝土的坍落度及坍落度损失，在砂子含泥量超过3%时还会对强度产生不利影响。事实上，除了砂子含泥量之外，砂子的其他性质也将对聚羧酸减水剂的适应性产生影响，进而影响混凝土的各项指标。 实验实例 选用两组胶凝材料及两种砂子进行试验，其中1号砂是由于不合格而被施工方否定掉 的砂子，2号砂是施工最终选用的砂子。本实验中为了对比细骨料对混凝土所产生的影响，特选用这两种砂子做了一个对比分析。 试验中发现，采用2号砂子拌制的混凝土没有出现分层、离析，也没有出现泌水现场， 黏聚性和保水性较好；而采用1号砂子拌制的混凝土出现了泌水现象，和易性欠佳。 使用同一种砂子，选取不同组胶凝材料时，混凝土的和易性基本一致，说明该工程现场使用的胶凝材料对混凝土和易性无不良影响。而在胶凝材料相同，砂子不同时，均需增加 50 %的减水剂，且W-1尚需多加2kg水才能勉强达到施工要求。此外，由表2还可以看出，1号砂子比2号砂子拌制的混凝土含气量高，含气量偏高将会影响混凝土的后期强度。 原因分析 影响混凝土和易性的因素很多，如单位用水量、水泥品种、水泥与外加剂的适应性、骨 料性质、水泥浆的数量、水泥浆的稠度、砂率，以及环境条件（如温度、湿度等）、搅拌工艺、放置时间等。我们根据以往的经验认为，在配合比一定的混凝土设计中，对混凝土和易性影响最大的是胶凝材料和外加剂，尤其是近年来外加剂的广泛使用所引起的胶凝材料水泥适应性问题层出
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
混凝土原材料对外加剂的影响
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混凝土原材料对外加剂的影响 一、 外加剂在混凝土成分中所占的比例虽然很小，但其作用却不可小视，对混凝土工作性能起到至关重要的作用，一旦混凝土工作性能不满足工地使用要求时，商混厂家首先是投诉外加剂供应商，要求外加剂厂家进行调整，就此遭遇索赔的外加剂厂家比比皆是。当然，现代外加剂技术水平通过近几年的努力已经取得飞速的进步，尤其是聚羧酸外加剂，混凝土技术的发展离不开聚羧酸外加剂的贡献。笔者就混凝土质量问题中因原材料质量的问题，对外加剂的功效影响比较大的因素进行简单的概括分析。 1 水泥 水泥质量对混凝土性能影响相当大，但是水泥厂商对混凝土公司来说一直是个迷，混合材是什么品种、掺量、是否使用助磨剂、其矿物组分如何等从未对混凝土厂商公开过，他们注重的只是强度，大多数混凝土厂商苦不堪言，深受其害，南通地区出现过“市场上十几种外加剂对一种水泥都不适应”的局面。水泥成分中对混凝土工作性能影响较大的因素为： （1）水泥中C3A含量，对混凝土的坍落度影响就很大，C3A 含量越高混凝土和损失就越大，应严格控制其含量。 （2）水泥中半水石膏或硬石膏含量对混凝土坍落度损失影响很大，含量越大损失越快。 （3）标准稠度用水量，用水量越大，外加剂掺量越大。 （4）比表面积，比表面积越大水泥越细，对外加剂的吸附量就越大，外加剂的掺量就越大。 （5）碱含量，在一定范围内随着碱含量的提高，混凝土和易性增加，但达到适量比例以后，混凝土坍落度损失会快速增加。 2 骨料
有害骨料对混凝土强度的影响 某些成分的骨料在水的影响下，可以和水发生化学反应，使混凝土的化学成分及物理力学性质发生变化，而降低强度，使混凝土遭到破坏，这种骨料称为有害骨料。 有害骨料与水泥的反应大致可分为以下几种： 一、碱硅反应 1、反应现象 碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后逐渐反应，形成了碱的硅酸盐凝胶,反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布。所以一旦发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。 2、反应机理 在最近40 年期间，观察到了骨料和周围水泥净浆之间的一些有害化学反应。最普通的反应是骨料的活性硅成分和水泥中碱之间的反应。二氧化硅的活性形式是蛋白石（无定形），玉髓（隐晶纤维），和鳞石英（结晶）。这些活性材料存在于：蛋白石或玉髓、燧石、硅质石灰石、流纹石和安山凝灰岩与千纹岩中。
活性二氧化硅的特点是所有的硅氧四面体呈任意网状结构，实际的内表面积很大，碱离子较易将其中起联结作用的硅氧键破坏使其解体，胶溶成硅胶或依下式反应成硅酸盐凝胶： 活性SiO2＋2mNaOH（KOH）→mNa2O（K2O）·SiO2·nH2O 对膨胀的解释可粗分为两种理论：其一认为碱骨料反应是由水泥中的碱（Na2O和K2O）形成的碱性氢氧化物对骨料中的硅质矿物间的反应开始的，由于形成了碱-硅凝胶，骨料界面发生蚀变。这种胶体是“无限膨胀型”的，它在吸水后有增加体积的趋向。由于此胶体受到周围水泥净浆的约束，结果产生内压，最后导致水泥浆的膨胀、开裂和破坏（突然爆裂）。由此看来膨胀是由于渗透而产生的液压引起的，但碱硅反应的固态产物的膨胀压也会引起膨胀。因此，可以说坚硬骨料颗粒的膨胀对混凝土是有害的，某些较软的凝胶体是由于后来被水浸出并沉积在由于骨料膨胀而产生的裂缝中。硅质颗粒的大小影响着反应的速度，细颗粒（20～30 微米）在一两个月之内便会产生膨胀，只有比较大的颗粒要在几年之后才产生膨胀。 另一种湿渗透压理论，是指包围活性集料的水泥浆体起着半透膜的作用，使反应产物的硅酸根离子难以通过，但允许水和碱的氢氧化物扩散进来，从而认为渗透压是造成膨胀的主要原因。 3、影响因素 通常认为，只有在水泥中的总碱量较高，同时骨料中又含有活性二氧化硅的情况下，才会发生上述有害反应。 3．1 碱含量
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
沁水盆地构造演化与煤层气的生成 李明宅杨陆武胡爱梅徐文军 （中联煤层气有限责任公司科技研究中心，北京，１０００１１） 摘要沁水盆地面积约２３９２３ｋｍ２，蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源，是我 国重要的煤层气勘探区。本文主要从盆地演化的角度讨论了煤层的形成及其生气 潜力，认为沁水盆地南部是有利的煤层气勘探区块。 关键词沁水盆地构造演化沁水盆地南受煤层气 １沁水盆地构造演化特征 在影响煤层气生成和保存的众多地质因素中，以构造作用的影响最大，因为盆地的构造特征和构造热演化决定着煤的聚集和生气作用。 １．１构造特征及成煤期后构造发育特征 沁水盆地位于晋中一晋东南地区，为近南北向的大型复式向斜，面积约２３９２３ｋｍ２。盆地内次级褶皱发育，南部（古县一屯留一线至阳城）和北部（祁县以北）以近南北向褶皱为主，局部近东西、北东和弧形走向的褶皱；中部（祁县至沁源）则以北北东向褶皱发育为特点。断裂以北东、北北东和北东东向高角度正断层为主，集中分布于盆地西北部、西南部及东南部边缘。该盆地处于长期抬升状态，具有内部褶皱发育、断裂不甚发育和煤系地层广泛稳定分布的特点，区别于其西侧的鄂尔多斯盆地和东侧的华北东部断块含煤区，前者煤系沉积后长期持续稳定沉降、上覆地层厚、构造简单，后者煤系沉积后又经历了强烈的块断作用改造。 沁水盆地煤系地层沉积后，历经印支、燕山和喜山三次构造运动改造。印支期本区受侯马一沁水一济源东西向沉积中心的控制，以持续沉降为主，沉积了数千米的三叠纪河湖相碎屑岩，由北向南增厚。三叠纪末的印支运动，使华北地区逐渐解体，盆地开始整体抬升，遭受风化剥蚀。燕山期内构造运动最为强烈，在自西向东挤压应力作用下，石炭系、二叠系和三叠系等地层随山西隆起的上升而抬升、褶皱，形成了轴向近南北的复式向斜，局部断裂并遭受剥蚀。同时，区内莫霍面上拱，局部伴有岩浆岩侵入，形成不均衡的高地热场，使煤的变质程度进一步加深。由于该变质作用是在煤层被抬升、褶皱、剥蚀，上覆静岩压逐渐减小的情况下进行的，因而对煤的割理及外生裂隙的生成、保存等均产生了有别于深成变质作用的影响。喜山期区内受鄂尔多斯盆地东缘走滑拉张应力场作用，在山西隆起区产生北西一南东向拉张应力，发育了山西地堑系，区内形成了榆次—介休一带的晋中断陷，沉积了上千米的上第三系、第四系陆相碎屑岩，其他地区石炭系、二叠系和三叠系等地层继续遭受剥蚀，并在北部和东南部因拉张而形成北东向正断裂，致使沁水盆地定 一３６—
关于原材料对混凝土强度的影响的分析 发表时间：2019-07-29T15:28:59.140Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：陈欢[导读] 摘要：混凝土的强度在一定程度上决定了建筑的强度和安全程度，越来越受到人们的关注，为了提高混凝土的强度，常围绕原材料影响因素进行改进，以提高混凝土的强度。天津欣洲万通混凝土有限公司 摘要：混凝土的强度在一定程度上决定了建筑的强度和安全程度，越来越受到人们的关注，为了提高混凝土的强度，常围绕原材料影响因素进行改进，以提高混凝土的强度。本文首先说明了混凝土的发展现状，然后详细分析了原材料对混凝土强度的影响。关键词：原材料；混凝土；强度；骨料；胶凝材料一、混凝土的发展现状 莫尼埃在 1877 为结构用的混凝土申请专利，力筋和水平横筋形成框架，表面浇筑混凝土的这种做法沿用至今；在1900年之后，相关的水灰比学说相继诞生，这是混凝土强度的最为早期的理论基础。载之后，轻集料混凝土、加气混凝土和其他类型的混凝土接连现世，同时混凝土外加剂也开始出现并投入使用。在上世纪60年代后，混凝土材料中开始有了高分子材料的加入，由此聚合物混凝土得以研制成功。 在当代，钢筋混凝土做为建筑设施的基础材料，充当着十分着重要的角色。经过近 40 年的发展，我国的混凝土行业已然形成了一条产业链。从材料设计、原材料制备、混凝土生产运输到工程服务。这为我国的基础设施建设和各类建筑工程建设做出了重要的贡献。2017年，我国混凝土与水泥制品协会官方统计商品混凝土产量 16.4 亿 m3，同比增长跌至 2.14%，我们不难看出在市场及国家政策的推动下，行业规模持续扩大，技术水平、管理水平快速提升，产业结构不断改善。 二、原材料对混凝土强度的影响的分析（一）水泥的强度等级和水灰比 水泥是混凝土最重要的原材料，其也对混凝土的强度有重大的影响，因此研究水泥的强度等级以及水灰比是十分关键的。一般来说，水泥的强度等级水平较高，才能配置出强度大的混凝土。而水泥要达到高的强度，则离不开水灰比的作用。在水泥强度固定不变的条件下，如果水灰比越大，则混凝土的强度反而越小。水泥水化需要合适的水量，如果水量控制不合理，则混凝土便不能全部吸收水分，一部分水分就会被滞留到混凝土中，一旦遭遇高温条件，就会出现水汽蒸发的问题，那么即使已经硬化了的混凝土仍有可能出现气孔，这大大降低了混凝土的强度。由此可见，如何处理水灰比和强度之间的关系是十分关键的问题，混凝土的强度只有在水灰比越小的时候才能增强。但是需要把握好水灰比的度，如果过于小，那么混凝土的振捣就会非常困难，混凝土反而容易出现更多的问题，这对强度也会造成很大影响。 （二）骨料 骨料分为粗骨料和细骨料，通常情况下，粗骨料相比细骨料对于混凝土强度影响较大，细骨料对于混凝土强度影响很小。粗骨料对于混凝土强度的影响主要在于其表面质量的好坏，对于表面粗糙的粗骨料，粘接力较大，混凝土的强度较高。一般情况下，粗骨料的强度比水泥的强度和水泥与骨料间的粘结力要高，所以粗骨料的自身强度对混凝土强度不会有大的影响，但是粗骨料如果含有大量的针片状颗粒、泥块等杂质，则对混凝土强度产生不良影响。因为当骨料较大时，骨料间粘接力较小，并且骨料间隙大，强度低。为了保证混凝土具有足够的强度，常常将粗骨料控制在 3.2cm 左右。当石质强度相等时，碎石表面粗糙，粘接力较大，因此表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石粘结性能要好，在水灰比相同时，碎石的混凝土强度比卵石的混凝土强度高，一般高 10%左右。（三）矿物掺合料对混凝土强度的影响用粉煤灰、粉煤灰及硅灰、磨细矿渣等量替代部分水泥的情况下，混凝土 7d 龄期时抗压及弯拉强度均下降，但 28d 龄期后粉煤灰、粉煤灰及硅灰两种掺合料的混凝土抗压及弯拉强度依然下降，磨细矿渣掺合料混凝土抗压及弯拉强度比纯水泥混凝土强度高。在水胶比分别为 0.60、0.50、0.28 三种情况下，无论水胶比大小，Ⅱ级粉煤灰均不能等量取代 P?O42.5R 级水泥，应超量取代，且水胶比越大，超量系数越大；在研究的掺量范围内，S95 矿渣粉可等量取代 P?042.5R 级水泥，，且会增加混凝土强度。粉煤灰的增“强”潜力是很大的，其主要是在后期增加混凝土的强度，后劲很足；硅粉具有较大的活性，那么其主要是在前期增加混凝土的强度，而后期由于活性的降低会大大减缓增加强度的速度。如果需要提高混凝土的抗折强度和抗冲击耐磨性，那么硅粉则是最合适的外加剂。 基于此，如果混凝土对早期强度要求较大，那么可以采用粉煤灰超量取代部分水泥的做法，而则可以取代等量的部分水泥，同时对混凝土强度的增强也是有益的。 （四）外加剂对混凝土强度的影响外加剂是混凝土原材料中不可缺少的部分，外加剂的加入对混凝土的各种性能有着明显的改善作用。外加剂的种类很多，常见的有减水剂、早强剂和缓凝剂等，另外复合型的外加剂也是较为常见的。假使其他材料不改变，在加入减水剂后，混凝土的坍落度仍然能够达到同样要求，但是却能同步减少用水量，从而使得混凝土的强度得到增强。但要控制好减水剂的掺量，过犹不及，如果掺量过高，那么就增加了混凝土离析泌水的可能性，反而会使得混凝土的强度降低。早强剂的目的是控制混凝土的早期强度，起到提高早期强度的作用；如果要提高混凝土的抗冻性能，那么就要加入引气剂，但是引气剂的加入会使得混凝土的强度有不同程度的降低；膨胀剂能够起到降低混凝土收缩的目的，对混凝土强度的增强也有一定的作用；如果需要延长混凝土的凝结时间，那么就可以加入缓凝剂，会使得混凝土的运输范围得以增大，那么缓凝剂的用量需要控制好，否则就会起到降低混凝土强度的反作用。相关试验显示，在水灰比相同的条件下，对混凝土蒸养强度提高最为明显的为萘系高效减水剂，而聚羧酸高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂的效果则相对要差一些；适量早强剂和膨胀剂的加入也付混凝土蒸养强度的提高有益，而缓凝剂和引气剂的加入也不利于混凝土蒸养强度的提高。 在混凝土坍落度相同的条件下，减水剂的减水率越高，那么配制出的混凝土强度就会越大。这是因为，用水量的降低使得水灰比也变小，通过上文分析可知，小的水灰比有利于混凝土强度的增大。由此可见，在流动性能相同和水灰比相同的条件下，减水剂会对混凝土强度有不同程度的影响。 （五）胶凝体系对混凝土强度的影响
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/5e11632492.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/5e11632492.html,
基金项目:国家“十五”科技攻关项目“塔里木盆地北部碳酸盐岩大中型油田勘探目标选择”(2001BA605A -03-01) 第一作者简介:闫相宾,男,42岁,教授级高级工程师(博士),综合地质 收稿日期:2004-12-08 文章编号:0253-9985(2005)02-0202-06 塔中与塔河地区奥陶系岩溶储层形成条件的差异 闫相宾 1,2 ,李铁军1,张 涛1,李国蓉3,金晓辉1,马晓娟 1,4 (1.中国石化石油勘探开发研究院,北京100083; 2.西北大学,陕西西安710069; 3.成都理工大学,四川成都610059; 4.中南大学,湖南长沙410000) 摘要:对比研究表明,塔中、塔河地区奥陶系岩溶型储层存在显著差异,塔中奥陶系白云岩储层以小型岩溶孔洞为特征,而灰岩储层以发育局限的岩溶洞穴型储层为特征;塔河地区岩溶洞穴型储层以大面积、多层系、叠置连片的分布为特征。造成塔中、塔河地区奥陶系岩溶型储层差异的主要原因是构造演化、古地理岩相和可溶岩岩石类型之间的差异。加里东中期塔中地区冲断褶皱强烈发育,可溶的白云岩或灰岩地层呈窄条带状分散出露,岩溶斜坡发育局限;塔河地区构造活动微弱。海西早期塔河地区整体抬升幅度大,地层强烈剥蚀夷平,可溶的灰岩地层大面积平缓出露,岩溶斜坡发育,大气水沿先前的裂隙系统流动并呈管状流溶蚀改造裂隙,形成大型洞穴系统,多套洞穴储层大面积多层系叠置连片分布;塔中地区构造活动却相对平缓。因此,塔中地区以加里东期岩溶为主,塔河地区以海西期岩溶为主。关键词:塔里木盆地;奥陶系;岩溶作用;岩溶储层中图分类号:T E112.21 文献标识码:A Differences between formation conditions of Ordovician karstic reservoirs in Tazhong and Tahe areas Yan Xiang bin 1,2,Li Tiejun 1,Zhang Tao 1,Li Guorong 3,Jin Xiaohui 1,Ma Xiaojuan 1,4 (1.Exploration &Production Research I nstitute ,S INOPEC ,Beijing ;2.Northwest University ,X i 'an ,Shaanxi ;3.Chengdu University of Technology ,Chengdu ,Sichuan ;4.Central South University ,Changsha ,Hunan ) A bstract :Comparative study show s that Ordovician karstic reservoirs in Tazhong and Tahe ar e quite different .In Tazhong ,Ordovician dolomite reservoirs are characterized by small karst vugs ,and limestone reservoirs are c haracter -ized by limited karst caves .While the karst cavernous reservoirs in Tahe are characterized by superimposition of multi -ple series of strata and continuous distribution in a large area .The main factors that have caused the differenc es of Or -dovician karstic reservoirs in Tazhong and Tahe are tectonic evolution ,lithofacies pala eogeography and dissoluble rock types .In Middle Caledonian ,thrusting and folding were strong and well developed ,dissoluble dolomites or limestones were dispersedly outcropped in narrow strips ,and karst slopes were developed limitedly in Tazhong area ;while tec -tonic movement in Tahe area was weak at that time .In Early Hercynian ,Tahe area was wholly and largely uplifted ,resulting in formations being strongly denuded and leveled ,dissoluble limestone strata being flatly outcropped in large area ,and karst slopes being well developed .Meteoric water flowed along the existing fracture systems and dissolved and reconstructed them in tubular flow ,resulting in large cave systems .Several sets of cavernous reservoirs are dis -tributed in large areas ,due to multiple series of strata being superimposed and interconnected .However ,tectonic movement in Tazhong was r elatively moderate in Early Hercynian .Therefore ,Tazhong area was dominated by Cale -donian karst ,while Tahe area w as dominated by Herc ynian karst . Key wo rds :Tarim Basin ;Ordovician ;karstification ;karstic res ervoir 1984年沙参2井在塔北地区下奥陶统钻获高产油气流,拉开了塔里木盆地古生代海相碳酸盐岩 油气勘探的序幕。其后,相继在塔里木盆地不同地区发现了一批奥陶系碳酸盐岩油气藏[1],特别是 石油与天然气地质 第26卷 第2期 O IL &GAS GEOLOG Y 2005年4月
粉煤灰是制作水泥的一种原材料，具有一定的活性。在水泥混凝土中掺一定量的粉煤灰，既可以替代一部分水泥，节约成本，又能增加和易性，减少泌水、离析现象，改善混凝土的性能。具有缓凝、减水，提高密实度和后期强度，降低水化热，抑制干裂、收缩，增强抗酸碱反应能力的作用。近年来已在国内外引起广泛的关注，并得到大量的推广应用。但是在混凝土中掺多少粉煤灰才能取得最佳效果呢？到目前为止，还没有较完善的理论体系。 八十年代以来，我国已对粉煤灰混凝土做了一定的研究、应用，并制定了一些规范。如《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86，《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90等，对粉煤灰应用作了初步规定，制定了最大替代水泥量。见下表： 粉煤灰最大替代水泥量%JGJ28-86N0-01 水泥品种 砼强度等级普通水泥矿渣水泥粉煤灰级别 ≤C1515～2510～20Ⅲ级 C2010～1510Ⅰ～Ⅱ级 C25～C3015～2010～15Ⅰ～Ⅱ级 预应力砼≤15＜10Ⅰ级 粉煤灰最大替代水泥限量%GBJ146-90N0-02 水泥品种 砼类别硅酸盐 水泥普通 水泥矿渣 水泥火山灰水泥 预应力砼251510 钢筋砼、高强砼、耐冻砼、蒸养砼30252015 中、低强度砼、泵送砼、大体积砼、地下砼、 水下砼50403020
碾压砼65554535 粉煤灰超量系数GBJ146-90N0-03 粉煤灰级别Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级 超量系数1.1～1.41.3～1.71.5～2.0 在国标GBJ146-90中规定各级粉煤灰适用范围如下： 1、Ⅰ级粉煤灰适用于跨度小于6米的预应力混凝土好钢筋混凝土。 2、Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土。 3、Ⅲ级粉煤灰适用于无筋混凝土。 4、C30及其C30以上的无筋粉煤灰混凝土宜采用Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，对于预应力混凝土、钢筋混凝土，设计强度等级在C30及其C30以上的无筋混凝土所有粉煤灰，经试验论证，可采用上述规定低一级的粉煤灰。 国外的粉煤灰掺量，主要有70～120kg/m3，50～150kg/m3。欧、美等西方发达国家早已涉入这一领域的研究，我国起步较晚，有关研究不多，常直接以水泥用量的百分比以及超量部分来确定粉煤灰掺量。在南浦大桥、上钢、上海宝电等工程中大量采用，并积累了不少经验。我们经过大量试验、应用，发现粉煤灰的掺量与混凝土所用的原材料、设计强度等级、塌落度、浇筑气温等都有一定的关系。掺量在50～～130kg/m3范围对混凝土的凝结时间影响不大，早期强度降低有限。但混凝土的性能却能得到较大幅度的改善。在实际应用中，切入原材料理念，选用固定掺量法较易掌握，即预先确定粉煤灰的每m3用量的方法，欧、美国家大多采用固定掺量法。现将我们试验应用的结果总结出以下几个特点： 1、最佳掺量与塌落度的关系 在同强度等级条件下，随着塌落度增加，为了确保和易性、工作度，细集料和粉集料比例则应相应增大。我们发现最佳掺量与塌落度之间存在一定的比例关系，以C20砼为例，两者趋于线性关系，见下图： 粉煤灰N0-04 最佳130 掺量 kg/m340 20180200塌落度㎜
细骨料种类对C30混凝土性能的影响 摘要：针对目前天然中砂匮乏的现象，对比研究了天然中砂和不同混合比例的混合砂对C30混凝土工作性能、力学性能和收缩性能的影响。试验结果表明：机制砂和天然细砂按适当比例混合，可以配制出拌合物工作性能好、力学性能和收缩性能满足要求的C30混凝土。 关键词：机制砂；混合砂；混凝土；性能 1 前言 混凝土价格低廉、性能优良、原材料丰富易得，是当代用量最多、最普遍、最重要的土木工程材料之一[1]。从组成上看，骨料占混凝土总量的70～80%，其中，细骨料不仅占有较大比例，而且对新拌混凝土工作性和硬化后混凝土综合物理力学性能与耐久性有重要影响。一般，配制混凝土选用天然河砂作细骨料，并以优先选用中粗砂、就地取材、尽可能降低混凝土生产成本为基本原则。天然砂资源是一种地方资源，短时间内不可再生且不适合长距离运输。随着土木工程建设的蓬勃发展，对砂石开采行业及其它建材行业的需求日益增加，近年来，我国不少地区出现天然砂资源逐步短缺，甚至无天然砂可用的状况，混凝土用砂供需矛盾日益突出，砂的价格亦越来越高，供不应求的现象时有发生，影响了工程建设的进展，推行应用机制砂配置混凝土已经势在必行。针对天然中砂匮乏的现象，本文通过天然细砂与机制砂混合，讨论细骨料种类对C30混凝土性能的影响。 2 材料与方法 2.1 主要原材料 水泥：由华润水泥（龙岩曹溪）有限公司生产的P·O42.5级水泥，其主要性能见表1。 表1 水泥物理力学性能 外加剂：选用龙海市富敏混凝土外加剂有限公司生产的FM-Ⅲ缓凝高效建水剂，减水率为21%，收缩率比（28d）为65%。 粗骨料：由马坑石场生产的5-31.5mm花岗岩碎石，其性能见表2。 表2 碎石性能
沉积盆地热演化史研究方法 盆地热演化史研究方法很多，主要有地球动力学模型法及古温标法两类。 一、地球动力学模型法 地球动力学模型法是通过对盆地形成和发展过程中岩石圈构造（伸展、减薄、均衡调整、挠曲形变等）及相应热效应的模拟（盆地定量模型），获得岩石圈热演化史（温度和热流的时空变化）。不同类型的盆地，具有不同的热史模型，根据已知或假定的初始边界条件，通过调整模型参数，使得模型计算结果与实际观测的盆地构造沉降史相拟合，从而确定盆地底部热流史；进而结合盆地埋藏史，恢复盆地内地层的热演化历史。 不同类型的盆地由于其形成的地球动力学背景和成因机制的差异，导致盆地演化过程的不同。因而描述其构造热演化过程的数学模型也是不同的，P．A．Allen和J．R．Allen（1990）在其论著中对岩石圈伸展作用形成的盆地、挠曲盆地及与走滑变形有关的盆地的热史模型都作过详细地论述。 （一）伸展盆地 伸展盆地是目前研究较广泛、研究程度较高的盆地类型，裂谷、拗陷、拗拉槽和被动大陆边缘是其基本样式。在地壳和岩石圈伸展、减薄作用下形成，其主要的构造热作用过程包括：岩石圈的伸展减薄、地幔侵位、与热膨胀和冷却收缩以及沉积负载相关的均衡调整。裂谷是地壳中的拉张区，现代裂谷具有负的重力异常、高热流值和火山活动等特征，表明在深部存在某种热异常。裂谷分主动裂谷与被动裂谷两种类型。 1978年McKenzie研究了被动裂谷或机械伸展模型的定量结论后，提出了瞬时均匀伸展模型。该模型假定地壳和岩石圈的伸展量是相同的（即均匀伸展）；伸展作用是对称的，不发生固体岩块的旋转作用。因此，这是纯剪切状态。构造沉降主要取决于伸展量、伸展系数（β）以及初期地壳与岩石圈的厚度比值。该模型可概括如下：①拉张盆地的总沉降量由两部分组成：其一是由初始断层控制的沉降，称为初始沉降，它取决于地壳的初始厚度及伸展系数β；其二是岩石圈等温面向着拉张前的位置松驰，从而引起的热沉降，热沉降只取决于伸展量的大小；②模拟结果表明，断层控制的沉降是瞬时性的，而热沉降的速率随时间呈指数减小，这是由于热流随时间减小的结果。McKenzie（1978）提出了计算初始沉降、热沉降和地表垂直热传递的数学表达式，奠定了伸展盆地定量模型和模拟研究的理论基础。该模型已成功地应用于北海盆地和各种大陆架。但是Slater等（198）在有些地区发现：实际 地壳伸展和初始沉降量要比McKenzie。模型预测的小得多，同样热沉降值要比根据