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激发剂在大掺量掺合料混凝土中的应用如何?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-09-04

我们现在已处于经济高速发展的21世纪,但人口急剧增长、资源匮乏、能源短缺、环境恶化等20世纪就已十分突出的问题,更加突出。

绿色高性能混凝土主要是从减少每立方米水泥用量、减少生产水泥对环境的污染和资源过度消耗、降低混凝土制品生产过程中的能耗等几方面,来解决混凝土及制品生产中的高能耗高污染现象。与此同时,通过材料的优化及配合比优化,来改善混凝土的拌合物物理性能和力学性能,使混凝土性能提高,降低能耗并最大程度的减少污染。2005年,我国水泥产量已达10.6亿t,占世界47%,混凝土的年产量达到20多亿t,消耗2亿t多标准煤,产生8亿tCO气体和多达1000万tSO气体,消耗大量的能源并产生了非常严重的污染。由于水泥绝大部分都用来制备各种等级和性能的混凝土,大幅度降低混凝土的单位立方米水泥用量是走绿色工业道路的一个重要途径,其技术措施在目前主要是掺入矿物掺合料和混凝土外加剂,用超细矿渣粉可取代20%~25%的水泥,用优质粉煤灰可取代20%~30%的水泥,用普通II级粉煤灰可取代10%~20%的水泥。每立方米混凝土的水泥用量一般在200~380kg(混凝土强度C30~C60),要达到大幅度降低水泥的用量的目的,必须寻求稳定的方法,我们针对这个问题开展了一些试验进行了比较分析。

国内外研究比较多的混凝土掺合料为矿渣、硅粉、粉煤灰等,硅粉的细度细,掺入占水泥质量的50%~10%的硅粉,可以取代15%~25%的水泥,但硅粉的来源少、价格高,一般的混凝土用不起,也无法大量应用。矿渣的来源较广,全国每年排放大量矿渣,多数用于制造水泥。由于矿渣较硬,和熟料一起粉磨制造水泥时难以磨细,很难发挥矿渣的活性,将矿渣磨细至比表面积大于4000cm/g后,矿渣的活性大大增强,可以掺入20%~50%的矿渣粉取代相当量的水泥后,混凝土的强度与原来相比没有降低。我们的试验中选用了比表面积4000cm/g左右的矿渣粉。而粉煤灰的来源广排放量大,全国年排放量约2亿t,但粉煤灰的活性比矿渣要差,早期强度低,粉煤灰的活性一般要在30d龄期以后才逐渐显现出来,60d,90d后才得到充分的体现,一年后仍在继续发挥。人们为提高粉煤灰的活性试验了很多方法,例如:磨细、分选、增钙、预处理、掺加外加剂等均收到一定效果,但总体上来说,其活性都赶不上磨细矿渣粉,我们将矿渣及粉煤灰掺入水泥砂浆中进行了对比试验,可以找到一种最优的配合比。几种激发剂的激发效果见表1。

(1)利用不同品种掺合料的互补和叠加作用,在适当激发剂作用下,能配制出活性超过单一掺合料的高活性复合掺合料。

(2)混凝土掺合料是混凝土的胶凝材料组分,与水泥一起配制出的胶凝材料具有与水泥相近的力学性能,可参考水泥的强度试验方法和普通混凝土的配合比设计方法进行相应的检验和试配。

(3)FAA激发剂具有很好的激发粉煤灰、矿渣的效果,能配制出水泥用量小于150kg/m的中等强度等级混凝土。

(4)大掺量复合掺合料混凝土应满足胶凝材料总量小于550kg/m,水泥用量不超过胶凝材料的55%,水胶比0.25~0.60的要求。

(5)通过以上试验得出在混凝土中掺加粉煤灰、矿渣粉及相应的激发剂可以达到降低成本、节约能耗的目的。

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