矿物掺合料应用技术规范

主要内容现代混凝土组成材料混凝土BECDA硅酸盐水泥矿物掺合料骨料（砂、石）拌合水化学外加剂有朝一日……有朝一日，当粉煤灰的价格赶上或超过水泥的价格时，混凝土中也必须用粉煤灰！有朝一日，当骨料的价格赶上或超过水泥的价格时，混凝土中也必须使用骨料！什么是矿物掺合料？在混凝土制备过程中掺入的，与硅酸盐水泥共同组成胶凝材料以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分，具有规定细度，能改善混凝土性能的活性粉体材料粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉等矿物掺合料或辅助胶凝材料对混凝土性能的改善化学侵蚀、AAR等：粉煤灰、矿渣粉、硅灰工作性稳定性耐久性抗蚀性改善混凝土的性能抗渗性、抗冻性、抗氯离子渗透：硅粉、矿渣粉流动性、粘聚性、坍落度损失：粉煤灰、硅灰、矿渣粉水化热、收缩变形、抗裂性能：粉煤灰、矿渣粉对砂浆条14d膨胀的影响2030563050657.51012.5粉煤灰对AAR抑制作用2030563050657.51012.5Ⅱ型水泥，碱含量1%F级粉煤灰ASTMC227砂粉煤灰从煤粉炉烟道气体中收集的粉末，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%。矿渣粉从炼铁高炉中排出的，以硅酸盐和铝硅酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后粉磨所得的粉体材料。硅灰在从冶炼硅铁合金或工业硅时通过烟道排出的粉尘，经收集得到的以无定形二氧化硅为主要成分的粉体材料。其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。其他矿物掺合料钢渣粉从炼钢炉中排出的，以硅酸盐为主要成分的熔融物，经消解稳定化处理后粉磨所得的粉体材料磷渣粉用电炉法制黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后粉磨所得的粉体材料沸石粉将天然斜发沸石岩或丝光沸石岩磨细制成的粉体材料复合矿物掺合掺和料将本规范所列的两种或两种以上矿物掺合料按一定比例复合后的粉体材料。工程上常用的是：粉煤灰与磨细矿渣粉组成的复合矿物掺合料，或粉煤灰、矿渣和硅灰三组分矿物掺合料。研究表明，对矿物掺合料而言，在适当比例时，产生“超叠加”效应。制订技术规程的意义对矿物掺合料认识的深入和应用技术的进步，必不可少的组分规范矿物掺合料生产和应用，促进矿物掺合料产业发展制订《矿物掺合料应用技术规程》是必要的、及时的矿物掺合料应用技术规程一般规定正确使用矿物掺合料应满足与外加剂同掺硅酸盐普通硅酸盐其他矿物掺合料放射性核素限量矿物掺合料相关标准序号标准号标准名称颁布年份修订年份涉及的矿物掺合料1GB1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰19912005粉煤灰2GJ/T3048混凝土和砂浆用天然沸石粉1998—天然沸石粉3GB/T18046用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉2000—矿渣粉4GB/T18736高强高性能混凝土用矿物外加剂2002—磨细矿渣、磨细粉煤灰、磨细天然沸石、硅灰5GB/T8075混凝土外加剂定义、分类、命名与术语2005—磨细矿渣、磨细粉煤灰、磨细天然沸石、硅灰矿物掺合料技术要求最主要技术指标矿物掺合料技术要求细度需水量比流动度比活性指数安定性放射性矿物掺合料性能比较序号对混凝土性能的改善粉煤灰磨细矿渣粉硅灰1提高流动性有效持平降低2提高粘聚性有效更有效最有效3提高保水性较好好最好4提高保塑性最好较好差5降低水化热最有效持平差6提高抗裂性最好差最差7提高抗渗性好差最好8提高抗冻性差较差最好9提高抗氯离子渗透性好好最好10提高抗化学侵蚀性好好最好11提高抗碳化性能一般一般最好12提高护筋性一般一般最好矿物掺合料的使用不同掺合料有不同特性和不同的作用，有利有弊，必须具体问题具体分析：掺合料优点缺点粉煤灰收缩小，抗裂性好，对Cl-吸收能力强化学活性低，早期反应很少，长期反应率最多只有20%多，故抗碳化性较差矿渣粉化学活性随比表面积增大而提高明显，抗碳化性稍好收缩大，抗裂性差，表面积太大时不利于混凝土温升的降低配合比设计的原则宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；当选用普通硅酸盐水泥时，应确定其中混合材的种类和掺量。宜与化学外加剂同时使用，并注意外加剂和胶凝材料的相容性。水胶比的范围通常为0.3~0.5，一般选取范围0.35~0.45。严格控制用水量！配合比必须由试配试验确定。配合比设计的原则骨料用量估计掺矿物掺合料混凝土的骨料所占体积与其最大粒径的关系如下表：骨料所占体积×表观密度＝骨料用量/kg·m-3骨料最大粒径/mm402010骨料所占体积/L700~750650~700600~650表注1）掺有引气型外加剂混凝土取骨料所占体积上限值；2）上表未列出的粗骨料最大粒径值，宜插入选用（如30mm或25mm，取40mm与20mm间值）配合比设计的原则砂率估计可根据砂的粗细、级配和石子的粒径、级配及胶凝材料用量等状况，按下表选取：粗细骨料用量计算砂率×骨料用量＝细骨料用量/kg·m-3骨料用量－细骨料用量＝粗骨料用量/kg·m-3坍落度/mm0~2020~4040~8080~160砂率/%20~2525~3030~3535~40坍落度/mm160~200200~240＞240砂率/%40~4545~50＞50配合比设计的原则当混凝土拌合物流动性满足要求时：尽可能选取较小的用水量当混凝土拌合物粘聚性满足要求时：尽可能选取较小的砂率作为合理砂率当混凝土强度和耐久性满足要求时：尽可能取较大的水胶比当混凝土构建截面最小尺寸、钢筋净距允许时：尽可能取较大的粗骨料粒径浆骨(体积)比的确定在水胶比一定的情况下，胶凝材料浆体体积与骨料总体积的比，称为浆骨比。对泵送混凝土，浆骨比可参考下表：强度等级浆体百分数（浆骨比）用水量/kg·m-3C30≤fcu,k＜C5032%（1:2）≤175C50≤fcu,k≤C6035%（1:86）≤160fcu,k＞C6038%（1:63）≤145配合比设计步骤按结构设计要求(强度或耐久性)选择水胶比和其他参数，确定基准混凝土配合比根据工程性质、所处环境选择矿物掺合料的品种及掺量确定试配所用配合比应采用绝对体积法计算根据实测表观密度和工作性调整各组成材料用量根据强度和耐久性确定配合比必须注意的事项参考《混凝土结构耐久性设计与施工指南》GBT50476-2008：根据工程性质、所处环境选择矿物掺合料的品种及掺量；处于具有化学腐蚀性环境的、大体积的、验收龄期较长的以及热天施工等的混凝土，宜掺用大掺量矿物掺合料。必须注意的事项当混凝土早期强度要求较高或在较低环境温度下施工时，可选择以下措施：①减小矿物掺合料用量，或②降低水胶比，或③与硅灰复合掺用矿物掺合料的掺量以胶凝材料（水泥与掺合料质量之和）的总量百分率计；确定掺合料掺量时，应计入水泥中已掺入的掺合料量。必须注意的事项掺用矿物掺合料的混凝土：①当掺量小于20％时，可按普通水泥使用②当掺量大于20％时，水胶比应不大于0.5③当掺量大于30％时，水胶比应不大于0.45④当掺量超过50％时，水胶比应不大于0.42⑤并随掺量的增大而降低确定试配所用配合比，应采用绝对体积法计算，至少第一盘试配料使用绝对体积法后，按实测拌合物表观密度假定此后试配料的表观密度。试拌调整的步骤计算配合比试拌调整基准配合比施工配合比四个基本原则三个主要参数掺矿物掺合料混凝土的应用掺矿物掺合料的混凝土宜采用强制式搅拌机制备各种矿物掺合料的计量应按重量计，每盘计量允许偏差不应超过±2%掺矿物掺合料混凝土搅拌时间宜适当延长，以确保混凝土的均匀性混凝土运输时，应保持混凝土拌合物的匀质性，不发生分层离析现象掺矿物掺合料混凝土的应用实测坍落度与要求坍落度之间的允许偏差应符合表6.2.1的要求应避免漏振或过振。振捣后的混凝土表面不应出现明显的掺合料浮浆层，如出现浮浆层应处理干净抹面应在泌浆结束后开始，并在凝结前完成，至少进行两次以上搓压，应避免在搓压结束后仍有继续泌水要求坍落度允许偏差≤40mm±10mm50~90mm±20mm≥100mm±20mm掺矿物掺合料混凝土的应用1用于平板式构件的掺矿物掺合料混凝土，在浇筑成型完毕后，应立即及时覆盖混对凝土表面并进行保湿养护2保湿养护时间不宜少于7d，有缓凝和抗渗要求的掺矿物掺合料混凝土的潮湿养护时间不宜少于14d3成型后预养温度不宜高于45℃，预养（静停）时间不得少于1h蒸养时升温速度宜为15℃/h～20℃/h，恒温温度不宜超过85℃，降温速度宜为15℃/h～35℃/h早期养护的重要性掺矿物掺合料混凝土的应用当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，掺矿物掺合料混凝土结构工程应采取防冻措施冬期施工掺矿物掺合料和防冻剂的混凝土受冻临界强度应满足冬期施工掺矿物掺合料混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃当室外最低气温不低于－10℃时，不得小于4.0MPa当室外最低气温不低于－20℃时，不得小于5.0MPa掺矿物掺合料混凝土的强度验收龄期宜为60d、90d或按合同规定的其他龄期执行混凝土的强度检验评定，应按现行国家标准《混凝土质量检验评定标准》执行掺引气剂和矿物掺合料的混凝土，每工作班应至少测定一次含气量，测定值的允许偏差为±1.5%质量检测评定国家标准验收龄期含气量规范性附录规范者，要求也。标准中的规范性附录主要是给出标准正文的附加条款。是规范性附录的，其效力等同于标准的正文。规范性附录是标准正文延伸的部分，是强制性的，必须执行。规范性附录B原材料水泥：P.O42.5的普通硅酸盐水泥标准砂：符合《水泥胶砂强度检验方法（ISO）》GB/T17671规定的标准砂水：采用自来水或蒸馏水矿物掺合掺：受检的矿物掺合料试验仪器《水泥胶砂强度检验方法（ISO）》规范性附录B确定需水比的胶砂配比材料对比胶砂受检胶砂粉煤灰硅灰沸石粉水泥/g450±2315±1405±1405±1矿物掺合料/g—135±145±145±1ISO砂/g1350±51350±51350±51350±5水/mL225±1按使受检胶砂流动度达基准胶砂流动度值±5mm调整规范性附录B确定流动度比和活性指数的胶砂配合比材料对比胶砂受检胶砂复合矿物掺合料粒化高炉矿渣粉钢渣粉磷渣粉沸石粉水泥/g450±2225±1315±1405±1矿物掺合料/g—225±1135±145±1ISO砂/g1350±51350±51350±51350±5水/mL225±1小结•矿物掺合料？品种？•对混凝土性能的改善？概念、分类与作用•细度、需水比……•原则、参数、试拌……技术指标与配合比设计•细度、需水比……•搅拌、运输、养护……性能检测与工程应用[e-mail]13807153481掺粉煤灰对混凝土抗裂性影响掺粉煤灰对混凝土抗碳化影响掺矿渣粉对混凝土抗碳化影响掺矿渣粉对干燥收缩的影响矿渣粉细度与水化热的关系早期养护的重要性养护方式的影响矿物掺合料的超叠加效应%100/FSF养护方式的影响粉煤灰与水泥体积比为1:1