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    礦粉在混凝土中的效用是什么

    來源:www.alexandruseres.com 發布時間:2021年02月07日

    又稱“?;郀t渣微粉”,是?;郀t爐渣經干燥后,粉磨達到一定細度的粉末,在粉磨過程中還可加入適量的石膏和磨料。


    鐵粉的主要原料是礦渣,它是鋼鐵冶煉廠生產生鐵過程中產生的廢渣。除鐵礦石和燃料(焦炭)外,在高爐煉鐵過程中,為了降低冶煉溫度,還需要加入適當數量的石灰石和白云石作為助熔劑,這些石灰石和白云石在高爐中分解生成氧化鈣和氧化鎂等成分,與鐵礦石中的廢渣和焦炭中的碳灰溶解,產生以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主的熔融物,浮在鐵水表面,定期從排渣口排出,經空氣或水急冷處理后,形成顆粒狀顆粒。

    未淬火冷卻的渣體,其礦物形態為穩定的結晶型,除少部分C2S具有一定活性外,其他礦物基本無活性。冷卻后的礦渣,由于液相粘度在短時間內迅速增加,阻礙了晶體的生長,形成玻璃態結構,使礦渣處于不穩定狀態,具有較大的潛在化學能量。隨著出渣溫度的升高,冷卻速度加快,礦渣玻璃化程度提高,礦渣潛在化學能變大,活性也變大,因此,經水淬后的高爐礦渣的反應性比未經過水淬的礦渣高。


    煉鋼生產過程中的爐渣化學成分有較大差異,但主要成分包括:


    一、氧化鈣CaO:氧化鈣是一種堿性氧化物,是爐渣的主要成分,一般占百分之40左右。將其在爐渣中轉化為活性礦物,如:硅酸二鈣。氧化鈣是礦渣中主要的活性成分,其含量越高,礦粉的活性越大。


    二氧化鋁Al2O3:氧化鋁是一種酸性氧化物,是爐渣中較好的活性成分,它在爐渣中形成礦物,如鋁酸鹽或鋁硅酸鈣,在熔融狀態下形成玻璃體。氧化鋁含量一般在百分之5-百分之15之間,有的高達百分之30;氧化鋁含量越高,礦粉的活性越大。


    三、硅氧烷:硅氧烷是一種微酸性氧化物,在礦粉中含量較高,一般在百分之30-百分之40之間。過多的白炭黑,會形成低活性的低鈣礦物,甚至還有游離白炭黑等,使白炭黑活性降低。


    四、鎂砂MgO:鎂砂的活性低于氧化鈣,其含量波動在百分之1-百分之18之間,在礦粉中為穩定的化合物或玻璃體,不會產生安定性不良現象。氧化鎂能增加熔融礦物的流動性,改善渣粒質量,提高礦渣的活性,因此,氧化鎂通常被視為礦粉的活性成分。

    五、其他元素在爐渣中含量較少,主要有氧化亞錳、硫磺、氧化鈦、氧化鐵、氧化亞鐵等。除氧化鐵和氧化亞鐵對混凝土不產生影響外,其它三種成分都會對混凝土產生危害。
    礦物粉配制混凝土可提高或改善混凝土的綜合性能,其機理在于礦物粉配制混凝土具有微骨料效應、微晶核效應、火山灰效應等,并可提高混凝土的抗滲、降水熱和防止溫度裂縫。


    一、是微集料效應。

    可以將混凝土看作一個連續級配的顆粒堆積系統,粗骨料的間隙用細骨料填充,細骨料用水泥顆粒填充,而水泥顆粒之間的間隙用細骨料填充。礦粉細度比水泥顆粒細,在部分水泥被取代后,這些小顆粒被填充在水泥顆粒之間的空隙中,使凝膠材料具有更好的級配,從而形成致密的填充結構??梢詼p少標準稠度下的用水量,在保持相同的用水量時又可以增加流度,從而提高操作的通用性。充填作用的另一個好處是增加粘聚度,防止泌水離析,并提高可泵性。


    二、是微晶核效應。

    盡管礦粉的膠凝性能比硅酸鹽水泥稍弱,但它為水泥水化體系提供了微晶核,從而加快了水泥水化反應過程,為水化產物提供了充足的空間,提高了水泥水化產物分布的均勻性,使水泥石結構更加致密,使混凝土具有更好的力學性能。


    三、是火山灰的影響。

    礦粉摻入混凝土中,在混凝土內部堿性環境下,礦粉吸收水泥水化后形成的Ca(OH)2,并能促進水泥進一步水化,生成對混凝土有利的CSH凝膠,使Ca(OH)2的晶粒變小,改善混凝土的微觀結構,使水泥漿體的孔隙率明顯降低,增強骨料微觀界面的粘結力,使混凝土的物理力學性能大大提高。


    四、是提高抗滲能力。

    將礦粉摻入混凝土中后,由于取代了部分水泥,使混凝土的侵蝕內因減少,同時將礦粉均勻地分散到水泥漿體中,形成水化產物的核心。摻入礦粉的混凝土可吸收部分Ca(OH)2,引起二次水化反應,水化產物進一步填滿結構的孔隙,使結構的密實度和抗滲透性能得到改善。
    五、降低水化熱,防止溫升開裂。

    水化初期,放熱集中,會造成水泥坍落度損失。加入礦粉后,因其本身不能直接水化,只能在水泥堿性條件下進行二次水化。從而延緩水化放熱,使初始坍落度保持時間能夠延長一些,減少溫升引起的溫度裂縫。


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