混凝土掺合料开发技术探讨

玉达剧

（华润水泥技术研发（广西）有限公司 广西南宁 530409）

1 前言

随着我国社会经济的飞速发展，现代混凝土技术也有很大提升。现阶段，还出现了高性能的混凝土，而矿物掺合料作为配制各种各样类型混凝土的材料备受重视，所以，许多研究人员将目光放在了混凝土掺合料应用技术的研究上。混凝土掺合料是一种新型发展技术，它可以将工业生产废料通过加工转换可利用的、有价值的物品，减少了建筑行业对建材的消耗，同时也减少了二氧化碳的排放，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。自20世纪90年代以来，混凝土掺合料的开发技术迅速发展，发展前景极为广阔。

2 掺合料的三效应

混凝土掺合料技术，就是在水泥中掺入不同粒度的矿物质掺合料，从而使水泥基材料能够形成迷失填充的结构，更好改善混凝土的综合性能。对于掺合料而言，必须要具有填充效应、形态效应和活性效应，这三个效应互相依存又相互影响。

2.1 掺合料的填充效应

该效应主要是指掺合料中的细微颗粒均匀的分布在各水泥颗粒之间，可以充分的填充颗粒间的空隙，增大水泥密实度，改善混凝土孔结构。在填充效应中有两种掺合料：①活性掺合料，这种掺合料不仅具有填充作用，还可以在后期生成水化铝酸钙与水化硅酸钙等物质，有效改变并增强了硬化浆体的结构强度。②非活性掺合料，它在发挥填充作用的同时，还可以让水泥浆体良好分散、改善了新拌混凝土与硬化混凝土的均匀性，更好的填充了混凝土之间的孔隙。

2.2 掺合料的形态效应

该效应主要是指掺合料粉料因为其颗粒的内部结构、外观形貌、表面性质等所产生的效应。例如粉煤灰和硅灰。硅灰的形状大多是成块的，它降低混凝土和砂浆的流动性，使混凝土的需水量有所增加，但是可以有效地防止离析。粉煤灰一般是由煤粉在高温燃烧后所形成的掺合料颗粒，粉煤灰许多都是玻璃微珠，外表光滑圆润，类似球型。尺寸不一，大多都在几微米或几十微米之间。它的主要成分是硅铝玻璃体，由于外表光滑，所以有润滑作用，一定程度上减少了混凝对拌和料的需水量。

2.3 掺合料的活性形态

掺合料的活性大多是指混凝土的掺合料中的活性成分所产生的化学反应，这种化学反应也被称为火山灰反应，反应中所产生的水化产物可以作为凝胶材料。通常情况下，火山灰反应对湿度较为敏感，若是想要使火山灰材料充分发挥作用，必须做好对其的而保湿养护工作，若是不能满足火山灰材料对湿度的需求，它便只有非胶凝性的填充材料作用。

3 掺合料开发的技术路线

3.1 掺合料选材

掺合料的开发主要包括原有掺合料复合技术的开发和新品种的开发。掺合料在进行选材时，必须选用符合《建筑材料放射性卫生防护标准》规定的材料，即便是材料中的氧化镁、氧化钙的物质含量较高，会影响混凝土的整体稳定性，但是在合理的量度范围之内还可以使用。

3.2 区分掺合料主导效应

3.2.1 以填充效应为主导

一般情况下说的惰性气体，例如由石灰石粉等吸墨的硅质岩石产物，在混凝土掺合料中加入这类物质，可以优化混凝土整体性能，改善其工作性。有效控制粉末颗粒的打下，更好地发挥其填充作用，从而获得紧密严实的材料，这基本上是唯一的技术方法。

3.2.2 活性效应为主导

活性效应中主要有两类区分：①以Al2O3为活性成分的掺合料，由于AS2CH的比率及反应温度的不同，因此在水化作用下会出现不同的产物，这种活性成分经常与其他掺合料共同使用。②以SiO2为主要活性成分，对于掺合料中玻璃体含量较高的现象，只需要有所注意便不会影响整体效果。若是想要获得更好的性价比，可以对粉末式颗粒的粒度进行控制，并配合适当的水泥力度，可以更好的发挥活性效应与填充效应。

4 混凝土掺合料开发技术未来发展趋势

4.1 掺合料技术未来朝着复合矿物掺合料方向发展

随着社会的飞速发展，混凝土掺合料的应用也更加广泛。相关技术人员在长期的研究中发现，由两种或两种以上掺合料复合而成的混凝土在填充效应、形态效应、活性效应上的效果明显优异于掺入一种掺合料的混凝土。复合矿物掺合料可以使各种矿物掺合料之间进行优势互补，可以提高混凝土的整体性能。水泥在水化过程中会使各种掺合料相互发生化学反应，在产生化学反应时出现一系列的界面耦合、诱导激活等效应，这种效应大大改善了混凝土的工作性，在一定程度上也增加了混凝土的抗压性能，使混凝土更为耐用，延长使用寿命，节约资源，使施工企业获得更高的经济效益。复合技术是将多种矿物掺合料混合在一起，各种掺合料之间相互作用，优化混凝土性能，使混凝土结构更为紧密，这也是混凝土掺合料开发技术的大趋所在。

4.2 复合掺合料生产未来朝着功能化、工业化方向发展

一方面，研究所创作出的新产品——复合矿物掺合料，从真正意义上讲它并不是真正的混凝土，与混凝土还有着本质区别。复合矿物掺合料在加入到混凝土中会改变混凝土内部材料的结构，所以一定程度来说，复合矿物掺合料含有某种特定功能，可以优化混凝土性能，比如抗渗、抗压、膨胀功能，在未来的发展中，希望可以生产出不添加外加剂的效果，更好推动混凝土自身性能的优化。另一方面，随着建筑行业的飞速发展，复合矿物掺合料的需求不断增加，所以掺合料必须在工厂中集中、大规模生产。由于掺合料生产的特殊性，在制作混凝土时对掺合料的量度无法科学精准把握，这就需要有专门专业的工厂对掺合料规模化的进行生产。为了更好的保证复合混凝土的活性效应，现阶段科研人员正在开发研制一种矿物掺合料在用等质量代替水泥检测活性系数时会使胶浆体积不同进而影响复合掺合料的活性系数，这种方法虽便捷但也有一定的弊端，它并不能客观的评价出混凝土的活性系数。一些资料表明，在掺和过程中与水分子发生化学反应的是掺合料固体颗粒的表面层，所以在检测复合矿物掺合料的活性系数时，要加入同等体积的掺合料，保证测定结果更加精确。

4.3 商品混凝土企业和水泥厂成为合作伙伴

为了更好地发挥符合掺合料的使用效果，水泥厂和混凝土企业在未来会一起合作。复合矿物掺合料与水泥外加剂都是生产中的中间产品，不同的用量会使胶结材料产生不同的变化，甚至改变胶结材料的性质。为了使复合掺合料的使用效果最佳，要具体问题具体分析，根据实际情况去选择胶结材料性质。如果想更好地完成这个任务，水泥厂应该与商品混凝土进行有效合作，更好的促进掺合料的推广与发展。

5 结语

建筑行业的飞速发展，改变了单纯注重成本与强度的矿物掺合料的使用观念，混凝土掺合料的使用在一定程度上推动了建筑行业的发展。对于混凝土混合料，在合理使用的同时还要不断改善混凝土的综合性能，而混凝土掺合料的开发技术是改善混凝土综合性能的一种有效措施。要不断创新，加强对混凝土掺合料开发技术的研究，降低混凝土单方原料成本，提高混凝土后期的耐久性能与强度，更好促进我国建筑行业的可持续发展。

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