试论混凝土掺合料应用和生产技术

王立伍

大连出口加工区基安商品混凝土有限公司 辽宁大连 116000

掺合料最开始的设计与应用是为了改善混凝土拌合物的和易性，且出于节省水泥的目的，但随着混凝土生产技术的日益发展，人们逐渐意识到这样一种材料应用所具备的必然性和价值。通俗地说，如果需要配置高性能的混凝土，只需要使用高品质通用水泥搭配高性能减水剂和混凝土掺合料即可，其在改善混凝土耐久性能和力学性能方面发挥的所用，不容忽视。

1 掺合料的作用机理

混凝土掺合料通过改善水泥胶凝材料的数量和组成，实现了对混凝土耐久性和强度的提升，并且大幅度提升了混凝土体积的稳定性和和易性。具体来说这样几重效果的达成，本质上是借助如下几种理化效应来实现的：

1.1 活性效应

这里所谓的“活性”指的是掺合料颗粒的表面，碱性石灰(通常还含有石膏) 溶液里在常温条件下溶解Si02,A1203等的难易程度。概括地说，组成活性效应的大小和化学组成、掺合料的表面积都有很大程度上的关系。比如化学组成相同时玻璃体的活性明显更高；但同样是玻璃体，熔体快速冷却的却比缓慢冷却的活性高。

1.2 形态效应

这里所谓的“形态”指的是掺合料颗粒的表观特征，比如椭球形、不规则形、球形、片形、柱形等的描述，也包括颗粒表面的孔隙情况、粗糙程度等。若加入了“形态”较为理想的掺合料，那么混凝土拌合物的需水量小、流动性好，会更有利于其耐久性、稳定性、强度以及和易行性等相关数据的提升。

1.3 填充效应

这里所谓的“填充”指的是将掺合料颗粒填充在水泥胶凝材料的空隙当中，尤其是掺和了高效减水剂和矿物掺合料（顺序有先后）的混凝土，更具有非常理想的减水增塑效果。

2 掺合料的应用效果和生产技术

2.1 混凝土掺合料的应用效果

因为混凝土掺合料具有改善混凝土耐久性、和易性，增加其强度的功效，因此混凝土掺合料技术自然成为涉及混凝土性能的全面提升。第一，减水功能。虽然优质粉煤灰因为球形的外貌，依然拥有了一定的碱水效果，但若是混凝土当中增加高效的减水剂以及矿物掺合料，那么这种减水效果会更加理想。第二，缓凝功能。诸如粉煤灰、矿渣粉、煤砰石细粉等，因为混凝土掺合料水化缓慢，都会滋生出一定的缓凝效果，因此合理选择矿物掺合料的数量及质量，很大程度上可以促成缓凝效果的达成[1]。第三，膨胀功能。混凝土的膨胀剂是“铝矾土+石膏+硫酸铝”，而为了降低膨胀剂的成本，可以充分利用工业废弃物，比如含铝成分较多的自燃煤砰石或者粉煤灰等都可以代替铝矾土制备具有膨胀功能的混凝土掺合料。第四，防水功能。掺有微膨胀掺合料和高效减水剂的胶凝材料，能够生成密实度非常理想的水泥石。这样的水泥是可以做到不使用任何防水剂就能够轻松防渗、抗渗的效果。第五，抗腐蚀功能。混凝土掺合料水化时必然会消耗掺合料界面和水泥熟料过渡区的部分水化铝酸钙、氢氧化钙，如此就会形成耐腐蚀的钙矾石、低碱型水化硅酸钙。与此同时，铝氧八面体络阴离子团与钠离子、钾离子结合而成的硅酸盐晶体结构，会进一步固定水化铝硅酸钙，让游离碱含量降低、更降低碱骨料反应发生的可能性。

2.2 混凝土掺合料生产技术

目前，混凝土掺合料的生产和应用以及扩充为一门成熟的技术，毕竟很多的工业废弃物都可以被重新加工、利用，制作成混凝土掺合料。在具体生产技术方面，包括如下五种细节：第一，超叠加效应。这种技术主要是指利用各种矿物质掺合料的不同细度、不同数量、不同显微形态以及不同的表秒活性，进行有效搭配，在取长补短、材料优化的过程中，让混凝土拥有更好的性能，实现优势互补的超叠加效应。换言之在生产过程中使用不同的材料、将其进行合理的搭配与组合，往往会取得比单独应用其中一种材料效果更为理想的结论。而且有关实验表明，若大幅度提高矿物质掺合料的用量与占比，其混凝土的强度将会提升4%-13%。第二，复合激发剂技术。复合激发剂通常包括这样三种成分，即硫酸盐激发剂、水泥熟料和钾水泥熟料、钠等碱金属盐[2]。其中硫酸盐激发剂也就是我们通常所说的石膏，可以用来激发混凝土掺合料的活性，尤其对三氧化二铝含量较高的粉煤灰、煤砰石效果显著。水泥熟料和钾水泥熟料也就是通常提到的石灰激发剂，针对以二氧化硅为主的混凝土掺合料，如矿渣、硅灰等比较有效。钾、钠等碱金属盐可提高混凝土早期强度，在水泥水化产物氢氧化钙的激发下，可以形成具有胶结能力的水化硅酸钙。第三，预处理技术。这种技术主要是指有的矿物掺合料在经过预处理以后，可以提高品质，比如粉煤灰含碳量高的话就会影响到外加剂的使用效果；如果对粉煤灰进行预处理，降低活性碳的活性，或者通过预处理想办法激发掺合料的活性，就会有助于混凝土早期强度的提升。第五，助磨剂技术。因为现阶段矿物掺合料的颗粒只有足够细小才能真正意义上发挥作用，所以在具体的粉磨矿物掺合料时可以加入各种助磨剂，实现研磨效率的提升。

不可否认的是，当前社会人们对混凝土掺合料的应用和生产技术尚且认知的还不够全面，也是因为如此，导致其在实际生产过程中，因为缺乏配套的标准与应用规范，没有办法将自身的作用和价值充分发挥出来、发挥至极致。针对目前混凝土掺合料在实际应用过程中呈现出的各种缺陷、暴露出的各种弊端，相关生产部门和管理者应采取积极有效的策略，推动相关标准和规范的生成，采取合理有效的防治方法，提高技术应用的综合性和效果[3]。严格意义来说，混凝土掺合料只有真正走向规模化、专业化的道路，才能最大效率地利用工业废渣、降低损耗，为工业生产和混凝土的使用提供必要的保障、增添相应的价值。