浅析混凝土掺合料应用和生产技术

黄晓锋

摘要：混凝土掺合料对混凝土的性能具有十分重要的影响,在实际的应用过程中需要根据混凝土的具体使用部位,采用合适的配比来添加掺合料。但生产和加工工艺还不能充分满足市场需求,添加掺合料的技术及设施缺陷还有待改进。有效提高混凝土、钢筋混凝土中的掺合料使用比例，可以在专业的混凝土加工单位完成混凝土的配料、搅拌、检测等工艺，才能科学、合理的在混凝土中添加掺合料 ，提升混凝土的整体性能。

关键词：混凝土；掺合料；混凝土的性能

一、前言

目前，建筑和基础设施中使用的主要建材混凝土占比较大。混凝土掺合料的早期应用是为了降低成本和同时提高混凝土的施工性能，随着混凝土掺合料生产技术的逐步发展，人们逐渐意识到混凝土掺合料的重要地位。譬如配制高强混凝土，采用的工艺通常为硅酸盐水泥再加上高性能减水剂及活性掺合料，尤其是掺合料在现今的高性能混凝土建筑中已成为不可或缺的组成部分，其对提高混凝土的综合性能具有不可抹失的作用。

二、混凝土掺合料分类

混凝土掺合料是具有火山灰活性和潜在耐水性的颗粒微粉，它包含各种活性硅酸盐成分，添加剂和水泥催化剂。可以深入渗透到基材的微小缝隙中，并与混凝土在基材内部的毛细孔中发生复杂而可变的化学反应，从而提高混凝土的抗压强度和耐久性。混凝土掺合料按其活性指标可分为活性材料和非活性材料。活性材料在常温下，在水的存在下，活性物质可以与Ca（OH）₂相互作用，生成具有胶凝特性的稳定化合物。 这些具有活性成分的矿物材料称为活性材料。 如粉煤灰、粒化高炉矿渣粉，硅灰等；相反，凡不含或只含很少量活性组分的材料称之为非活性材料。该材料仅充当混凝土的填料。 如石灰石，磨细的石英砂等。 研磨的石英砂通常不用作活性材料。 但是，当大体积混凝土需要减少水化热时，可大大增加其掺量并与活性物质按比例混合。常用的混凝土掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等应用效果良好。

三、混凝土掺合料应用的作用

混凝土中添加了掺合料后其各项性能指标也逐步改善包括和易性、施工性、耐久性和抗压强度等。

第一，减水作用。虽然C类粉煤灰因为球形的微粒，依然拥有了一定的减水效果，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，缓凝作用。诸如粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣、石英砂微粉等，因为添加了掺合料水化缓慢，都会滋生出一定的缓凝效果，因此合理选择矿物掺合料的种类及掺量，很大程度上可以完成缓凝效果的实现。

第三，防水作用。使用工业废弃物制成的掺合料，在进行混凝土拌制过程中添加制成的混凝土，可以有效补偿混凝土的干收缩。表面光滑致密，无裂缝，无凹坑，气孔小而且闭合，使其在不加防水剂的情况下具有很强的防水、抗渗性能。

第四，膨胀作用。拌制混凝土掺合料种类的多元化，添加硫铝酸盐型原料，形成微胀，大大弥补了混凝土结构的细小裂缝 。为了降低其成本，可以充分利用工业废料，如电厂的粉煤灰等都可以代替钙矾石制备成具有膨胀功能的掺合料。

第五，抗侵蚀作用，混凝土掺合料在充分与各个物质反应的过程中，由于不同的材料，使混凝土内部致密化，减少大多数易溶于水的氢氧化钙含量，成为具有较强抗侵蚀的水泥石，增强侵蚀性能。

第六，提高强度作用，在制备高强混凝土时掺合料可以使水泥在水化过程中产生针状水化晶体,其胶结有很强的能力,并且能够增加阻力、添加和水泥颗粒之间的附着力。

四、混凝土掺合料的生产技术

在混凝土中添加掺合料是一种比较普遍的应用，它允许使用适合的工业废料和废渣来加工成掺合料用以改善混凝土的性能。

1、超叠加效应。在不同粒径的骨料基础上添加各种混凝土掺合物混合,以便充分考虑各种优势的融合，添加各类掺合料时要能够充分的考虑添加物的特性,进行有效的搭配,取各种掺合料的优势,合理改善混凝土的性能,运用不同的类型、细态、活性等，使得混凝土添加多种掺合料比添加单一掺合料的效果更好，经过强度试验验证，在合理的添加多组分的掺合料，可以提高混凝土28天强度在 3%～14%之间。

2、复合激发剂技术。在混凝土中采用复合激发剂技术，可以提高混凝土的性能，在一般情况下，主要有如下技术：⑴硫酸盐激发剂（石膏），它可以增强掺合料的活性指标，特别是A1₂0₃ 含量高的铝矾土和钢渣等材料的激发效果更佳。⑵石灰激发剂（水泥熟料）。熟料中主要激发的物质以SiO₂ 为主的成分，例如在混凝土中加入SiO₂ 含量普遍比较高的硅灰、矿渣、钢渣等，在使用的过程中，能够有效的提高混凝土的强度。⑶添加富含钾、钠等碱金属盐掺合料，能够促进混凝土中的硅氧化物的结构分解，在水泥水化过程中形成水化铝硅酸钙，具有很强的胶结能力，可以对混凝土早期抗压强度提供激发增强效果，具有较好的早强效果。

3、预外加剂技术。这种技术就是在制备混凝土掺合料微粒时，根据混凝土配比的需求，可以预先添加各种减水剂、引气剂，在添加后可以使得混凝土能够快速的搅拌均匀，提高混凝土的搅拌、成料效果，有利于提高混凝土的匀质性能，不至于混凝土离析。

4、事前技术。可以根据掺合料的原料缺陷经过事前处理，使得掺合料品质提高，以提高混凝土掺合料的整体质量，保证掺合料与混凝土能够有效的组合，例如在掺合料中粉煤灰含碳量高时，往往会对混凝土产品的安定性产生影响，采用事前技术就可以对其中的含碳量进行处理，及时除去其中的不安定成分，对于提高混凝土的耐久性具有良好的作用。

5、助磨技术。掺合料只有粉磨加工到一定足够细小的微粒才能发挥其作用，不同颗粒的原料进行粉磨，除了调节进磨的粒径和流量还可以运用助磨剂，可提高出粉率及品质。

五、混凝土掺合料的注意事项

1、混凝土掺合料储存期间的注意事项。 储存成品掺合物的整个过程应根据掺合物本身的特性和活性进行分类、分库储存，相对于活性指数较高的材料不应当长时间的存储，并在储存的过程中做好防潮防湿工作，减轻对于掺合料的环境影响，从而达到良好的预期效果和目的。

2、混凝土掺合料配比设计的注意事项。在设计混凝土掺合料的配合比过程中应当根据混凝土的验收要求进行，加入掺合料的混凝土水化反应慢，流动度大，过振使轻质掺合料上浮，表面会产生泌水，修面、压光不当会产生“起砂”现象，要想解决这问题需要在配比设计之前充分了解掺合料的特性和加强施工管理。

3、使用混凝土掺合料时应注意混凝土的养护。浇注不久的砼周围环境变化较大时，易在表面产生裂缝及开裂，及时浇水养护或是覆盖塑料薄膜养护，是必须的防护措施。

结语：

目前,我国在对混凝土掺合料的认识及应用方面还不够充分,掺合料的生产和加工工艺还不够成熟,这些关键问题已经严重影响到混凝土掺合料的生产质量和后期的应用使用,因此我们在进行混凝土掺合料生产和应用的过程中必须要采取相应的预防手段,根据自身条件开展工作,更要注重对于水泥材料的使用。为能有效提高混凝土掺合料品质，掺合料的原料采购、生产、加工、存储全产业链应该在专业化的企业内进行，企业必须专业化、企业化、规范化。与此同时尽可能的加大对工业废料的利用，加强环保意识。

这样才能科学、有效、合理的使用混凝土掺合料，同时要综合考虑混凝土掺合料储存、取用、使用、施工过程中的关键步骤，有利于进一步提高混凝土产品的质量，提升我国基础设施和建筑的整体建设质量。

参考文献：

[1]浦心诚，刘芳 等 全国高性能混凝土和矿物掺合料的研究与工程应用技术交流会论文集.活性矿物掺合料的填充效应与增塑效应 [C]．北京.中国土木工程协会，2006．

[2]浦心诚，王勇威.高效活性矿物掺料与混凝土的高性能[J].混凝土.2009(9).