矿渣微粉作用机理

1、矿渣微粉作用机矿渣微粉作为制备高性能混凝土的主耍组成部分.U被广泛应則丁业化牛产中.一般而言,矿這诫粉由于比表面积大、活性强.可以减少混凝土中的孔隙年、改善孔蜡构及分布.从而改善涮凝土的性能.但超细粉的细度和境充功能和S5性的定盘关系，仍然没有看到更多的报道口总休而言矿渣微粉的活性指数随着矿渣比表面积的増人而增强.另外.当矿渣微粉的比表面积大于600平方米/公斤时ifi气性测fi可能会导致较大的测S误蚤列*所以测试结JK的ES性校塾*就作用机理而肓，il过对矿iS微粉怖研究及便用时到了世基木餡険型和结论，这将对矿渣微粉填料的使用效果分析具有一定的实际意义.另外.也可以通11使用相关的水化凝膛模

2、熨理论与旷渣锻粉粒度大小及分布相结含对W済徴粉与水泥的化学作用进柠宦量研究.41矿渣微粉的填充效应俺化保擬上浆体的性能和K泥混淀上密度密切相关.良性塡充效泉的超细粘末.使粉末达到醤密堆积.由于影响水泥粉体孔隙率的因索是冬方面的.虽然可以采用孔隙度计算理论对粉末的孔隙度进行计焙，但是由于工程施工过程的不确定性和许當壽数的不可知性.不便理论计算并且计算误差牧大.实际上.对矿渣m粉的细度fii比表面积的大小廿埴充效应的影响井不能完全用理怨的模式进h理论仆析.因此.诊顶II采用实轻村比方壮来确运罚型应用及矿渣微粉细麼的确定£4-1RairaeldaS中扎際覃变代氓悴用积庆序孔腺车（%）1lr

3、0.259420414r020703D225r0.190040177r01.58050llfii0.149060025r00390Hosrfield模型假定所仃的枳累颗粒対球畛根据的編加JS序.分别称为球、2球*弓球4球、5球和6球。同时添加球休的直径是相同的.井没有考虑细粒子相互作用的妙响i；K为的球1次，扎隙t-®25.94%,然后在2球孔添加町容納汕大的球，其*禅昱00414.粉的孔琼率是1070嗚.依次埴充，得到的结31显示在表按JUHosrefidl式理论,在粉料系统中如呆颗粒的大小匹配比例适当.枳累合理可以使粉料系统中的几隙率降低到理想化的水半1361假设粉体颗粒的平均粒

4、径为第四次堆积的粒度.则粉体的平均粒径为00414d的超细粉.它可以充入粉体颗粒堆积之何存在的毛孔.如果超细粉体平均粒径为00225d的颗粒，它不仅可以境补到L孔.也可到2洞充满孔隙，以进一步降低孔隙率。時然.水泥及矿渣粉不是等于胃径的球体，而是一个连续分伯的粒径粉末，但在统计虑义匕，蘆着比表面积的增加,粉末可有效地填充到空隙中。此外，作为表征粉末颗粒大小的重要参数特点的平均粒径.仍然被广泛使用因此，确定超细粉的细度模型仍然仃一定的意义。本次实验中采用的粉体的比衣向积是300平方米/T克，颗粒平均粒能为231微米，所以能够完成一次填充和二次填充颗粒的平均粒径分别是：£=0414心=0

5、414x23.1=9.56“刃2=0.225血=0.225x23.1=520“刃相比Z卜，矿渣比表而积为500平方米/千克和800平方米/千克的微粉,将会更參的埴充到水泥空隙中.可以仃效地减少混凝土的几隙率-41.2实现最紧密堆积颗粒粒径的分布在具仃连续分布的实际水泥粉末中.颗粒Z何的空隙塡充是个无规律的随机填充，不只是为了填补粗颗粒Z间的间隙，所以实除情况要狂杂得多.该行业使用的RRSB方程來描述研曆粉粒度分布，但方程來描述超细粉时往往会出现偏差旳因此本次测试使用的是实际测虽粒度分伤的方法。为了研究粉体达到皿紧密堆枳时颗粒的粒径分布.颗粒粒度连续分布的但导者Andresen提出如下方程：U(

6、)=100(/1)"(1)其中.U(d)-颗粒粒径小Fd的部分所山的质虽分数：n-颗粒分布模数：山一所研究的颗粒体系中虽人颗粒的直径.很据Andresen衍出的结论：孑种颗粒分伤中的孔隙率随方程中颗粒分布模数n值的减小而降低.当颗粒分布模数减小到n=1/3时，孔隙率具有最小值而当颗粒分布模数n值继续减小时，孔隙率不再发生变化。方程是颗粒质虽的累计百分数.当对颗粒的分布求粒径d的一阶导数时.就可得到粒径分布的微分质量百分比.即，dU(d)100ad4+3"i丿水泥和矿渣超细粉颗粒大小分布由式(1),(2).显示了最紧凑的粉末进行了比较(4-L4-2).图41中曲线1表示的是累

7、枳质量分布的粉体中实际的颗粒组成，曲找2代表的是达到最緊密堆积的的粒求.4-2中曲线1,2分别表示实际水泥组分，旷渣细粉粉末粒度分布曲线.3是显紧密的粉末分布。图4-1分体颗粒累il粒径分布曲线側4-2粉体颗粒微粉粒径分布曲线1-水泥实际组粉1水泥实际组粉.2.矿渣微粉2.达到垃紧密iff积的微粉3.斌紧沦境积的微粉图4-1显示.在实际水泥粉体中细炽卜询含量较少，这是住单一的水泥粉体中无法实现赧紧密堆积的上耍原因，这和水泥宏观的状态是一致的。作为水泥粉体中粒径小于00225clo的颗粒和直径介于何的颗粒，可分布到do颗粒之间，并进入-个三角形的洞和四个角落的孔完成填充,所以这是造成该两部分粒孔

8、隙率减少的主耍因索。为了实现显紧凑的堆枳，血増加典白分含屋.B4-2显示,最紧凑的曲线和粗、细粉末粒度分布的曲线有4个交点.即AB.C,D.A、B和C、D粗.细两个粉的理想曲线，可以通过两种粉末混合的中间值获得,但混合结束后，粉末仍不能达到所需的颗粒大小分布的紧密堆枳,其原因主耍表现在以下三个方而：(1) 在A点粒度以前的超细颗粒所占的质址分数较少:(2) 处于B、C点粒度Z何的中等大小的颗粒所占比更较大:(3) 颗粒人小在D点粒度以麻的粗颗粒所的比例较小。从上面的结果看出,粉体的平均粒径越小,曲线1与2之輒的水平距离差距越人，A与C、B号DZ何的距离也越人，混合后的粉末颗粒接近'紧密

9、堆枳，而粉体颗粒的直径范围应满足式(2)的条件规定,必耍时可通过筛f筛出参余的介质粒径.加入硅粉非常轴细粉补充以前的细颗粒的比例,以及在D后的颗粒含圮的壇加。但也应该看到.较小的颗粒有很强的吸附.造成的粒子何的相互作用团聚.粒径越小,聚集更为明显,这样的粒子大多不能单独存在.任水泥浆搅样的过程中,由于产生了剪切、对流、传导和宏观的位移,在使用外加剂的过程中，便细颗粒更加容易分敬,从而使超细微粉填充效果进一步加强,孔隙度降低、孔隙结构更加趋于合理.最终使砂浆和混凝土构件中的几隙结构得到改善4上矿渣微粉的反应活性矿渣微粉的反应活性|»着颗粒比表面枳的増大而增强.采用矿渣微粉的目的就是充分

10、利用微粉的活性，加强矿裤与水泥的反应过程。矿横傲粉的活性分为内在活性和诱导活性两种情况.内在活性是由矿诜术身的化学组成和矿物结构决定的而诱导活性是由矿渣的比表面积决定的,矿渣越细比表而枳越大,其诱导活性就越强冏.在实际使用中应根据不同的使用环境及使用要求.选用不同组成及粒度的矿渣微粉。矿渣的内在活性高炉矿渣是由孑种械、盐等矿物成分构成.存在硫酸盐类激发或硫酸盐类与其它组分产生的复合激发反应，形成低钙的水化硅酸钙凝胶以及相应的反何产物0由于水化硅酸钙凝胶颗粒小、比表而枳大与细骨料的粘附性好,不仅增加水泥的结构强度,而且能够减小混凝上的孔隙度.从化学组成的角度提高矿渍的活性,这一活性可以被称为内在

11、活性。矿渣微粉诱导活性矿渣的活性和其比表面枳大小密切相关.微粉的比表面积越大其活性越强。矿渣活性指数与比表面积大小之何的关系可进行定量分析.但是.颗粒的形状、比表而枳的大小、颗粒外表面特征、形成条件及其它因素都将形响到矿渣的活性O当粉体的比表面积大F600平方米/千克时,对混凝土透气性的测址可能会导致较大的误差刚矿渣微粉的水化模型如图4-3所示.颗粒的水化程度可根据水深h和颗粒直径d的关系通过以卜公式的计算:对F颗粒状的粉体体系而育.如果颗粒的粒径为d的颗粒所占的比例为P“则在某一颗粒的水化深度为hi时.颗粒休系中的总水化程度为143451：额粒水化反应模型式中wmf介jdifiid«

12、;iZ间的颗粒所/的门分数:色是粒的粒径介F4和mi的颗粒的水化程度:d为颗粒的粒径介F4和dpZ何的颗粒的平均直径hi为水化深度:（厂二4+4+17由方用（3）、（4）址甲说递减旳数.在水化深度山淀的情况卜水泥的水化嗖随粉体粒於的减小而増人，也就是说矿渣徽粉的诱导活性将随粉体比表面积的增大而增加.（1）采用实验小懒研磨得到了比表面枳分別为300m2/kg、4OOm2/kg.500m'/kg、600m'/kg、TOOm'/kg、800m:/kg六种细度的"渣粉.紳测疋发现不同比表而枳的粉体其颗粒组成是完全不同的.（2）掺加不同比衣血积的矿渣水泥浆体的流动性能不同o（3）不同细矿渣粉的比表面积,对28夭的水泥强度有较大彩响,较大的比&血积混介试件强度増加但不同比衣Ifii积的增长速度，从300m2/kg-400m2/kg.增长速度大。在600m2/kg矿渣超细粉试块强度增加延迟.（4）掺j超细矿粉使混凝土孔隙结构优化.（5）混有超细矿渣粉水泥混凝土强度高,结构突变等优良特性.（6）不同比表rfri积的细矿渣粉与水泥搅拌可以产生不同等级的混凝土制品产品综合考虑矿渣微粉的研磨成本和微粉在混凝土中所起的作用,矿渣微粉在T.业生产中的最住:粒度指标为比表面积400-