高性能混凝土矿物掺合料

介绍

高性能混凝土 (高性能计算) 是一种现代建筑材料，由于其优异的性能而广受欢迎, 比如高强度, 耐用性, 并降低渗透性. HPC 专门设计用于通过提供增强的性能特征来满足现代建筑项目的需求. 有助于提高 HPC 性能的重要组成部分之一是使用矿物外加剂. 在这个博客中, 我们将讨论矿物外加剂在 HPC 中的作用, 特别关注微硅粉.

什么是矿物掺合料?

定义和重要性

矿物掺合料, 也称为补充胶凝材料 (单片机), 是添加到混凝土混合物中以改善其性能的细碎材料. 这些材料来自天然资源或工业副产品，用于替代混凝土中的部分水泥. 使用矿物外加剂有几个优点, 例如:

增强混凝土的耐久性和性能
减少水泥消耗
降低环境影响和碳足迹
成本效益

一些常见类型的矿物外加剂包括粉煤灰, 磨碎的粒状高炉矿渣 (GGBFS), 微硅粉, 和偏高岭土.

高性能混凝土中的硅粉

概述

微硅粉, 也称为微硅粉, 是在电弧炉中生产硅和硅铁合金的副产品. 它由富含二氧化硅的极细球形颗粒组成 (二氧化硅) 内容, 通常介于 85% 和 98%. 由于其独特的性能, silica fume has become an essential component of 高性能混凝土 mixtures.

微硅粉的性质

微硅粉具有多种特性，使其成为 HPC 的高效矿物外加剂, 例如:

粒径: 微硅粉颗粒极细, 平均直径约为 0.1 千分尺, 这是 100 比水泥颗粒小一倍. 这种小粒径有助于提高混凝土的堆积密度, 导致渗透性降低和强度增加.
火山灰活性: 硅粉表现出高火山灰活性, 这意味着它与氢氧化钙反应 (水泥水化的副产品) 形成额外的硅酸钙水合物 (CSH) 凝胶, 混凝土中的主要结合剂. 这种反应有助于增强强度, 耐用性, 和抗化学侵蚀.
二氧化硅含量高: 微硅粉的高 SiO2 含量使其成为一种优良的矿物掺合料, 因为它积极参与水化过程并改善混凝土的微观结构.

在 HPC 中使用硅粉的优势

将硅粉掺入高性能混凝土混合物中具有多种优势, 包括:

增加抗压强度: 微硅粉可以通过改善混凝土的微观结构和增加CSH凝胶的形成来显着提高混凝土的抗压强度. 研究表明，含有硅粉的混凝土混合物可以达到超过 100 兆帕.
提高耐久性: 在 HPC 中使用硅粉可形成更致密、更不透水的微观结构, which enhances the durability of the concrete. This results in increased resistance to aggressive chemicals, chloride ingress, and sulfate attacks.
Enhanced resistance to abrasion and erosion: The dense microstructure of HPC containing silica fume provides better resistance to abrasion and erosion, making it suitable for applications such as industrial floors, bridge decks, and hydraulic structures.

用于 HPC 的其他矿物混合物

而微硅粉是一种用于高性能混凝土的高效矿物外加剂, 它不是唯一可用的选项. HPC 中使用的其他常见矿物外加剂包括:

粉煤灰: 发电厂燃煤的副产品, 粉煤灰以其火山灰特性及其改善混凝土混合物和易性的能力而闻名. 它通常与微硅粉结合使用以优化 HPC 的性能.

磨碎的粒化高炉矿渣 (GGBFS): GGBFS 是钢铁工业的副产品，具有水泥和火山灰特性. 在 HPC 中使用时, GGBFS 有助于提高可加工性, 水化热降低, 并增加了长期强度.

偏高岭土: 通过煅烧纯化的高岭土制成, 偏高岭土是一种高活性火山灰材料，可以显着提高强度, 耐用性, 和 HPC 中的化学侵蚀抵抗力.

结论

矿物掺合料, 特别是微硅粉, 对提高高性能混凝土的性能起着至关重要的作用. 通过改善混凝土的微观结构, 硅粉有助于提高抗压强度, 耐用性, 和抗化学侵蚀. 在 HPC 中使用矿物外加剂不仅可以提高材料的性能，还可以通过减少水泥消耗和利用工业副产品来促进可持续性.