超细矿粉对混凝土性能的影响

在可持续发展已深入人心的今天，耐久性的提高和工矿废渣的利用已经成为混凝土科学研究的两大主题。

经过几十年的努力，矿物掺合料的研究已取得巨大进展，显著推动了混凝土技术的发展。

但普通掺合料往往存在早期强度低、耐久性差等问题。

随着对高强、高性能混凝土要求的日益提高，掺合料超细粉应用技术逐渐受到重视，掺合料超细粉具有良好的填充效应、活性效应和微集料效应，可降低水化热和水化热释放速率，改善工作性，提高早期强度和抗腐蚀能力。桂灰已成为高强泵送混凝土的组分，矿渣超细粉也逐渐在工程中应用。

本文综述了混凝土矿物掺合料超细粉的研究进展。

掺合料超细粉研究进展混凝土掺合料超细粉是指粒径小于10μm的矿粉、粉煤灰、磷渣粉等超细粉体。

物质达到超细状态后，其物理性能发生改变，比表面积加大，表面能提高，表面活性增加，可更充分的发挥混凝土掺合料的形态效应、活性效应和微集料效应。

超细粉对混凝土工作性和力学性能的影响

李辉等的试验表明，掺入40％的粉煤灰超细粉（D50＝3.09μm）时，混凝土拌合物坍落度比基准混凝土和掺普通粉煤灰（D50＝18.28μm）的混凝土拌合物分别提高14.6％和23.7％；

掺入粉煤灰超细粉的混凝土较之掺入普通粉煤灰的混凝土试样，7ｄ、28ｄ和90ｄ强度分别增加13.69MPa、10.2 MPa和13.2 MPa。

冯绍航、张亚梅、陈全滨的研宂表明，超细粉煤灰（D50＝2.213μm）和超细矿粉（比表面积910m2/kg）可显著提高水泥基材料早龄期抗压强度。

Metha的研究结果表明，低钙粉煤灰的粒度分布是影响其活性重要的因素之一，其活性正比于小于10μm颗粒含量，反比于大于45μm颗粒含量。

蒋永惠等利用灰色系统方法研究了粉煤灰颗粒分布对水泥强度的影响，指出要提高粉煤灰水泥的强度，应增加粉煤灰中小于30μm颗粒含量，限制30~45μm颗粒含量，减少大于45μm颗粒含量。

XRD衍射结果表明掺入超细矿粉的试件1d龄期时Ca(OH)2的衍射峰明显低于纯水泥浆体和掺普通矿粉的水泥浆体。这是因为矿物掺合料中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化产物氢氧化钙的作用下，发生二次水化反应生成水化硅酸钙凝胶，增强了水泥石体系的粘接，减少了混凝土内不利于耐久性的晶相含量。随着掺合料粉体粒径的降低，表面能迅速提高，与氢氧化钙晶体接触面积增大，促进了二次水化反应的快速进行。

复合材料的理论认为，水泥混凝土的强度主要与其亚微观结构相关，孔隙率是控制强度的决定因素，因此减小孔隙率可大幅提高强度。

颗粒相对粒径大小显著影响体系的堆积密实度，矿物掺合料颗粒粒径越小，其物理填充作用越好。

掺加掺合料超细粉的水泥基材料早龄期时几孔径和累积孔隙率均小于掺普通矿粉的水泥浆体和纯水泥浆体，水泥基材料孔结构变细且不连通，在早龄期时就起到了改善浆体孔结构、提高密实度的作用。