沸石粉及其在高性能混凝土中的应用

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1、沸石粉及其在高性能混凝土中的应用李淑进　吴科如(同济大学混凝土材料研究国家重点实验室,上海　200092)摘　要:论述了沸石粉的物理化学性质、品质指标、火山灰活性及其评定方法等。分析了沸石粉对高性能混凝土的改性作用:可提高拌合物的裹浆量;因沸石粉的吸水量较大,需同时掺加高效减水剂或与粉煤灰复合以改善混凝土的和易性;沸石粉高性能混凝土的早期强度较低,后期强度因火山灰反应浆体的密实度增加而有所提高;能够有效抑制混凝土的碱骨料反应,并可提高混凝土的抗碳化和抗钢筋锈蚀耐久性。关键词:沸石粉,物理化学性质,混凝土,和易性,混凝土强度,碱骨料反应中图分

2、类号:TU528.31　　　　文献标识码:B　　　　文章编号:1003-1324(2004)01-0040-04　　高性能混凝土以其良好的流动性、较高的强度英国、澳大利亚、日本等国年产量均在50万t,我国和耐久性,代表了当今水泥混凝土技术及混凝土材是天然资源丰富的国家之一,自1972年以来已发现料的发展方向。高性能混凝土的研究与开发应用,沸石矿床和矿点400多处,已探明储量达100亿t,是对传统混凝土技术性能的重大突破,在节能、工程预测天然沸石远景可达500亿t,完全可以满足我国质量、工程经济、环境和劳动保护等方面都具有重大农业发展的需要。

3、因此,沸石作为一种价廉并容易的意义。欧美、日本等发达国家十分注意高强、高性开采的天然矿物,用来配制高性能混凝土具有较普能混凝土的研究与开发,如日本已在进行C100混遍的适用性和经济性。凝土的研究。随着我国重点工程及各种高层建筑、1　沸石粉的物理化学性质特种结构工程建设的不断发展,设计上越来越多地采用C60以上的高强、高性能混凝土。可以预见,111　沸石的矿物特性高性能混凝土在工程上的应用领域将迅速扩大,并目前,天然沸石矿有40种之多,用于配制混凝取得更大、更多的技术经济效益。土的主要是斜发沸石和丝光沸石。沸石是一种硅氧目前,配制高性能混凝土

4、普遍采用的技术措施四面体[SiO4]组成的结晶矿物,硅氧四面体可由铝主要有:(1)使用高标号的水泥并掺加高效减水剂。氧四面体[AlO4]所置换。Al置换Si后,四面体有一保证混凝土在良好的施工性能条件下尽可能地降低个O离子得不到中和而呈电负性,但Si/Al比不固水胶比(<0135),以最大限度地减少浆体中毛细孔定,一般在3至5之间。沸石矿物形成多孔格架状和骨料—浆体之间界面裂缝,增大混凝土的均质性构造,晶格内部有大量彼此连通的空腔与管道,而具[1]和密实度;(2)掺入第六组分实现混凝土的高性有巨大的内表面积。沸石粉的这种独特的内部结构能化。

5、如硅灰、矿渣微粉、粉煤灰、沸石粉、稻壳灰等极易被结晶水填充,而这种水被称为“沸石水”。在高活性矿物掺和料,不仅可以节约水泥以降低成本、一定温度下,加热脱水后沸石结构并不破坏,而成为保护环境,而且能够改善混凝土的各项性能,如降低海绵或泡沫状的多孔性结构,具有吸附性和离子交水化热和碱度,改善混凝土的物理力学性能,提高水换特性。此外,沸石还具有良好的热稳定性、耐酸泥石的密实性和混凝土的体积稳定性。性、导电性、化学反应的催化裂化性、耐辐射性和低沸石粉是天然沸石岩经磨细后形成的一种火山堆密度等性能特点。灰质材料,含有大量活性的SiO2和Al2O3,其

6、火山灰112用于配制高性能混凝土的沸石粉的品质指标[2]产地不同的沸石粉的化学成分差异较大,一般活性仅次于硅灰,而优于粉煤灰和矿渣。世界上已发现沸石矿床1000多处,美国、前苏联、加拿大、沸石粉中的SiO2和Al2O3含量总和约占80%,表1·40·《山东建材》2004年第25卷第1期©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.表1　某地天然沸石的化学成分SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2O烧失量61-6912-140.8-1.50.4-0.

7、82.5-3.80.8-2.90.5-2.510-15[4]为某地沸石粉的典型化学成分,其中烧失量与其他之后,其增强效果比原状沸石粉要差,这说明沸矿物掺和料不同,主要是沸石粉中的结晶水。石矿物结构改变后不再具有活性。沸石粉的活性还目前,我国尚未制定统一的沸石粉工业品质国与沸石的含量有关,沸石含量越大则活性越大。采家标准,这在一定程度上影响了沸石粉的推广应用。用铵离子交换试验可以测定其吸铵值,以吸铵值来沸石粉作为一种新型的高性能混凝土矿物掺和料,标定其火山灰活性的大小。沸石的粉磨细度对活性其质量应符合《用于水泥中的火山灰质材料》的影响也较大,

8、磨细后沸石的表面能及表面活性很GB2847-81的有关规定。对于配制高性能混凝土大,且经机械粉磨破碎,粉体表面反应活化点增多,的沸石的技术要求为:细度要求0108mm的方孔筛火山