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產(chǎn) 品 說(shuō) 明 
 2沸石粉對(duì)混凝土性能的改性作用
    2.1沸石粉高性能混凝土拌和物的性能

    高性能混凝土應(yīng)具有良好的工作性,，即拌和物的流動(dòng)性和黏聚性好,，不離析，泌水率較小,。裹漿量是衡量黏聚性的一個(gè)重要指標(biāo),，研究表明,，在水膠比相同的條件下,，沸石粉混凝土的裹漿量比基準(zhǔn)混凝土提高約30%。由于沸石粉吸附拌和水,，混凝土拌和物的坍落度比基準(zhǔn)混凝土有所降低,，坍落度的經(jīng)時(shí)損失也較大。也有文獻(xiàn)指出,，若以沸石粉等量取代(5～15)%的水泥,，混凝土拌和物的黏聚性稍有增加，而對(duì)工作性則沒(méi)有影響[6],。

    若要保持較好的和易性,，采用沸石粉與高效減水劑雙摻的方法可以對(duì)坍落度進(jìn)行調(diào)整。由于高效減水劑的解絮作用,，在水膠比較低的情況下,，坍落度損失得到有效控制，仍可配制出70MPa的高強(qiáng)性能混凝土,。磨細(xì)沸石粉和粉煤灰復(fù)合雙摻也是改善混凝土和易性,，提高混凝土強(qiáng)度的有效措施。粉煤灰的玻璃微珠可起到潤(rùn)滑作用而增大混凝土的流動(dòng)性,，但單摻粉煤灰的混凝土的早期強(qiáng)度較低,。而雙摻沸石粉和粉煤灰有利于發(fā)揮礦物摻和料的復(fù)合化超疊加效應(yīng)，使得二者的作用相互補(bǔ)充,，可以配制出高流動(dòng)性,、高強(qiáng)以及較好經(jīng)濟(jì)性的高性能混凝土。

    2.2沸石粉高性能混凝土的強(qiáng)度

    高性能混凝土應(yīng)具有高的強(qiáng)度,，以滿(mǎn)足高層,、輕質(zhì)和大跨結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求?；炷恋膹?qiáng)度由漿體,、骨料和漿體/骨料界面區(qū)的強(qiáng)度所決定，而漿體/骨料界面區(qū)的結(jié)合強(qiáng)度往往成為混凝土強(qiáng)度的控制因素。利用礦物摻和料的密實(shí)填充效應(yīng)和火山灰效應(yīng),，使膠凝材料體系均勻密實(shí),，漿體的孔隙率降低，界面區(qū)的CH晶相含量減少,，從而可以提高混凝土的后期強(qiáng)度,。文獻(xiàn)[7]采用普通硅酸鹽水泥，摻加(10～20)%沸石粉等量取代水泥,，得出的混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,，沸石粉高性能混凝土的早期強(qiáng)度均比基準(zhǔn)混凝土低，且沸石粉取代水泥率越大,，強(qiáng)度降低的幅度也越大,。而到28d齡期時(shí)，沸石粉摻量在(10～20)%的高性能混凝土強(qiáng)度都比基準(zhǔn)混凝土高,，且沸石粉摻量10%時(shí)沸石粉的強(qiáng)度效應(yīng)發(fā)揮得**,。

    沸石粉混凝土的早期強(qiáng)度較低，原因是摻沸石粉取代水泥則膠凝材料體系中活性較高的熟料礦物C3S和C3A含量相對(duì)降低,，故早期強(qiáng)度略低,。而在水泥水化后期，沸石粉中活性的SiO2和Al2O3在高堿性水泥膠凝體系中被激發(fā),，與水泥的水化產(chǎn)物CH發(fā)生火山灰反應(yīng),，提高了水泥的水化程度，降低了液相中的CH濃度,，生成對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大的CSH和CAH凝膠,，減少了混凝土的孔隙率。而且,，由于沸石粉內(nèi)在的格架狀結(jié)構(gòu),，內(nèi)部孔隙具有巨大的內(nèi)表面能，沸石粉的親水性較強(qiáng),，在漿體中起到蓄水作用,。沸石粉內(nèi)部的孔吸收拌和水，克服了混凝土經(jīng)時(shí)泌水性,，而使混凝土黏性增加,，沸石粉吸水后體系膨脹，骨料裹漿量提高,，改善了骨料2漿體的界面,。在水泥持續(xù)水化過(guò)程中需要用水，這時(shí)被沸石粉吸附的水又能逐漸釋放出來(lái),，對(duì)水泥的水化起到自養(yǎng)護(hù)作用,。另一方面,，漿體內(nèi)部產(chǎn)生自真空作用使?jié){體和骨料產(chǎn)生緊密的包裹，*終凝結(jié)成一個(gè)致密的整體,，從而使混凝土的后期抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有較大增長(zhǎng),，耐久性得到很大改善。

    2.3沸石粉抑制堿骨料反應(yīng)的性質(zhì)

    混凝土中的某些骨料與水泥中的堿在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，引起混凝土漲裂,、開(kāi)裂，甚至剝落等破壞,，這種反應(yīng)稱(chēng)為堿骨料反應(yīng),。堿骨料反應(yīng)造成混凝土的強(qiáng)度大大降低，引發(fā)的裂縫也加速了環(huán)境中侵蝕性介質(zhì)的破壞作用,。預(yù)防堿骨料反應(yīng)一般要求采用非活性骨料,，控制水泥和外加劑中的堿含量，但因受到材料供應(yīng)地的限制而往往難以做到,，在混凝土中摻入礦物摻和料是抑制堿骨料反應(yīng)的有效措施,，研究證明,，用天然沸石粉等量取代30%的水泥,，即使摻活性骨料配制混凝土，也不會(huì)發(fā)生堿骨料反應(yīng)[8],。

    從理論上分析,，混凝土的堿骨料反應(yīng)如堿硅反應(yīng)是在混凝土液相中的堿離子與活性骨料之間進(jìn)行的，這種反應(yīng)在顆粒表面進(jìn)行,，引起局部能量集中,，膨脹力過(guò)大引起局部混凝土破壞和開(kāi)裂。而沸石粉中的活性SiO2微粒均勻分散到混凝土的各個(gè)部位,，將局部反應(yīng)分解成無(wú)限多的活性中心,，每個(gè)中心都參與反應(yīng)而消耗混凝土液相中的堿，化解了能量的積聚,，有效抑制了堿骨料反應(yīng),。

   另外，對(duì)堿骨料反應(yīng)的抑制也可能歸因于沸石粉的離子交換性,。溶液中的強(qiáng)堿性離子如K+,、Na+很容易進(jìn)入沸石粉骨架，與Ca2+離子進(jìn)行離子交換,。因此,，天然沸石能夠有效降低混凝土中飽和CH堿溶液的pH值，且隨著沸石細(xì)度的增加和齡期延長(zhǎng),，pH值有下降的趨勢(shì),。同時(shí),，K+和Na+等離子參與二次水化反應(yīng)，生成溶解度相對(duì)很低的物相-堿性RCSH凝膠[5],。

    2.4沸石粉高性能混凝土抗碳化和鋼筋銹蝕的性能

    摻沸石粉的高性能混凝土拌和物的黏聚性好,，無(wú)離析和泌水現(xiàn)象。因此,，硬化水泥漿的孔隙率低,，結(jié)構(gòu)均勻密實(shí)，大大降低了CO2在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù),，這對(duì)降低混凝土的碳化速度是有利的,。同時(shí)，由于沸石的火山灰反應(yīng)會(huì)降低孔溶液中的堿儲(chǔ)備量,，可能誘發(fā)鋼筋的銹蝕,，配制高性能混凝土?xí)r以沸石粉取代水泥的量一般不超過(guò)15%。沸石粉對(duì)混凝土孔結(jié)構(gòu)和孔分布的改善是主要方面,，只要不具備鋼筋發(fā)生電化學(xué)銹蝕必需的H2O和O2的條件,，摻沸石粉對(duì)混凝土的抗鋼筋銹蝕性能并無(wú)不利影響，這已被有關(guān)的沸石粉混凝土鋼筋銹蝕試驗(yàn)所驗(yàn)證[9],。

    3結(jié)論

    沸石具有特殊的格架狀晶體結(jié)構(gòu),，決定了它具有吸附性、離子交換性和較高的火山灰活性等物理化學(xué)性質(zhì),。沸石粉用作高性能混凝土的礦物摻和料具有很好的改性作用：提高混凝土拌合物的裹漿量,，但坍落度經(jīng)時(shí)損失較大，需要與高效減水劑雙摻或與粉煤灰復(fù)合雙摻來(lái)改善拌和物的和易性,；沸石粉高性能混凝土的早期強(qiáng)度較低,，后期密實(shí)度和強(qiáng)度都能夠提高；沸石粉能夠有效抑制高性能混凝土的堿骨料反應(yīng),，并能提高混凝土的抗碳化和鋼筋銹蝕耐久性,。我國(guó)的沸石礦藏分布量大面廣、價(jià)廉并易于開(kāi)發(fā),，用作高性能混凝土的礦物摻和料具有較大的適用性和經(jīng)濟(jì)性,。