我國摻合料及摻合料技術現狀和展望
2005-04-30 00:00
隨著混凝土技術的發(fā)展,特別是70年代出現的高效減水劑,80年代出現的礦物摻合料以后,作為目前典型的大宗應用的混凝土復合化傾向更加的突出。今天,人們已經認識到礦物摻合料與高效減水劑合用,即“雙摻”技術的運用是現代高性能混凝土采用的主要技術。1980年,美國率先提出水泥基復合材料的名詞,初步讓人們認識到混凝土材料的復合化技術及其產生的效用;而今,有人把水泥熟料到混凝土制品設計及混凝土應用的整個過程當作一個具有生命過程的生態(tài)系統(tǒng)加以研究。而摻合料及其摻合料技術的發(fā)展更使得混凝土作為這種生態(tài)復合材料越來越功能化,生態(tài)化、可持續(xù)發(fā)展化,特別是“雙摻”技術到“輔料”制備技術的成熟,使人們更加地認識到混凝土是4組分、5組分、6組分或者8組分材料的集成與組裝,這必然要求各集成塊的功能基元化達到材料的可組合化、兼容化。本文總結我國摻合料和外加劑集成技術及輔料技術的部分研究和應用成果,并借用吳中偉院士關于混凝土材料技術復合化1+1>2的哲學思維,提出“生態(tài)混凝土材料的集成與組裝”及其“生態(tài)基元功能集成化”的新概念,并努力突顯摻合料技術的功能化、生態(tài)化,以此冀望能為學術界和行業(yè)界所關注,為我國混凝土技術及行業(yè)的發(fā)展做一點努力。
1 高性能混凝土摻合料及摻合料技術的研究現狀
1.1 摻合料概念的演進及摻合料技術概念的誕生
根據參考文獻說明:目前國際標準化組織及大多數國家根據外摻物摻入時間,摻入主要作用的不同把外摻物分為化學外加劑(additive)和礦物外加劑(addmixture)同時還專門把水泥制造過程中摻入的工藝外加劑(Additive)和大量使用的水泥混合材(cementadd mixture)如礦渣(slag)、粉煤灰(fly-ash)等區(qū)分開來。其實一直以來混合材悄悄逐漸在混凝土技術中應用開來,在不同時期,人們在混凝土中摻入混合材的目的是不同的。在20世紀50、60年代,我國水泥產量較低,而且品種比較單一,水泥本身的混合材摻量較少,人們在拌制混凝土時常常用一定數量的混合材來代替水泥。在20世紀70、80年代,由于對混合材認識水平的提高,在水工、大型建筑物的基礎等一些大體積混凝土中摻入混合材是為了降低混凝土的水化放熱量,減少溫度裂縫。90年代以后,人們對混合材的認識有了很大的轉變,不再把一些工業(yè)廢渣看成是混凝土的摻合料,而把它們看成是混凝土中必不可少的改性材 料?;旌喜牡钠焚|有了很大的提高,混合材的摻量也有較大幅度的提高。
由此我們知道,其實我們對混凝土摻合料的研究始于水泥混合材的研究,它是水泥基混合材發(fā)展到一定階段的產物,對于粉煤灰、礦渣、硅粉的功能性早已被人們所認識,而且在各個國家還有相應的技術及應用標準,但作為混凝土摻合料及摻合料技術,其發(fā)展卻滯后得多,他們往往更多地作為單因素或者雙因素來考慮,沒有系統(tǒng)化、集成功能化、兼容化。
但隨著水泥粉磨—攪拌一體化混凝土技術要求的發(fā)展,甚至水泥粉磨—攪拌—施工一體化行業(yè)要求,特別是高效減水劑應用于水泥熟料的粉磨—改性一體化成功制備LWDC(低需水性水泥)和大摻量粉煤灰及高摻量磨細礦渣粉在混凝土,特別是預拌混凝土中的廣泛使用,傳統(tǒng)的外加物概念越來越趨向于統(tǒng)一,處在混凝土這一最終成品制備工藝過程中的“混合材”和“摻合料”以及“助磨劑”、“混凝土外加劑”四大概念將也隨著行業(yè)的整合和再造越來越向功能集成輔料(我們暫時稱為功能集成單元)這種極具有科技含量的生態(tài)復合材概念走近,同時摻合料材料的復合技術概念由此也就誕生了。
1.2 礦物摻合料的品種簡述
1.2.1 粉煤灰粉煤灰是火電廠排放出來的煙道灰,其主要成分為SiO2、Al2O3以及少量FeO、CaO、MgO等。以直徑在幾個微米的實心和空心玻璃微珠體及少量莫來石、石英等結晶物質組成。粉煤灰由于使用的煤的差別造成其成分含量波動較大。目前雖然大量用于混凝土中,但多數用于C40以下的混凝土中。
1.2.2 礦渣粉
高爐礦渣是冶煉鐵過程中所產生的工業(yè)副產品。在煉鐵過程中,氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵,并將礦石中的SiO2、Al2O3等雜質與石灰等溶劑化合成礦渣使之與鐵水分離,這些熔融狀態(tài)的礦渣經過急速冷卻后形成了?;郀t礦渣。
…… 摘處《中國水泥》2004年 11月號
1 高性能混凝土摻合料及摻合料技術的研究現狀
1.1 摻合料概念的演進及摻合料技術概念的誕生
根據參考文獻說明:目前國際標準化組織及大多數國家根據外摻物摻入時間,摻入主要作用的不同把外摻物分為化學外加劑(additive)和礦物外加劑(addmixture)同時還專門把水泥制造過程中摻入的工藝外加劑(Additive)和大量使用的水泥混合材(cementadd mixture)如礦渣(slag)、粉煤灰(fly-ash)等區(qū)分開來。其實一直以來混合材悄悄逐漸在混凝土技術中應用開來,在不同時期,人們在混凝土中摻入混合材的目的是不同的。在20世紀50、60年代,我國水泥產量較低,而且品種比較單一,水泥本身的混合材摻量較少,人們在拌制混凝土時常常用一定數量的混合材來代替水泥。在20世紀70、80年代,由于對混合材認識水平的提高,在水工、大型建筑物的基礎等一些大體積混凝土中摻入混合材是為了降低混凝土的水化放熱量,減少溫度裂縫。90年代以后,人們對混合材的認識有了很大的轉變,不再把一些工業(yè)廢渣看成是混凝土的摻合料,而把它們看成是混凝土中必不可少的改性材 料?;旌喜牡钠焚|有了很大的提高,混合材的摻量也有較大幅度的提高。
由此我們知道,其實我們對混凝土摻合料的研究始于水泥混合材的研究,它是水泥基混合材發(fā)展到一定階段的產物,對于粉煤灰、礦渣、硅粉的功能性早已被人們所認識,而且在各個國家還有相應的技術及應用標準,但作為混凝土摻合料及摻合料技術,其發(fā)展卻滯后得多,他們往往更多地作為單因素或者雙因素來考慮,沒有系統(tǒng)化、集成功能化、兼容化。
但隨著水泥粉磨—攪拌一體化混凝土技術要求的發(fā)展,甚至水泥粉磨—攪拌—施工一體化行業(yè)要求,特別是高效減水劑應用于水泥熟料的粉磨—改性一體化成功制備LWDC(低需水性水泥)和大摻量粉煤灰及高摻量磨細礦渣粉在混凝土,特別是預拌混凝土中的廣泛使用,傳統(tǒng)的外加物概念越來越趨向于統(tǒng)一,處在混凝土這一最終成品制備工藝過程中的“混合材”和“摻合料”以及“助磨劑”、“混凝土外加劑”四大概念將也隨著行業(yè)的整合和再造越來越向功能集成輔料(我們暫時稱為功能集成單元)這種極具有科技含量的生態(tài)復合材概念走近,同時摻合料材料的復合技術概念由此也就誕生了。
1.2 礦物摻合料的品種簡述
1.2.1 粉煤灰粉煤灰是火電廠排放出來的煙道灰,其主要成分為SiO2、Al2O3以及少量FeO、CaO、MgO等。以直徑在幾個微米的實心和空心玻璃微珠體及少量莫來石、石英等結晶物質組成。粉煤灰由于使用的煤的差別造成其成分含量波動較大。目前雖然大量用于混凝土中,但多數用于C40以下的混凝土中。
1.2.2 礦渣粉
高爐礦渣是冶煉鐵過程中所產生的工業(yè)副產品。在煉鐵過程中,氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵,并將礦石中的SiO2、Al2O3等雜質與石灰等溶劑化合成礦渣使之與鐵水分離,這些熔融狀態(tài)的礦渣經過急速冷卻后形成了?;郀t礦渣。
…… 摘處《中國水泥》2004年 11月號
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