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HT—1型矿粉激发剂产品实用说明介绍
admin在2015-03-17发布 频道:行业资讯 标签:粉煤灰 产品 矿粉 水泥
     
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    HT—1型粉煤灰(矿粉)外加剂是我公司根据目前市场上混凝土用原材料的实际情况及商品混凝土搅拌站在实际生产经营中所遇到的质量价格等问题,研究开发的一种新型混凝土专用材料。
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    众所周知,粉煤灰作为排放量最大的工业废料,在我国目前年排放量已超过亿吨,但利用率较低,提高粉煤灰的利用率和利用水平不仅有重大的环保意义,也带来巨大的经济效益。HT—1型粉煤灰(矿粉)外加剂是我公司响应国家“大量利用工业废渣,减少环境污染”的政策,结合国家“十五”重点攻关项目,根据“大掺量粉煤灰高性能混凝土的研究和应用”的课题,开发研制成功的具有自主知识产权的高新技术产品。
    近年来,大掺量粉煤灰混凝土(High Volume Ash Concrete 简称 HVFAC)已日趋发展成熟,并逐步在桥梁、道路、水力、房建、港口等工程中得到越来越广泛的应用,因此开发HVFAC是一条走“可持续发展”之路,走“绿色建材”之路的新型环保混凝土的技术路线体现,但目前对HVFAC尚没有统一的定义,如何能够最大限度的提高粉煤灰的替代量是我们研究的一个课题。
    目前生产的水泥碱含量不断提高,大掺量的使用粉煤灰可以抑制碱—骨料反应, 水泥带入混凝土的C3A含量减少,水化产生的热量减少,减少了砼构件由于内外温差过大
(混凝土第一视频网http://www.hntc30.com/)而引起其表面开裂的危险。粉煤灰的应用能提高混凝土的密实度和抗渗性能。砼的渗透性与其耐久性间存在着密切的关系,大幅度提高砼的抗渗性是改善砼耐久性的关键。由于粉煤灰中含有大量的玻璃体球形颗粒,内部结构致密,几乎没有裂隙,因而粉煤灰的内比表面积较小,吸附水的能力降低,减小了砼的干缩性,体积稳定性增强,抗裂度提高,同时砼的脆性性质也能得到明显改善。由于粉煤灰与水泥水化产生的Ca(OH)2发生二次反应,能优化砼内部孔结构,产生C—S—H凝胶堵塞氯离子扩散通道,使砼的抗氯离子渗透性加强,粉煤灰能使砼与钢筋间的薄弱过渡区加强,砼更加密实,氯离子及CO2难以渗入,难以使钢筋锈蚀,砼中的碱含量减少,而水又难以渗入,使碱—集料反应因缺少反应条件而难以发生。
    一般来讲矿渣微粉在砼中取代少量水泥时,砼早期强度略有提高,并能改善砼的工作性能,延缓凝结时间。但以矿粉和粉煤灰双掺的形式来最大限度取代水泥时,随着取代量的增大,砼水化反应速度缓慢,凝结时间较长,早期强度呈下降趋势,但28天强度均有所提高,这是因为矿粉和粉煤灰的活性主要是依赖于水泥水化产物的碱性激发,故砼早期强度呈下降趋势。
    为了加速矿物掺合料早期水化反应速度,提高砼的早期强度,通过化学方法提高矿粉及粉煤灰的活性,促进共同参与早期水化进程,这样才能利用粉煤灰活性微骨料及滚珠效应和矿渣微粉填充颗粒之间的缝隙,改善胶凝材料的级配,减少用水量,且二次水化产物填充砼内部空隙,改善了砼的内部结构组成,使砼更加密实,从而提高砼的抗渗等耐久性指标。
    由于粉煤灰要消耗Ca(OH)2,因此HVFAC的碱度将明显降低,如果砼的PH值降到11.5以下,氢氧化亚铁就会因碱度过低而溶解,引起钢筋钝化膜破坏,而降低砼的护筋性能,此外碱度的降低还有可能降低抗氯离子侵蚀的能力。
    粉煤灰的化学成分:

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Loss
54.05 31.5 5.64 1.55 1.12 0.25 0.25
    粉煤灰早期火山灰反应速率由原子团从从粉煤灰颗粒表面的溶出来控制,后期反应速率又与原子或原子团通过形成于粉煤灰颗粒周围上的水化生成物层的扩散有关,其火山灰活性主要来自玻璃体,粉煤灰玻璃体中的SiO2和Al2O3虽然具有化学活性,但这种活性是潜在的,是靠水泥熟料水化产生的Ca(OH)2来激发,发生水化反应的。HT—1型粉煤灰(矿粉)外加剂的掺入使粉煤灰玻璃体中的Si—O和Al—O键快速断裂,提高粉煤灰的活性,加速水化反应速度,水化产物增强,强度增长较快,生成C/S接近于1的C—S—H凝胶。
    其化学反应方程式为:
SiO2+Ca(OH)2+nH2O——CaO  SiO2 (n+1)H2O
    设1克分子活性SiO2可吸收1克分子Ca(OH)2,那么1克活性SiO2(分子量60)可吸收约1.23克Ca(OH)2(分子量74),粉煤灰极限火山灰反应率最大程度20%,1克粉煤灰所能吸收的Ca(OH)2 最大量约为0.25克,即粉煤灰火山灰反应所需要的最小Ca(OH)2 约为粉煤灰的25%。通过用X射线定量分析和差热分析等方法计算Ca(OH)2 量约为水泥量的24%,即在粉煤灰水化反应中其与水泥的比例约为1:1.
    依据矿粉和粉煤灰的水化反应机理,通过长期的实验我们研制成功了HT—1型 粉煤灰(矿粉)外加剂,使用该产品,补充了水泥、粉煤灰和矿粉在水化、硬化过程中所需要的钙盐、铝盐和硅酸盐,可有效的提高混凝土的早期强度,且后期强度不衰减。为保证化学反应所需要的环境,使砼的强度长期稳定的增长,该产品呈弱碱性。
    通过大量试验证明,在相同配合比(总胶凝材料用量、水胶比)的条件下,使用该外加剂的砼比基准砼3天强度可提高15%左右,28天强度可提高20%左右,
(混凝土第一视频网http://www.hntc30.com/)60天强度可提高20%左右。砼耐久性能经250次冻融循环其性能指标符合国家规定不受影响。
    在大量试配数据中,选取了极为普遍的数据作如下分析:
    1.    材料:
    (1).水泥:实测强度为48Mpa的PO.42.5级水泥
    (2).粉煤灰:F类Ⅱ级
    (3).矿粉:S95
    (4).砂:细度模数为2.5的河砂
    (5).石:5—25mm碎石
    (6).减水剂:实测减水率为19.5%的萘系缓凝高效减水剂。
    2.配合比:

编号 等级 水泥 粉煤灰 矿粉 减水剂 HPC
H-01 C30 246 810 1032 170 60 71 6.3 /
H-02 C30 211 792 1039 170 90 88 6.3 4.7
H-03 C30 176 843 1030 160 88 88 6.4 4.2
H-04 C30 140 843 1030 160 106 106 6.4 4.2
H-05 C30 120 843 1030 160 116 116 6.4 4.2
    3.抗压强度
编号 R3 R7 R28 R60 R90 R120
H-01 13.5Mpa 24.0Mpa 36.6Mpa 39.0Mpa 41.1Mpa 42.7Mpa
H-02 18.0 Mpa 28.2Mpa 39.6Mpa 42.9Mpa 45.6Mpa 48.4Mpa
H-03 17.1 Mpa 27.0Mpa 38.7Mpa 43.1Mpa 46.1Mpa 48.9Mpa
H-04 15.5 Mpa 25.2Mpa 36.4Mpa 41.4Mpa 44.1Mpa 47.3Mpa
H-05 12.9 Mpa 22.8Mpa 34.5Mpa 37.5Mpa 42.3Mpa 47.0Mpa
    4.抗压强度走势图

    由以上走势图可分析出经调整的掺用HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂的混凝土与基准混凝土强度走势基本一致,不会影响后期强度。
    为配制出工作性及耐久性优良的高性能混凝土,在使用该产品时还应注意以下几点:
    1.    由于矿物掺合料比水泥对水胶比更为敏感,为使矿物掺合料能对砼强度发展的作用明显提高,在配制混凝土时应使水胶比尽量减小。
    2.    HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂对水泥和骨料没有特殊要求,与普通混凝土基本相同,但为了配制出成本更低、性能良好的混凝土,还需要掺用高效减水剂,为使砼拌合物具有一定的含气量,改善砼的流动性,建议掺用高效减水剂的同时还要掺用引气剂。
    3.    混凝土成型后,养护往往被施工单位所忽视,由于大掺量应用矿物掺合料的混凝土比普通混凝土对养护湿度更为敏感,较长时间的潮湿养护有利于HVFAC的强度发展,特别是长期强度的发展。而且“及时而充分”的湿养护可有效预防砼收缩裂缝的产生。
    产品适用范围:
    1.    商品混凝土公司及搅拌站;
    2.    水泥预制构件及水泥制品行业;
    3.    水泥道路建设、混凝土桥梁建设、市政工程建设等;
    4.    水力筑坝工程、结构混凝土和大体积混凝土;
    5.    粉煤灰、矿粉加工企业;
 
    产品使用方法:
    本产品使用简单,将其按试配调整的掺量与掺合料、水泥、骨料搅拌均与即可。
    1.    人工加料,用器皿盛装每盘混凝土所需要的该产品,人工直接倒入骨料传送皮带上,与骨料同步进入搅拌机搅拌。
    2.    设备加料,采用电子计量(精度  0.5%)并与主控微机相联,给料机可将该产品直接输入搅拌机,也可将该产品加到骨料传送皮带上,与骨料同步上料。

技术问答:

  1.    HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂含义是什么?都适应哪些矿物材料?
    答:是一种激发粉煤灰、矿粉等粉沫矿物质活性的一种添加剂,属弱碱性,外观为灰色粉沫。适应于具有火山灰活性的矿物掺合料。广泛应用于混凝土及水泥制品中。
   
2.   
掺用HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂的混凝土掺合料替代率(掺合料替代水泥量)是多少?
    答:以PI基准水泥400kg胶凝材料为例的试验及生产
    粉煤灰替代率可达30%——55%
    矿粉替代率可达40%——65%
    HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂在混凝土中最适应双掺(即粉煤灰,矿粉)技术,因各地用户所用水泥和矿物掺合料不同,特性及化学成份不同,试验所得的结果不同。
(混凝土第一视频网http://www.hntc30.com/)用户应根据自己所用原材料特点通过试验确定。
    经验配比数据如下:
    (1).依据:
    《预拌混凝土》  GB/T14902-2003
    《混凝土结构工程施工质量验收规范》  GB50204-2002
    《普通混凝土配合比设计规程》  JGJ55-2000
    设计出基准配合比;
    (2).掺合料的替代量
    单掺:粉煤灰(二级以内)、水泥PO42.5
    C25以下标号混凝土粉煤灰替代率为50—70%
    C30—C60混凝土粉煤灰替代率为35%—40%
    C65以上标号混凝土粉煤灰替代率30%
    双掺:粉煤灰二级以内、矿粉S95级、水泥PO42.5
    C30­—C45混凝土,其中水泥、粉煤灰、矿粉</a>各占1/3,替代率为60%
    C50—C70混凝土,其中水泥为50%、粉煤灰、矿粉各占25%,替代率为50%
    C70以上标号混凝土,其中水泥占60%、粉煤灰、矿粉各占20%,替代率为40%。
    注:1、粉煤灰为三级灰时,可采用超量替代方法使用。常规超量系数为1.3~1.5.
    2、经验配合比如下:

      标号
季节   
胶结材料总量
C30 C40 C50 C60 C70
360 400 480 540 560
春、秋 380 420 500 560 580
400 440 520 580 600
 
    3.    HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂如何做实验?
    答:①做水泥适应性试验
    做水泥空白样性能试验,做添加胶凝材料1.3%的HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂对比样性能试验,如对比样强度能提高,即能证明,该激发剂与水泥的适应性较好。
    ②做与混凝土外加剂3 — 7天适应性试验
    空白样为混凝土+混凝土外加剂
    对比样为混凝土+混凝土外加剂+HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂(1.3%)
    当对比样强度性能高于空白样,说明与混凝土外加剂适应性较好。
    (注:对市面上常用外加剂的适应性均较好)
    ③做坍落度相同不同粉煤灰(或矿粉)最佳替代率试验。
    做以PO42.5为标准水泥,360——400kg胶凝材料用量的混凝土空白样性能试验。对比样用粉煤灰(或矿粉)替代水泥,替代率分别为30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%,另外添加胶凝材料1.3%的HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂,做性能试验,性能最好(对比样接近于或高于空白样)一组为最佳的粉煤灰(或矿粉)替代率。
 
    ④做HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂最佳掺量试验
    以最佳粉煤灰(或矿粉)替代率为空白样分别加入1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%的HT-1型粉煤灰(矿粉)    外加剂掺量为对比样,性能达到设计要求的一组为最佳掺量。
    通过上述试验,以确定粉煤灰(或矿粉)最佳替代率和HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂最佳掺量,按此数据合理应用于混凝土各标号的配比中。

   4.    HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂,在试验中强度增长偏低,而实际生产中强度增长较高,为什么?
    答:这是因为HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂,在温度大于10℃条件下,搅拌6—10分钟才能充分发挥作用。在试验中往往没有完全反应,试块就已成型,造成该外加剂分散均匀性不好,试块强度偏低,而在实际生产中该外加剂已完全反应,所以强度增加较高。

   5.    试验结果对比样较空白样提高较小原因是什么?
    答:这种情况大多是水泥主要成分(CaO)不够所造成,另一个原因是掺合料活性不够所致。

   6.    试验结果对比样较空白样强度下降原因是什么?
    答:这种现象较少,其主要原因是水泥中的某种化学成份与HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂中的某种化学成份反应后生成的物质抑制了水泥中的碱激发,使其中强度提高较慢,造成对比样强度较
    空白样低。这种现象也是该外加剂与水泥的适应性不好所造成的。

   7.    混凝土实现大掺量应用矿物掺合料后,凝结时间延后,影响拆模怎么办?
    答:使用HT-1型粉煤灰(矿粉)外加剂实现大掺量使用矿物掺合料后,使混凝土和易性有很大提高,在混凝土配比设计中可降低用水量,使混凝土坍落度下降10%使用,另外稍微调整一下外加剂中的缓凝组分用量即可解决凝结时间延后问题。



                                                                                                                                                                                                信息来源:混凝土第一视频网http://www.hntc30.com             
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