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沸石粉及其在高性能混凝土中的应用

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  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。

  高性能混凝土以其良好的流动性、较高的强度和耐久性,代表了当今水泥混凝土技术及混凝土材料的发展方向。高性能混凝土的研究与开发应用,是对传统混凝土技术性能的重大突破,在节能、工程质量、工程经济、环境和劳动保护等方面都具有重大的意义。欧美、日本等发达国家十分注意高强、高性能混凝土的研究与开发,如日本已在进行C100混凝土的研究。随着我国重点工程及各种高层建筑、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,高性能混凝土在工程上的应用领域将迅速扩大,并取得更大、更多的技术经济效益。
  目前,配制高性能混凝土普遍采用的技术措施主要有:(1)使用高标号的水泥并掺加高效减水剂。保证混凝土在良好的施工性能条件下尽可能地降低水胶比(<0135),以最大限度地减少浆体中毛细孔和骨料—浆体之间界面裂缝,增大混凝土的均质性和密实度;(2)掺入第六组分实现混凝土的高性能化。如硅灰、矿渣微粉、粉煤灰、沸石粉、稻壳灰等高活性矿物掺和料,不仅可以节约水泥以降低成本、保护环境,而且能够改善混凝土的各项性能,如降低水化热和碱度,改善混凝土的物理力学性能,提高水泥石的密实性和混凝土的体积稳定性。
  沸石粉是天然沸石岩经磨细后形成的一种火山灰质材料,含有大量活性的SiO2和Al2O3,其火山灰活性仅次于硅灰,而优于粉煤灰和矿渣[2]。世界上已发现沸石矿床1000多处,美国、前苏联、加拿大、英国、澳大利亚、日本等国年产量均在50万t,我国是天然资源丰富的国家之一,自1972年以来已发现沸石矿床和矿点400多处,已探明储量达100亿t,预测天然沸石远景可达500亿t,完全可以满足我国农业发展的需要。因此,沸石作为一种价廉并容易开采的天然矿物,用来配制高性能混凝土具有较普遍的适用性和经济性。
  沸石具有特殊的格架状晶体结构,决定了它具有吸附性、离子交换性和较高的火山灰活性等物理化学性质。沸石粉用作高性能混凝土的矿物掺和料具有很好的改性作用:提高混凝土拌合物的裹浆量,但坍落度经时损失较大,需要与高效减水剂双掺或与粉煤灰复合双掺来改善拌和物的和易性;沸石粉高性能混凝土的早期强度较低,后期密实度和强度都能够提高;沸石粉能够有效抑制高性能混凝土的碱骨料反应,并能提高混凝土的抗碳化和钢筋锈蚀耐久性。我国的沸石矿藏分布量大面广、价廉并易于开发,用作高性能混凝土的矿物掺和料具有较大的适用性和经济性。