混凝土性能的優(yōu)劣直接關(guān)乎建筑的質(zhì)量與安全。而混凝土摻合料,作為混凝土中的關(guān)鍵組成部分,正逐漸成為提升混凝土性能的重要手段。它是為了改善混凝土性能,節約用水,調節混凝土強度等級,在混凝土拌合時(shí)摻入的天然或人工的粉狀礦物質(zhì)。
在混凝土的大家庭中,各種摻合料各具特色,在各自的崗位上發(fā)揮不同作用。
粉煤灰早期活性較低,在混凝土中以填充作用為主,故摻加粉煤灰的混凝土早期抗壓強度較基準混凝土低。據文獻報導,粉煤灰摻量為20%時(shí),粉煤灰混凝土3天齡期抗壓強度比基準混凝土下降了約15%,但隨著(zhù)齡期增加,粉煤灰活性不斷被激活,當粉煤灰活性Ca(OH)?和殘余水泥等有活性物質(zhì)作用時(shí),即與火山灰活性SiO?、Al?O?等物質(zhì)形成水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠狀填料堵塞空隙,使得混凝土孔隙少而細小,結構更密實(shí),所以粉煤灰混凝土抗壓強度有所提高,達到60d齡期時(shí),摻入20%的粉煤灰的混凝土抗壓強度還比基準混凝土提高了10%左右。
礦渣粉具有較高的潛在活性,在水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣激發(fā)下,能夠發(fā)生水化反應,生成更多水化產(chǎn)物,有效填充混凝土內部孔隙,提高混凝土的密實(shí)度和強度。當礦渣粉的摻量為30%時(shí),混凝土28天齡期的抗壓強度相比基準混凝土可提高10%-15%,在一些對強度要求較高的高層建筑基礎工程中,礦渣粉的應用能夠顯著(zhù)提升混凝土的抗壓性能,確?;A的穩固。礦渣粉在提升混凝土抗拉強度方面也發(fā)揮著(zhù)重要作用。它能夠延緩混凝土的老化速度,使混凝土內部結構更加穩定,從而提高抗拉性能。
添加硅灰可明顯提高混凝土的韌度、延性,并改善混凝土的抗拉性能,主要是因為硅灰具有非常細小的顆粒尺寸,可以填充到混凝土內部的孔隙中,使孔隙細化,減少了應力集中點(diǎn);增加混凝土密實(shí)度,與水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生更接近于直接接觸狀態(tài)的緊密化學(xué)鍵結合,提高了混凝土內聚力,當硅灰摻量為5%時(shí),混凝土抗拉強度提高幅度可達15~20%,大幅度降低了混凝土在受拉狀態(tài)下開(kāi)裂的可能性。
此外,另外,也有一部分纖維類(lèi)摻合料,如聚丙烯纖維、鋼纖維等可以明顯提高混凝土的抗拉強度,這些纖維在混凝土中均勻分布,宛如在混凝土里增設了一條條“隱形的鋼筋”,來(lái)阻止裂縫的開(kāi)展,部分承擔起拉應力的作用。以建筑屋面為例,在該部位防水混凝土摻入一定量的聚丙烯纖維之后,其抗拉強度提高10%~15%,能很好的防止由于溫度的變化及上部荷載作用下造成的屋面裂縫,進(jìn)而提高屋面的防水性能。
隨著(zhù)時(shí)代的不斷發(fā)展,在未來(lái)建筑行業(yè),混凝土摻合料將發(fā)揮更為重要的作用,從而促使建筑行業(yè)往更綠色、更高效、更可持續方向發(fā)展。(作者周語(yǔ)桐系云南大學(xué)建筑與規劃學(xué)院學(xué)生)