结构推理 矿粉对混凝土性能有哪些影响?
【正确答案】(1)对混凝土和易性的影响  一般情况下,矿粉本身并不具有减水作用。但由于矿粉能减小新拌混凝土的屈服应力,因此,在一定程度上可以改善混凝土的和易性。当采用联合粉磨工艺时,特别是经过超细粉磨,矿粉颗粒的棱角大都磨圆,颗粒形态近似于卵石,圆度在0.2~0.7之间,而且,颗粒直径越小,越接近于球体,从而增大混凝土的流动性。但是,由于矿粉比表面积大,使需水量增大。当使用减水剂时,掺矿粉混凝土的流动性明显优于不掺矿粉混凝土。这可能是矿粉的表面特性、吸附性能与水泥不同所致。矿粉能够减小混凝土的坍落度损失,特别是在掺减水剂条件下,其作用效果尤佳。一方面,矿粉可显著降低混凝土的屈服应力,使得初始屈服应力相对较小。大掺量矿粉使水化进程大大推后,减少了水分的消耗。另一方面,矿粉的比表面积大,对水的吸附能力强,从而改善了混凝土的粘聚性,且泌水量小,水分蒸发速率下降,因此减缓了混凝土的坍落度损失。这一作用效应,随矿粉掺量增加而增加。
   (2)对混凝土强度的影响矿粉对混凝土强度的影响,根据矿粉等级不同,其影响规律略有不同。对优质的S105级和Ⅰ级矿粉来说,掺入量在10/%~20/%,时,不仅后期强度提高,而且早期强度也不下降。当掺量超过一定值后,混凝土早期强度略有下降,但后期强度高于不掺矿粉的基准混凝土。对Ⅲ级和S95、S75级矿粉,早期强度略有下降。当养护温度提高时,由于矿粉的反应动力学条件增强,加速了矿粉的早期水化进程,对混凝土强度发展极为有利。养护温度对掺矿粉混凝土强度发展规律的影响与粉煤灰十分相似。温度较低时,矿粉严重影响混凝土的强度发展,不仅影响早期强度,低级别矿粉的后期强度也下降。而当养护温度提高时,特别是对大体积混凝土,水化温升使混凝土内部温度达60/%:以上时,对掺矿粉混凝土强度发展极为有利,即使低级别的矿粉,后期强度也能超过不掺矿粉的混凝土。这是因为湿热养护对矿粉活性激发非常有利。因此,对大体积混凝土、高温高湿环境中施工或使用的混凝土,矿粉的掺入,不仅可保证早期强度,而且可增进后期强度发展,比粉煤灰混凝土的作用效果更佳。S95级和Ⅲ级矿粉是目前工程上最常用的品种,不同养护温度对混凝土强度的发展规律不同,使用时一般可采用等量取代法,与减水剂和粉煤灰复合使用可取得更好的应用效果。
   (3)对耐久性的影响  矿粉对混凝土耐久性的影响主要反映在抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性、抗碳化和对钢筋的保护作用等方面。从物理角度出发,掺矿粉的混凝土可形成比较致密的结构,而且通过降低泌水改善了混凝土的孔结构和界面结构,连通毛细孔减少,孔隙率下降,孔半径减小,界面结构显著改善,所有这些均有利于提高混凝土的抗渗性能,从而提高混凝土的抗碳化、抗冻和抗腐蚀性能。从化学角度来看,混凝土中掺入大量矿粉,减少了水泥用量,降低了C3A含量。二次水化作用,进一步减少了Ca(OH)2,抗硫酸盐和海水腐蚀能力大大提高。尤其是长龄期混凝土的耐硫酸盐和海水侵蚀性能进一步提高。国内外研究和工程实践表明,矿粉含量越高,其抗硫酸盐的能力越强,可广泛应用于有防腐和抗硫酸盐侵蚀要求的海洋工程和地下工程。矿粉对混凝土碳化作用的影响与粉煤灰相似,虽然也受到碱度下降的影响,但由于化学活性比粉煤灰高,混凝土致密性也比较高,因此总的抗碳化能力比等掺量的粉煤灰混凝土高,护筋性能也优于粉煤灰。矿粉能有效抑制混凝土碱骨料反应。一方面是基于矿粉对碱离子(K+、Na+)的物理吸附作用较强,更为重要的是碱度降低、二次水化反应对碱离子的络合作用,等等。
【答案解析】