混凝土矿物掺合料分活性掺合料和非活性掺合料

用于混凝土中的矿物掺合料有活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。

活性矿物掺合料其本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca（OH）2发生化学反应，生成具有水硬性的胶凝材料，因此又称为辅助性胶凝材料。如粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉、火山灰质材料等。非活性矿物掺合料一般不与水泥组分起化学反应，或化学作用很小，如磨细的石英砂、石灰石，或者是活性达不到指标要求的矿渣等材料。它具有改善混凝土和易性、降低混凝土成本等作用。

（1）粉煤灰。粉煤灰又称为飞灰，是由燃烧煤粉的锅炉烟气中回收的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑，大部分是直径以μm计的实心或中空玻璃微珠及少量的莫来石、石英等结晶物质所组成。粉煤灰有高钙粉煤灰（CaO含量大于10%）和低钙粉煤灰（CaO含量小于10%）之分，高钙粉煤灰具有一定的水硬性，但是其CaO含量较高，可能造成混凝土开裂，使用受到限制；低钙粉煤灰一般具有火山灰活性，其来源广泛，是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。

（2）硅灰。硅灰又称为硅粉或硅烟灰，是从生产硅铁合金或硅钢等所排放烟气中收集到的颗粒极细的烟尘，颜色为浅灰到深灰。硅灰是微细的玻璃球体，平均粒径为0.1～0.2μm，是水泥颗粒粒径的1/50～1/100，比表面积为20000～25000m2/kg，密度为2.2g/cm3，其主要化学成分为SiO2（占90%以上）​，它的活性要比水泥高1～3倍，若以10%的硅灰取代等量水泥，混凝土强度可提高25%以上。因此，用硅灰可以配制出强度高达100MPa以上的高强度混凝土。但是，由于硅灰比表面积大，需水量大，将其作为混凝土掺合料时，必须配以减水剂才能保证混凝土的和易性。硅粉使用时掺量较少，一般为胶凝材料总重量的5%～10%，且不高于15%，使用时必须同时掺加减水剂，通常也可与其他矿物掺合料复合使用。在我国，因硅灰产量低，价格高的原因，当混凝土强度低于80MPa时，一般不考虑掺加硅粉。

（3）磨细粒化高炉矿渣粉。粒化高炉矿渣粉是指将粒化高炉矿渣经干燥、磨细达到要求且符合活性标准的粉状材料，其主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3，三者总量达到90%以上，另外含有Fe2O3和MgO等氧化物及少量SO3。其掺量比粉煤灰高，通常为10%～70%，它可以等量取代水泥，使混凝土的多项性能得以改善，如降低水化热、提高混凝土强度等级和提高混凝土耐久性等。通常用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土工程中。大掺量的粒化高炉矿渣粉混凝土特别适用于大体积混凝土、地下和水下混凝土、耐硫酸混凝土等。磨细的高炉矿渣粉和粉煤灰复合使用时，矿渣粉可以弥补粉煤灰先天“缺钙”的不足，而粉煤灰又可起到辅助减水的作用，同时自干燥收缩和干燥收缩都很小；而且复掺还可改善颗粒级配和混凝土的孔结构，进一步提高混凝土的耐久性，是未来商品混凝土发展的趋势。

（4）沸石粉。沸石粉是天然沸石岩经磨细而成，具有很大的内表面积和开放性孔结构。沸石岩中含有一定量的活性二氧化硅和三氧化二铝，能与水泥水化生成的氢氧化钙发生化学反应，生成胶凝物质（C-S-A和C-A-H）​。沸石粉用作混凝土掺合料可改善混凝土的和易性，提高混凝土强度、抗渗性和抗冻性，抑制碱—集料反应。主要用于配制高强混凝土、泵送混凝土和流态混凝土。

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