随着混凝土技术的发展与进步,尤其是高强、高性能混凝土的广泛应用,矿物掺合料已成为高性能混凝土所必需的一种独立组分和功能性材料。矿物掺合料对提高混凝土强度、工作性、耐久性以及其他物理力学性能,降低混凝土水化温升,抑制碱-集料反应起到至关重要的作用。
混凝土掺合料是指在拌合混凝土过程中掺入的,用以替代部分水泥、改善混凝土和易性,提高混凝土强度和耐久性的矿物质材料,也称为矿物外加剂。这类材料中的活性组分(无定形SiO2和Al2O3等)通过与水泥水化产物Ca(OH)2之间发生二次水化反应,形成类似于水泥水化产物的物质,起到密实混凝土结构、增加强度和改善耐久性的作用。通常使用的有粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣粉、磨细天然沸石粉和硅粉;此外,还有磨细硅质页岩、磨细煅烧偏高岭土及其他磨细工业废渣等。矿物掺合料的比表面积一般应大于350m2/kg。比表面积大于600m2/kg的称为超细矿物掺合料,其增强效果更优,但对混凝土早期塑性开裂有不利影响。
在混凝土配合比设计过程中,我们主要考虑掺合料的反应活性和填充效应。反应活性用活性系数表示,本书定义活性系数指同样质量的掺合料产生的强度与对比试验水泥强度的比值。填充效应用填充系数表示,本书定义填充系数为矿物掺合料的比表面积与表观密度的乘积除以对比试验水泥的比表面积与表观密度的乘积所得商的二次方根。