由于我國建筑規(guī)模巨大,造成了硅灰、礦渣、粉煤灰等輔助性膠凝材料的價(jià)格越來越高,尋找成本合理的替代材料勢在必行。沸石粉是天然沸石巖經(jīng)磨細(xì)后形成的一種火山灰質(zhì)材料,含有大量活性SiO2和Al2O3,可與水泥水化放出的Ca(OH)2反應(yīng)生成更多的C-S-H凝膠和水化鋁酸鹽,從而很好地改善硬化水泥漿體的微觀結(jié)構(gòu),其火山灰活性優(yōu)于粉煤灰和礦渣。
在進(jìn)行了大量初步探索性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將水膠比定為0.43。選取用水量為166kg/m3,為獲得較好的工作性能,固定減水劑摻量為膠凝材料質(zhì)量的2%。
為了更直觀地分析各因素對坍落度的影響,繪制正交試驗(yàn)趨勢圖如圖1所示。由圖1可知,各因素對坍落度影響的顯著性為:用水量﹥沸石摻量﹥沸石比表面積﹥砂率﹥礦渣摻量。由5因素對坍落度的影響趨勢圖可知,最佳組合為A4B1C2D3E1,即用水量172kg/m3,砂率34%,沸石摻量15%,礦渣摻量30%,沸石比表面積460m2/kg。
通過研究人員的試驗(yàn)可知,摻入超細(xì)礦渣-沸石粉后的混凝土表面顆粒粒徑分布連續(xù),3~25μm顆粒均勻分布且相互填充達(dá)到緊密堆積,由于顆粒間縫隙較少且本身粒徑較小,少量水化產(chǎn)物就能填充少量縫隙,從而使礦渣-沸石混凝土的表面更加密實(shí),所以礦渣-沸石混凝土中Cl-的遷移速度較基準(zhǔn)混凝土慢的多。氯離子滲透性作為評價(jià)混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo),可見礦渣、Zeolite的摻入能大大提高混凝土的耐久性。
通過試驗(yàn)可以看出,礦渣、沸石粉復(fù)合摻合料等量取代水泥配以高效減水劑可以配制出經(jīng)濟(jì)合理、性能優(yōu)良的綠色混凝土。30%礦渣粉和15%沸石粉的摻入顯著提高了混凝土的抗氯離子滲透性能,提高了混凝土的耐久性。
總之,傳統(tǒng)建筑材料(水泥)在生產(chǎn)過程中會消耗大量礦產(chǎn)資源和產(chǎn)生嚴(yán)重環(huán)境污染。將這種復(fù)合的礦物細(xì)摻料應(yīng)用于高性能混凝土中,不僅有利于解決環(huán)保和節(jié)能問題,還能促進(jìn)資源循環(huán)利用,同時(shí)可提高建筑物的綜合性能。