混凝土摻合料在混凝土拌合物制備時(shí)，為了節(jié)約水泥、改善混凝土性能、調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，而加入的天然的或者人造的礦物材料，統(tǒng)稱(chēng)為混凝土摻合料。用于混凝土中的摻合料可分為活性礦物摻合料和非活性礦物摻合料兩大類(lèi)。非活性礦物摻合料一般與水泥組分不起化學(xué)作用，或化學(xué)作用很小，如磨細(xì)石英砂、石灰石、硬礦渣之類(lèi)材料?；钚缘V物摻合料雖然本身不硬化或硬化速度很慢，但能與水泥水化生成的Ｃa(OH)２，生成具有水硬性的膠凝材料。如?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)材料、粉煤灰、硅灰等?；钚缘V物摻合料依其來(lái)源可分為天然類(lèi)、人工類(lèi)和工業(yè)廢料類(lèi)(表4—25)一、粉煤灰粉煤灰是由燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細(xì)粉末，其顆粒多呈球形，表面光滑。粉煤灰有高鈣粉煤灰和低鈣粉煤灰之分，由褐煤燃燒形成的粉煤灰，其氧化鈣含量較高(一般CaO>10％)，呈褐黃色，稱(chēng)為高鈣粉煤灰，它具有一定的水硬性；由煙煤和無(wú)煙煤燃燒形成的粉煤灰，其氧化鈣含量很低(一般CaO<10％)呈灰色或深灰色，稱(chēng)為低鈣粉煤灰，一般具有火山灰活性。低鈣粉煤灰來(lái)源比較廣泛，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外用量最大、使用范圍最廣的混凝土摻合料。用其做摻合料有兩方面的效果：1．節(jié)約水泥：一般可節(jié)約水泥10％～15％，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2．改善和提高混凝土的下述技術(shù)性能(1)改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹面性；(2)降低了混凝土水化熱，是大體積混凝土的主要摻合料；(3)提高混凝土抗硫酸鹽性能；(4)提高混凝土抗?jié)B性；(5)抑制堿骨料反應(yīng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GBl596—91)將粉煤灰分為三個(gè)等級(jí)配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗?jié)B結(jié)構(gòu)混凝土、抗硫酸鹽和抗軟水侵蝕混凝土、蒸養(yǎng)混凝土、輕骨料混凝土、地下工程和水下工程混凝土、壓漿和碾壓混凝土等，均可摻用粉煤灰。粉煤灰用于混凝土工程，常根據(jù)等級(jí)，按《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJl46—90)規(guī)定：(1)I級(jí)粉煤灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土；級(jí)混凝土?xí)r摻量可達(dá)40％～50％，置換水泥30％～40％；配制普通混凝土?xí)r摻量為10％～27％，可置換水泥10％～20％。沸石粉用作混凝土摻合料主要有以下幾方面效果：(1)提高混凝土強(qiáng)度，配制高強(qiáng)混凝土。用52.5普通硅酸鹽水泥，以等量取代法摻入10％～15％的沸石粉，再加入適量的高效減水劑，可以配制出抗壓強(qiáng)度為70MPa的高強(qiáng)混凝土，即使用42.5號(hào)礦渣硅酸鹽水泥，摻入10％～15％的沸石粉也能配制出抗壓強(qiáng)度超過(guò)50MPa的高強(qiáng)混凝土。(2)改善混凝土和易性，配制流態(tài)混凝土及泵送混凝土。沸石粉與其他礦物摻合料一樣，也具有改善混凝土和易性及可泵性的功能。例如：以90kg沸石粉取代等量水泥配制坍落度16～20cm的泵送混凝土，未發(fā)現(xiàn)離析現(xiàn)象及管路堵塞現(xiàn)象，同時(shí)還節(jié)約了20％的水泥。四、火山灰質(zhì)摻合料1．煅燒煤矸石煤矸石是煤礦開(kāi)采或洗煤過(guò)程中所排除的夾雜物。我國(guó)煤礦排出的煤矸石約占原煤產(chǎn)量的10％～20％，數(shù)量較大。所謂煤矸石實(shí)際上并非單一的巖石而是含碳物和巖石(礫巖、砂巖、頁(yè)巖和粘土)的混合物，是一種碳質(zhì)巖，其灰分超過(guò)40％，發(fā)熱量在4．19×8．37×103J／kg左右。煤矸石的成分，隨著煤層地質(zhì)年代的不同而波動(dòng)，其主要成分為SiO２和A120，其次是Fe２O３及少量CaO、MgO等。將煤矸石經(jīng)過(guò)高溫煅燒，使所含粘土礦物脫水分解，并除去炭分，燒掉有害雜質(zhì)，就可使其具有較好的活性，是一種可以很好利用的火山灰質(zhì)摻合料。2．浮石、火山渣浮石、火山渣都是火山噴出的輕質(zhì)多孔巖石，具有發(fā)達(dá)的氣孔結(jié)構(gòu)。兩者以表觀密度大小區(qū)分，密度小于1g／cm３者為浮石，大于1g／cm３的為火山渣。從外觀顏色區(qū)分，白色至灰白色者為浮石；灰褐色至紅褐色者為火山灰。浮石、火山渣的主要化學(xué)成分為Fe２O３和Al２O３，并且多呈玻璃體結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在堿性激發(fā)條件下可獲得水硬性，是理想的混凝土摻合料。浮石、火山渣作為混凝土摻合料需磨細(xì)，其品質(zhì)要求可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥中的火山灰質(zhì)混合材料》(GB2847—81)的規(guī)定執(zhí)行。其主要品質(zhì)要求如下：(1)燒失量：人工火山灰摻合料的燒失量不得超過(guò)10％。(2)三氧化硫含量：不得超過(guò)3％。(3)火山灰試驗(yàn)：必須合格。(4)水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度比：不得低于62％。五、超細(xì)微粒礦物質(zhì)摻合料硅灰是理想的超細(xì)微粒礦質(zhì)混合材，但其資源有限，因此多采用超細(xì)粉磨的高爐礦渣、粉煤灰或沸石粉等作為超細(xì)微?；旌喜?，配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土。在國(guó)外不少水泥廠在生產(chǎn)水泥的舊時(shí)。還配套生產(chǎn)系列的特殊混合材，以滿足配制不同性能要求的高性能混凝土的需求。超細(xì)微?；旌喜牡谋缺砻娣e一般>5000m２／kg，可等量替代水泥15％～50％。超細(xì)微粒混合材的材料組成不同，其作用效果有所不同，一般具有以下幾方面效果：(1)顯著改善混凝土的力學(xué)性能，可配制出C100以上的超高強(qiáng)混凝土；(2)顯著改善混凝土的耐久性，所配制的混凝土收縮大大減小，抗凍、抗?jié)B性能提高。(3)改善混凝土的流變性，可配制出大流動(dòng)性且不離析的泵送混凝土。一般超細(xì)微粒混合材的生產(chǎn)成本低于水泥，使用這種混合材有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)日本、美國(guó)等國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，使