矿粉与粉煤灰在混凝土中的作用机理存在显著差异,主要体现在以下几个方面:
一、火山灰活性效应的差异
矿粉:矿粉中的玻璃形态的SiO2、Al2O3等活性成分,经过粉磨活性激活后,能与水泥水化析出的氢氧化钙进行二次反应,形成水化铝酸钙、水化硅酸钙等具有胶凝性能的凝胶物质。这一过程有助于提升混凝土的强度,特别是后期强度。
粉煤灰:粉煤灰同样具有火山灰活性效应,其无定形玻璃体形态的SiO2、Al2O3能与氢氧化钙反应,生成水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝物质。但粉煤灰的火山灰反应通常比矿粉慢,因此其早期强度增长较慢,而后期强度增长较快。
二、微骨料效应的差异
矿粉:矿粉颗粒细小,能够均匀分散在混凝土的孔隙和凝胶体中,起到填充和密实作用。未参与水化的矿粉颗粒还能起到骨料的骨架作用,优化混凝土的微观结构。此外,矿粉还能细化并均化混凝土的孔径,提升混凝土的抗渗性、抗冻融性和耐久性。
粉煤灰:粉煤灰同样具有微骨料效应,其极小的粒径和球状形态能够填充水泥颗粒之间的空隙,改善混凝土的孔结构。未参与水化的粉煤灰颗粒也能起到骨料的骨架作用,优化凝胶结构。但相较于矿粉,粉煤灰的形态效应更为显著,其球状玻璃微珠能够起到润滑作用,降低用水量,提高混凝土的流动性。
三、其他效应的差异
矿粉:矿粉还具有物理吸附Cl-的作用,有助于减少Cl-向混凝土内部的渗透,提升混凝土的抗氯离子渗透性。此外,矿粉还能抑制碱骨料反应,显著提升混凝土的耐久性。在混凝土水泥浆中,矿粉展现的微集料效应不仅促进了水泥水化产物的均匀分布,还充分发挥了其活性,为混凝土后期强度的提升奠定了坚实基础。
粉煤灰:粉煤灰则主要通过延缓水化速度、减小混凝土因水化热引起的温升来防止混凝土产生温度裂缝。同时,粉煤灰还能改善混凝土的和易性,提高施工性能。粉煤灰高性能混凝土具有良好的工作性、耐久性和力学性能。
综上所述,矿粉与粉煤灰在混凝土中的作用机理存在显著差异,主要体现在火山灰活性效应、微骨料效应以及其他效应方面。在实际应用中,应根据具体工程要求和材料特性选择合适的掺合料种类和掺量。