宁夏矿渣微粉作为混凝土矿物的添加剂,是传统混凝土领域的技术创新。可以提高硬化混凝土的物理机械性能、易性和耐久性。渣粉根据复合凝胶效应原理,选择不同类型的凝胶特性相辅相成的矿物,形成矿物添加剂复合体系。复合凝胶效应包括以下三个方面:
1.诱导激活效应。诱导激活是指在水化过程中相互诱导的能量,跨越反应势垒,激活介稳态系统,加速水化动力学。诱导激活是介稳相离子基团和分子的化学复合。比如高钙玻璃和高铝硅玻璃复合系统的水化液相。促进高钙玻璃和高铝硅玻璃的水解反应。两种玻璃相互补充,加速AFt产品的生成。这样,玻璃失去了稳定性,提高了活性,使非典玻璃相互诱导激活。
第二,表面微晶效应。若介稳态复合系统在水化过程中无外界干扰,系统中的水化产物只能借助热力学在某一区域起伏,即新相只能通过成核形成。微晶核的作用降低了成核势垒,产生了不均匀的成核,使水化产物沉淀在另一复合相表面,加速了水化过程。
第三,界面耦合效应。渣粉复合系统经诱导激活、水化硬化后形成稳定的结露系统,其显微界面的结露强度与宏观物理力学性能密切相关。接口耦合源于啮合、分子间力和表面自由能与化学结合。复合化学反应对结露强度的贡献是通过产品形成特定的接口微结构来实现的。
混凝土系统可以理解为连续分级的颗粒堆积系统,即粗集料间隙由细集料填充,细集料间隙由水泥颗粒填充,水泥颗粒间隙需要更细的颗粒填充。渣粒的大粒径约为10μm。能起到填充水泥颗粒间隙的微集料的作用,使混凝土形成细观层次的自密度系统。实验结果表明,混合渣粉的混凝土容量大于未混合渣粉的基准混凝土容量。
渣滓在研磨过程中变成粉末,粒子的棱角多为圆形,粒子的形状接近卵石。渣滓粉粒子群定量体的视学分析结果表明,渣滓粉粒子为10μm,圆度为0.2~0.7。粒径越小,圆度越大,粒子的形状越接近球体。因此,渣滓粉在新混凝土中具有珠轴承润滑作用,可以提高水泥浆的流动性。