我國(guó)摻合料及摻合料技術(shù)現(xiàn)狀和展望

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，特別是70年代出現(xiàn)的高效減水劑，80年代出現(xiàn)的礦物摻合料以后，作為目前典型的大宗應(yīng)用的混凝土復(fù)合化傾向更加的突出。今天，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到礦物摻合料與高效減水劑合用，即“雙摻”技術(shù)的運(yùn)用是現(xiàn)代高性能混凝土采用的主要技術(shù)。1980年，美國(guó)率先提出水泥基復(fù)合材料的名詞，初步讓人們認(rèn)識(shí)到混凝土材料的復(fù)合化技術(shù)及其產(chǎn)生的效用；而今，有人把水泥熟料到混凝土制品設(shè)計(jì)及混凝土應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程當(dāng)作一個(gè)具有生命過(guò)程的生態(tài)系統(tǒng)加以研究。而摻合料及其摻合料技術(shù)的發(fā)展更使得混凝土作為這種生態(tài)復(fù)合材料越來(lái)越功能化，生態(tài)化、可持續(xù)發(fā)展化，特別是“雙摻”技術(shù)到“輔料”制備技術(shù)的成熟，使人們更加地認(rèn)識(shí)到混凝土是４組分、５組分、６組分或者８組分材料的集成與組裝，這必然要求各集成塊的功能基元化達(dá)到材料的可組合化、兼容化。本文總結(jié)我國(guó)摻合料和外加劑集成技術(shù)及輔料技術(shù)的部分研究和應(yīng)用成果，并借用吳中偉院士關(guān)于混凝土材料技術(shù)復(fù)合化1+1＞2的哲學(xué)思維，提出“生態(tài)混凝土材料的集成與組裝”及其“生態(tài)基元功能集成化”的新概念，并努力突顯摻合料技術(shù)的功能化、生態(tài)化，以此冀望能為學(xué)術(shù)界和行業(yè)界所關(guān)注，為我國(guó)混凝土技術(shù)及行業(yè)的發(fā)展做一點(diǎn)努力。
1　高性能混凝土摻合料及摻合料技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.1　摻合料概念的演進(jìn)及摻合料技術(shù)概念的誕生
　　根據(jù)參考文獻(xiàn)說(shuō)明：目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織及大多數(shù)國(guó)家根據(jù)外摻物摻入時(shí)間，摻入主要作用的不同把外摻物分為化學(xué)外加劑（additive）和礦物外加劑（addmixture）同時(shí)還專門把水泥制造過(guò)程中摻入的工藝外加劑（Additive）和大量使用的水泥混合材（cementadd　mixture）如礦渣（slag）、粉煤灰（fly-ash）等區(qū)分開來(lái)。其實(shí)一直以來(lái)混合材悄悄逐漸在混凝土技術(shù)中應(yīng)用開來(lái)，在不同時(shí)期，人們?cè)诨炷林袚饺牖旌喜牡哪康氖遣煌?。?0世紀(jì)50、60年代，我國(guó)水泥產(chǎn)量較低，而且品種比較單一，水泥本身的混合材摻量較少，人們?cè)诎柚苹炷習(xí)r常常用一定數(shù)量的混合材來(lái)代替水泥。在20世紀(jì)70、80年代，由于對(duì)混合材認(rèn)識(shí)水平的提高，在水工、大型建筑物的基礎(chǔ)等一些大體積混凝土中摻入混合材是為了降低混凝土的水化放熱量，減少溫度裂縫。90年代以后，人們對(duì)混合材的認(rèn)識(shí)有了很大的轉(zhuǎn)變，不再把一些工業(yè)廢渣看成是混凝土的摻合料，而把它們看成是混凝土中必不可少的改性材 料。混合材的品質(zhì)有了很大的提高，混合材的摻量也有較大幅度的提高。
　　由此我們知道，其實(shí)我們對(duì)混凝土摻合料的研究始于水泥混合材的研究，它是水泥基混合材發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，對(duì)于粉煤灰、礦渣、硅粉的功能性早已被人們所認(rèn)識(shí)，而且在各個(gè)國(guó)家還有相應(yīng)的技術(shù)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，但作為混凝土摻合料及摻合料技術(shù)，其發(fā)展卻滯后得多，他們往往更多地作為單因素或者雙因素來(lái)考慮，沒(méi)有系統(tǒng)化、集成功能化、兼容化。
　　但隨著水泥粉磨—攪拌一體化混凝土技術(shù)要求的發(fā)展，甚至水泥粉磨—攪拌—施工一體化行業(yè)要求，特別是高效減水劑應(yīng)用于水泥熟料的粉磨—改性一體化成功制備LWDC（低需水性水泥）和大摻量粉煤灰及高摻量磨細(xì)礦渣粉在混凝土,特別是預(yù)拌混凝土中的廣泛使用，傳統(tǒng)的外加物概念越來(lái)越趨向于統(tǒng)一，處在混凝土這一最終成品制備工藝過(guò)程中的“混合材”和“摻合料”以及“助磨劑”、“混凝土外加劑”四大概念將也隨著行業(yè)的整合和再造越來(lái)越向功能集成輔料（我們暫時(shí)稱為功能集成單元）這種極具有科技含量的生態(tài)復(fù)合材概念走近，同時(shí)摻合料材料的復(fù)合技術(shù)概念由此也就誕生了。
1.2　礦物摻合料的品種簡(jiǎn)述
1.2.1　粉煤灰粉煤灰是火電廠排放出來(lái)的煙道灰，其主要成分為SiO2、Al2O3以及少量FeO、CaO、MgO等。以直徑在幾個(gè)微米的實(shí)心和空心玻璃微珠體及少量莫來(lái)石、石英等結(jié)晶物質(zhì)組成。粉煤灰由于使用的煤的差別造成其成分含量波動(dòng)較大。目前雖然大量用于混凝土中，但多數(shù)用于C40以下的混凝土中。
1.2.2　礦渣粉
　　高爐礦渣是冶煉鐵過(guò)程中所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品。在煉鐵過(guò)程中，氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵，并將礦石中的SiO2、Al2O3等雜質(zhì)與石灰等溶劑化合成礦渣使之與鐵水分離，這些熔融狀態(tài)的礦渣經(jīng)過(guò)急速冷卻后形成了?；郀t礦渣。
　　…… 摘處《中國(guó)水泥》2004年 11月號(hào)