硅灰、粉煤灰、矿粉均为混凝土中常用的矿物掺合料，以下对它们的特性、作用及应用等进行介绍：
一，硅灰
1.来源与成分：
硅灰是在生产硅铁、金属硅等过程中产生的超细粉末，主要成分是无定形二氧化硅，其含量通常在85%至98%之间。
2.特性：
硅灰颗粒极细，平均粒径在0.1至0.2μm之间，比表面积大，通常在15000至25000m²/kg之间。具有很高的火山灰活性。
3.作用：
在混凝土中，硅灰能填充水泥颗粒间的空隙，提高混凝土的密实度，从而显著提高混凝土的强度，尤其是早期强度。同时，硅灰能改善混凝土的孔结构，使混凝土更加致密，提高其抗渗性、抗冻性和抗化学侵蚀性。
4.应用：
常用于配制高强混凝土、高性能混凝土，如高层建筑、桥梁、港口等对混凝土强度和耐久性要求较高的工程。
二，粉煤灰
1.来源与成分：
粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉后排出的一种工业废渣，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等。
2.特性：
粉煤灰颗粒呈球形，表面光滑，粒度较细，比表面积一般在2000至5000m²/kg之间。具有一定的火山灰活性，但其活性低于硅灰。
3.作用：
在混凝土中，粉煤灰可以改善混凝土的和易性，使混凝土更加易于施工。同时，粉煤灰的火山灰反应可以提高混凝土的后期强度，降低混凝土的水化热，减少混凝土因温度应力而产生的裂缝。
4.应用：
广泛应用于大体积混凝土工程，如大坝、基础等，以及对耐久性要求较高的混凝土工程，如地下结构、水工结构等。
三，矿粉
1.来源与成分：
矿粉是由炼铁高炉排出的水淬矿渣经磨细而成，主要成分是钙、硅、铝、镁等的氧化物。
2.特性：
矿粉颗粒较细，比表面积一般在4000至6000m²/kg之间。具有较高的潜在活性，其活性在一定条件下可以得到充分发挥。
3.作用：
在混凝土中，矿粉可以提高混凝土的后期强度，改善混凝土的耐久性，降低混凝土的氯离子渗透系数，提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。此外，矿粉还可以抑制碱-骨料反应，提高混凝土的体积稳定性。
4.应用：
适用于配制高强混凝土、高性能混凝土以及对耐久性要求较高的混凝土工程，如海洋工程、隧道工程等。
硅灰、粉煤灰、矿粉的化学性质主要在化学成分、活性、酸碱度等方面存在区别，具体如下：
一，化学成分
1.硅灰：
主要成分是无定形二氧化硅（SiO₂），含量通常在85%至98%之间，还含有少量的氧化钙、氧化镁、氧化铁等杂质。
2.粉煤灰：
主要化学成分是二氧化硅（SiO₂）、三氧化二铝（Al₂O₃）和三氧化二铁（Fe₂O₃），此外还含有少量的氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、氧化钠（Na₂O）、氧化钾（K₂O）等。
3.矿粉：
主要成分是钙、硅、铝、镁等的氧化物，如硅酸二钙（2CaO·SiO₂）、硅酸三钙（3CaO·SiO₂）、铝酸三钙（3CaO·Al₂O₃）等。
二，火山灰活性
1.硅灰：
具有极高的火山灰活性，其比表面积大，能与水泥水化产生的氢氧化钙迅速反应，生成更多的水化硅酸钙凝胶，填充在水泥石的孔隙中，提高混凝土的密实度和强度。
2.粉煤灰：
具有一定的火山灰活性，但活性相对较低，在常温下反应速度较慢，其火山灰反应主要在混凝土的后期进行，对混凝土的后期强度增长有一定贡献。
3.矿粉：
具有较高的潜在活性，在碱性环境下，矿粉中的活性成分能与水泥水化产物发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶体，提高混凝土的强度和耐久性。
三，酸碱度
1.硅灰：
通常呈酸性，pH值一般在4至6之间，这是由于硅灰中的二氧化硅在水中会发生水解反应，生成硅酸和氢离子，使溶液呈酸性。
2.粉煤灰：
其酸碱度因煤种、燃烧条件等因素而异，一般呈弱酸性至弱碱性，pH值在6至9之间。
3.矿粉：
通常呈碱性，pH值在10至12之间，这是因为矿粉中含有较多的氧化钙等碱性氧化物，在水中会发生水解反应，生成氢氧化钙，使溶液呈碱性。
以下是硅灰、粉煤灰、矿粉的质量标准：
一，硅灰
国际标准：GSO ASTM C1240:2024规定了用于混凝土和其他含有水硬性水泥的系统中硅灰的标准规范，涵盖化学分析、水分含量和烧失量、体积密度、比表面积、砂浆的空气夹带、强度活性指数、与水泥碱的反应性以及硅灰的抗硫酸盐性等测试方法。
一般要求：硅灰的主要成分二氧化硅含量通常在85%-98%之间；细度要求高，一般小于1μm，颗粒含量不低于85%；含水率一般应小于3%；活性指数通常要求不小于90。
二，粉煤灰
1.国家标准：
GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》是我国现行的粉煤灰质量标准。
2.等级划分及指标：
分为I级、II级和III级。
.细度：
I级粉煤灰细度小于12%，II级小于25%，III级小于45%，均为45μm方孔筛筛余。
烧失量：I级不大于5%，II级不大于8%，III级不大于15%。
需水量比：
I级不大于95%，II级不大于105%，III级不大于115%。
.含水量：
I级不大于1%，II级不大于2%，III级不大于3%。
三氧化硫含量：
I级、II级不大于3%，III级不大于5%。
三，矿粉
1.国家标准：
GB/T 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》将矿粉分为S105、S95、S75三个等级。
2.等级指标：
活性指数：S105级28天活性指数不小于105%，S95级不小于95%，S75级不小于75%。
比表面积：S105级比表面积不小于500m²/kg，S95级不小于400m²/kg，S75级不小于300m²/kg。
含硫量：矿粉含硫量必须小于4%。
硅灰、粉煤灰、矿粉的化学性质不同，对混凝土性能的影响也各有特点，具体如下：
一，对混凝土工作性的影响
1.硅灰：由于其颗粒极细，比表面积大，需水量大，掺入混凝土中会使混凝土的流动性降低。但在减水剂作用下，能改善混凝土的黏聚性和保水性，使混凝土不易离析和泌水。
2.粉煤灰：颗粒呈球形，表面光滑，能起到滚珠轴承的作用，有效改善混凝土的流动性，使其易于搅拌、运输和浇筑。同时，还能降低混凝土的用水量，提高混凝土的保水性和黏聚性。
3.矿粉：对混凝土工作性的影响与粉煤灰类似，能改善混凝土的流动性，提高其保水性和黏聚性。但矿粉的掺量不宜过大，否则会使混凝土的黏性增加，导致工作性变差。
二，对混凝土强度的影响
1.硅灰：具有高火山灰活性，能与水泥水化产物氢氧化钙反应生成更多的水化硅酸钙凝胶，填充孔隙，提高混凝土密实度，显著提高混凝土早期和后期强度，尤其对高强混凝土强度提升效果明显。
2.粉煤灰：早期火山灰活性低，对混凝土早期强度贡献小，甚至会使早期强度略有降低。但后期其与氢氧化钙反应，生成的水化产物填充孔隙，提高混凝土后期强度，对长期强度增长有利。
3.矿粉：具有较高潜在活性，在混凝土中能与水泥水化产物反应，生成凝胶体填充孔隙，提高混凝土后期强度。适量掺加矿粉可提高混凝土各龄期强度，且对长期强度增长效果较好。
三，对混凝土耐久性的影响
1.硅灰：
能改善混凝土的孔结构，使孔隙细化，提高混凝土的抗渗性和抗冻性。同时，其反应产物能填充孔隙，增强混凝土的密实度，提高抗化学侵蚀能力，降低混凝土的碳化速度。
2.粉煤灰：
能降低混凝土的水化热，减少温度裂缝，提高混凝土的抗裂性。其火山灰反应产物填充孔隙，提高混凝土的抗渗性和抗硫酸盐侵蚀能力，改善混凝土的耐久性。
3.矿粉：
可提高混凝土的抗渗性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力。矿粉的掺入能抑制碱-骨料反应，降低混凝土中碱离子的浓度，提高混凝土的体积稳定性，从而增强耐久性。
硅灰、粉煤灰、矿粉的活性指数存在明显区别，以下是具体情况：
一，活性指数的定义
活性指数是指在一定条件下，掺加矿物掺合料的水泥胶砂试件与基准水泥胶砂试件在规定龄期的抗压强度之比，通常以百分数表示，它反映了矿物掺合料与水泥水化产物发生反应的能力及对混凝土强度的贡献程度。
二，活性指数的具体区别
硅灰：具有极高的活性指数，其7天活性指数通常可达100%以上，28天活性指数甚至可超过120%。这是因为硅灰中的无定形二氧化硅含量高，比表面积大，能与水泥水化产生的氢氧化钙迅速反应，生成大量的水化硅酸钙凝胶，从而显著提高混凝土的强度。
粉煤灰：活性指数相对较低，其7天活性指数一般在60%至80%之间，28天活性指数在70%至90%左右。粉煤灰的主要成分是二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁等，其火山灰反应速度较慢，在常温下早期反应程度较低，对混凝土早期强度贡献较小，但随着龄期的延长，其活性逐渐发挥，对后期强度增长有一定作用。
矿粉：活性指数处于中等水平，7天活性指数通常在70%至90%之间，28天活性指数在90%至105%左右。矿粉的主要成分是钙、硅、铝、镁等的氧化物，具有较高的潜在活性，在碱性环境下，矿粉中的活性成分能与水泥水化产物发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶体，提高混凝土的强度。
免责声明：本站部分图片和文字来源于网络收集整理，仅供学习交流，版权归原作者所有，并不代表我站观点。本站将不承担任何法律责任，如果有侵犯到您的权利，请及时联系我们删除。