隨著混凝土技術發展，混凝土摻合料研究和使用技術也呈現良好的發展勢頭。就混凝土摻合料的運用歷史而言，不同時期摻入摻合料的目的不同。在20世紀50年代和60年代，混合混凝土時常常運用一定量的摻合料替代部分水泥。到了20世紀70年代和80年代，由于對混合料的了解程度提升，它被用于水利工程和大型修建。將一些大體積混凝土(如地基)與混凝土摻合料混合，以增加混凝土的水化熱并減少溫度裂痕。20世紀90年代后，人們對摻合料的看法發生了很大變化，一些工業廢渣被視為混凝土的摻合料，成為混凝土中不可或缺的改性材料。因此，摻合料的質量和摻合料的技術也得到了極大提高。高性能混凝土摻合料的制備是必不可少的組分，在改善混凝土的機械性能和耐久性方面起著至關重要的作用。

　　混凝土摻合料依據其活性大小可分為活性材料和非活性材料。活性材料指在室溫和標準大氣壓下存在水時，能與活化劑水合構成水硬性凝膠產品的材料。而非活性材料只能提升混凝土的可加工性。但兩者不能完全分開，可以在某些條件下彼此轉換。例如：石灰石粉通常不用作活性材料，但如果水泥熟料混凝土鋁酸三鈣過多，則可以與鋁酸三鈣水合。鋁酸三鈣水合物的構成有利于混凝土的早期強度。石英粉通常不作為活性材料，但是當混凝土組分的固化溫度較高時，可大大提高其活性;石英粉微粒也可研磨得充足細膩，具備一定的活性。根據水化成因，活性物料可分為火山灰活性物料和潛在水力發電活性物料。如粉煤灰、安山巖和燒成黏土都是火山灰活性物料，需活化劑才能形成水合物。鋼渣和水淬渣是具備一定水化效能的水工物料，在混凝土制造步驟中退出的活性物料稱作混合料，而在鋼筋加熱步驟之中退出的活性物料稱作混凝土摻合料。

　　混凝土摻合料的作用機理

　　混凝土摻合料通過改善水泥膠凝材料的組成、數量、顆粒級配等提升混凝土的強度、耐久性、可加工性和體積穩定性，主要通過以下物理和化學作用完成。

　　1.活性作用。粉煤灰的酶是指其活性溶質的化學作用。粉煤灰的活性如同巖漿的活性，即粉煤灰中SiO2和Al2O3與Mg(OH)2反應生成水化硅酸鈣和鋁酸鹽，相似于水泥水化鈣等化學反應中間體。這些水合物可當作材料的一部分，起到加固作用。當混凝土水化溶解的Ca(OH)2附著在粉煤灰微粒表面時，與火山灰反應后，可以在28d甚至更長的時間保持不變。為了充分利用混凝土摻合料的各種技術，從生產摻合料開始就充分運用上述技術，以完成一致的設計和優化的解決方案。在混凝土施工現場難以實施這種技術，必須在專業工廠內完成。例如，當研磨混凝土混合物時，可以預先加入一些減水劑、早強劑等作為助磨劑。合理生產和使用摻合料，應根據混凝土性能要求制備混凝土摻合料(包括建筑砂漿摻合料)，并建立相關標準或規范，為促進混凝土摻合料的生產和使用提供基礎，如液壓混凝土摻合料、普通混凝土摻合料、高性能混凝土摻合料和抹灰砂漿摻合料等。在工廠專門生產混合物的另一優點是可以擴大混合物的原料來源，還可以綜合利用許多低活性工業廢料，這有利于發展循環經濟。

　　2.形態效應。粉煤灰的形狀效應是指從粉塵的外觀、內部結構、外表性質和顆粒的顆粒級對粉煤灰物理性能的影響。在高溫生產進程中構成的飛灰顆粒大多數是玻璃珠，玻璃珠是具有相對潤滑外觀的球形顆粒，由二氧化硅-氧化鋁組成。由于球形顆粒的外表潤滑，因此，在摻入混凝土后可以起到球光滑的作用，可以減少混凝土水的耗費。但是粉煤灰在外觀上的另一特點是不平均性，假如是較粗糙、多孔和不規則外形的顆粒，它會毀壞混凝土的原始構造和功能，結果將造成巨大的負面影響。

　　3.微骨料效應。粉煤灰的微骨料效應是指粉煤灰中的細顆粒平均散布在水泥漿、填充孔隙和毛細孔中，改善混凝土的孔隙構造并增加混凝土的孔隙率和密度特性。粉煤灰微骨料的優越性能表現在以下幾點： 一是玻璃珠的強度十分高。 二是微聚集效應明顯增強了硬化漿料的構造強度。在粉煤灰與水泥漿之間的界面處構成的粉煤灰水合凝膠的顯微硬度大于水泥凝膠，表明粉煤灰對水泥漿與骨料之間的最薄弱環節具有加強作用。三是粉煤灰顆粒很好地分散在水泥漿中，有助于填充和“細化”混凝土中的孔隙。粉煤灰的這三種效應共存并相互影響。不應只強調一種效果，而疏忽其他效果。關于混凝土的某種功能，在一定條件下，某種效果能夠起主導作用。在其他條件下，另一種影響能夠對混凝土的其他功能起主導作用，應對此進行詳細分析。

　　混凝土摻合料的應用效果

　　通過增加混凝土摻合料可以失去許多具有特殊功能的混凝土。正確運用摻合料技術，有時可以起到較好的效果。它不僅可以降低混凝土的生產成本，而且可以防止摻合料對混凝土功能的影響。

　　1.減水功用。優質粉煤灰具有球形外觀，具有一定的減水效果。摻有減水劑的混凝土具有更好的減水效果，由于其極小的顆粒，超細混合物中填充了較大的顆粒，使其盡快互相堆疊，水化速度快，早期強度好。

　　2.緩凝功用。當混凝土中摻入更多的粉煤灰、礦渣粉、煤石細粉等摻合料時，混凝土混合物單位空間內的水泥熟料相應增加，早期水合產物增加。水合產物的量不足以有效地將顆粒彼此銜接，阻礙混凝土混合物。因此，合理選擇混凝土摻合料的品種和數量可以達到一定的阻滯作用。

　　3.微膨脹功用。鋁土礦石膏硫酸鋁是一種混凝土膨脹劑。為了降低收縮混凝土摻合料的成本并充分利用工業廢渣，可以運用鋁含量更高的自然煤石或粉煤灰替代鋁土礦。土壤用于制備具有微收縮功用的混凝土摻合料，或許在研磨混凝土摻合料時，會增加諸如具有一定活性的輕燒氧化鎂或鎂生產后產生的廢渣-鎂渣之類的材料。

　　4.防水功用。將膠凝材料與高效減水劑和微膨脹劑混合即可構成密實度好的水泥石，完全可以在不增加任何有機防水劑的狀況下制備抗滲性好的混凝土。

　　5.防腐功用。混凝土摻合料還具有改善混凝土防腐的功用。當混凝土摻合料水合時，它消耗的水泥熟料與摻合料之間的界面氫氧化鈣和鋁酸鈣水合物的一部分。耐腐蝕的低堿水合硅酸鈣(鈣鎂鋁石)和鈣礬石等。水泥中的Na+和K+與氧化鋁八面體絡合物陰離子結合構成四面體絡合物陰離子基團，從而構成骨架構造，降低了游離態堿含量和堿-骨料反應的可能性。

　　6.加強功用。混凝土摻合料水合構成的低堿性針狀晶體具有良好的膠結能力，并增加了水泥石與摻合料顆粒之間的界面結合強度，因此，可以解釋低強度等級的硅酸鹽水泥可以制備高強度混凝土。

　　混凝土復合摻合料生產技術

　　混凝土分解材料在現代工業技術上較為成熟，生產廢料等日常廢料可用作混凝土摻合料，混凝土摻合料的生產和運用涉及許多技術方法和技術手段。

　　1.超疊加效應。充分利用各種混凝土摻合料的不同微觀形狀、細度和表面活性，有效地選配不同數量和類型的材料以互相補充，合理優化使混凝土具有更好的功能，從而構成超級疊加效果。實驗證明，混凝土強度可以提升4%～13%。

　　2.復合活化劑技術。復合活化劑通常由三個主要成分組成。硫酸鹽活化劑石膏可以保持混凝土摻合料的活性，特別是對高Al2O3含量的粉煤灰而言。

　　3.提升強度。鉀、鈉和其他堿金屬鹽可以提升混凝土的早期強度，促進混凝土摻合料的二氧化硅四面體網絡結構向溶液中擴散，生成Ca(OH)2。

　　4.預處理技術。對某些混凝土摻合料進行預處理來提升摻合料的質量。如粉煤灰的高碳含量將影響混合物的運用效果。粉煤灰的預處理可除去活性炭的反應活性或經過細磨預處理來穩定摻合料的活性，有利于混凝土的早期強度。

　　5.研磨助劑技術。混凝土摻合料顆粒需在足夠細的情況下才能起作用。因此，為了提升研磨混凝土混合物時的研磨效率，需增加研磨助劑。助磨劑優選是復合助磨劑，即除助磨劑功用外，還具有減水、增水等功用。為了使混凝土摻合料技術得到最充分的應用，需從摻合料生產開始就充分利用上述各種技術，并一致設計和優化處置。例如，當研磨混凝土混合物時，可以事后增加引氣劑、微膨脹劑等，甚至可以辨別以不同的粒徑增加一種混合物。

　　混凝土摻合料使用注意事項

　　雖然混凝土摻合料具有許多優點，但使用不當也會對混凝土的功能產生負面影響。因此，生產和運用混凝土摻合料時應留意以下事項：

　　1.運用時應基于特定的水泥。結合各種減水劑的功能和混凝土功能確定合理用量。僅僅是混合物顆粒表面層上的水合反應，經過加強界面層的粘結強度便可以節省水泥。在技術條件允許的情況下，合理增加混凝土摻合料的量，這就是摻合料過度替代技術。

　　2.避免偏析。摻有摻合料的混凝土通常是高流動性遲緩的水化作用，在施工進程中過度振動，導致一些輕質摻合料浮起并分層，引起鋪裝混凝土的揚塵。路面混凝土應適當增加摻合料。混凝土坍落度不應太大，以避免由于過度振動導致混凝土偏析。

　　結 語

　　綜上所述，混凝土摻合料技術需要在專業的生產廠內完成摻合料的生產。只有專業化和大批量生產混凝土摻合料，才能有效、合理地應用各種工業副產品。按照混凝土功能要求配制混凝土摻合料，以確保科學、合理、有效地運用混凝土摻合料。目前，人們缺乏對復合混凝土摻合料技術重要性的認識，缺少混凝土摻合料生產和運用的規范、標準。因此，需要進一步強化混凝土摻合料的應用，不斷提升產業效率。(段元忠)