王海潮

北京陸建鴻興工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司（100049）

礦粉在混凝土中的應(yīng)用

王海潮

北京陸建鴻興工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司（100049）

介紹了礦粉在混凝土中的試驗(yàn)和應(yīng)用情況，并分析了礦粉對(duì)混凝土性能的影響，說(shuō)明采用礦粉取代部分水泥，可改善混凝土拌合物性能，保證中長(zhǎng)期力學(xué)性能，提高抗?jié)B性能。同時(shí)介紹了礦粉在混凝土應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。

混凝土；抗壓強(qiáng)度；礦粉；活性指數(shù)

1 試驗(yàn)用原材料

1）礦粉:S95級(jí)，其性能見(jiàn)表1。

表1 礦粉性能

2）水泥:普通42.5級(jí)，其性能見(jiàn)表2。

2 試驗(yàn)方法

表2 水泥主要物理性能

配合比設(shè)計(jì)參照J(rèn)GJ 55-2000并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行；拌合物坍落度及和易性觀察根據(jù)GB/T 50080-2002進(jìn)行；抗壓強(qiáng)度測(cè)定根據(jù)GB/T 50081-2002進(jìn)行;耐久性測(cè)定根據(jù)JGJ 82-85進(jìn)行。

3）粉煤灰:其主要性能見(jiàn)表3。

3 混凝土配合比及性能試驗(yàn)

表3 粉煤灰性能

4）砂:天然河砂，其主要性能見(jiàn)表4。

表4 砂的主要性能

5）碎石:5～31.5 mm連續(xù)級(jí)配碎石，其主要性能見(jiàn)表5。

表5 碎石的主要性能

6）外加劑:摻量為c×1.5%時(shí)，減水率為18%。

混凝土配合比(粉煤灰摻加比例固定)及部分性能試驗(yàn)，詳見(jiàn)表6。

水膠比較大時(shí)（本試驗(yàn)中為0.60、0.52、0.42），礦粉等量取代部分水泥，隨著礦粉摻量的增加,3 d、7 d強(qiáng)度近似線性降低；28 d、60 d強(qiáng)度，當(dāng)摻量為30%以下時(shí),變化不大,隨著摻量的增加略有上升,至30%時(shí)最高。3 d、7 d強(qiáng)度與28 d、60 d強(qiáng)度結(jié)果比較，可見(jiàn)隨著礦粉摻量的增加,強(qiáng)度增加幅度增大，即礦粉摻量對(duì)后期強(qiáng)度的影響逐漸變小。

基因固定才能形成新品種，其培育過(guò)程需要不斷分離、篩選。兩個(gè)品種雜交會(huì)產(chǎn)生3種雜交表現(xiàn)，三個(gè)品種雜交會(huì)產(chǎn)生9種表現(xiàn)。當(dāng)這種幾何式的組合變化與時(shí)間和生物群體數(shù)量發(fā)生聯(lián)系時(shí)，篩選與分離將是一個(gè)令人望而生畏的浩大工程。以牛為例，一個(gè)雜交世代需要5年左右產(chǎn)生500—600頭基數(shù)，它們生長(zhǎng)至配種、產(chǎn)犢又要3年，如此經(jīng)歷5代(15年)才可能固定一個(gè)品種的優(yōu)良性狀。之后，還要用5年在不同地域雜交繁育至少1500頭群體進(jìn)行綜合測(cè)試。

水膠比較小時(shí)（本試驗(yàn)中為0.35），礦粉摻量為0%～30%時(shí)，隨著礦粉摻量的增加，7 d、28 d強(qiáng)度遞增，摻30%時(shí)最高，但摻30%時(shí)黏性較大，因?yàn)榈V粉比表面積超過(guò)400 m2/kg。在某合適摻量時(shí)，因?yàn)樗奈⒓闲?yīng)具有一定的減水和增加流動(dòng)性功能，但在高強(qiáng)度混凝土（低水膠比）中，摻量太大更增加了黏聚性，易造成泵送和施工困難。

表6 混凝土配合比及性能

礦粉等量取代部分水泥配制混凝土，達(dá)到相同的坍落度時(shí)，比基準(zhǔn)混凝土的需水量低，且置換率越大，需水量越小。實(shí)際試驗(yàn)和應(yīng)用中，為達(dá)到相同的坍落度，可調(diào)整用水量或外加劑用量。在中低強(qiáng)度混凝土（較大水灰比）中，隨著礦粉摻量的增加，調(diào)整用水量或減水劑用量，混凝土達(dá)到相同的坍落度時(shí)，流動(dòng)性增大。

為了驗(yàn)證摻礦粉混凝土的抗?jié)B性能，我們采用水膠比為0.42，礦粉摻量為0和25%的配合比各成型了一組6個(gè)混凝土抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)試件,標(biāo)養(yǎng)28 d后進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)，試驗(yàn)水壓從0.1 MPa開(kāi)始，每隔8 h增加0.1 MPa，逐級(jí)加壓1.4 MPa并持壓8 h后停機(jī)，此時(shí)兩組試件頂面均無(wú)滲水現(xiàn)象，劈開(kāi)后觀察滲水情況，不摻礦粉的試件滲水高度在30～50 mm，礦粉摻量25%的試件滲水高度在0～10 mm。說(shuō)明用礦渣微粉配制的混凝土密實(shí)性好，抗?jié)B透能力強(qiáng)，適用于鋼筋混凝土防水結(jié)構(gòu)。

4 礦粉在混凝土中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 注意礦粉摻量

礦粉等量取代部分水泥時(shí),隨著摻量的增加，混凝土早期強(qiáng)度幾乎線性下降，而目前各工程工期緊、施工進(jìn)度快是普遍現(xiàn)象，兩者是一對(duì)矛盾。

因此實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)度、強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣候狀況等的不同，合理地確定礦粉摻量。

4.2 注意調(diào)整混凝土的凝結(jié)時(shí)間

礦粉對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間與不摻礦粉的普通混凝土相比，具有一定緩凝效果。因此，應(yīng)注意調(diào)整混凝土的凝結(jié)時(shí)間,特別是日平均溫度不足10℃時(shí)，應(yīng)調(diào)整混凝土配合比，降低混凝土中礦粉摻量(甚至不摻)或改變外加劑的品種來(lái)調(diào)整凝結(jié)時(shí)間。

4.3 注意混凝土的養(yǎng)護(hù)

礦粉、粉煤灰復(fù)摻混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)條件要求更為苛刻，應(yīng)加強(qiáng)與施工方溝通，確保混凝土的養(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時(shí)間。只有充分的養(yǎng)護(hù)才能發(fā)揮摻合料的作用。

5 結(jié)論

1）礦粉取代部分水泥，能減少水化熱，延緩凝結(jié)時(shí)間，改善混凝土的工作性能，提高抗?jié)B性。

2）礦粉取代部分水泥，混凝土早期強(qiáng)度與摻量有關(guān)，一般呈下降趨勢(shì)，但對(duì)28 d及長(zhǎng)期強(qiáng)度的影響逐漸變小。30%摻量時(shí)，28 d強(qiáng)度最高。

3）采用礦粉可以利用工業(yè)廢料，保護(hù)環(huán)境，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，也是降低混凝土成本的一項(xiàng)有效措施。