覃 賓（新興縣潤(rùn)江混凝土有限公司）

復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰在商品混凝土中的應(yīng)用

覃 賓
（新興縣潤(rùn)江混凝土有限公司）

復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰應(yīng)用到商品混凝土中，可以增大新拌混凝土的流動(dòng)性，改善泌水離析，增加混凝土硬化后的強(qiáng)度，提高耐久性能。試驗(yàn)研究了磨細(xì)礦粉和粉煤灰的最佳摻量，以及兩種礦物質(zhì)摻合料復(fù)摻的復(fù)合效應(yīng)。簡(jiǎn)要概括了復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰的商品混凝土的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用難點(diǎn)，并給出了工程實(shí)例。

商品混凝土；摻合料；復(fù)摻

1.引言

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，商品混凝土的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，商品混凝土生產(chǎn)行業(yè)也逐漸發(fā)展壯大，成為建筑業(yè)中的新興產(chǎn)業(yè)。商品混凝土一般采用泵送工藝，除了滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，必須具有良好的工作性能，并能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持塑性。粉煤灰在商品混凝土中的廣泛使用，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。在商品混凝土中摻入粉煤灰的同時(shí)，再摻入磨細(xì)礦渣粉或沸石粉、硅灰等兩種以上的摻合料，稱(chēng)為復(fù)摻技術(shù)。本文主要研究復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰對(duì)商品混凝土的性能產(chǎn)生什么影響，復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰的商品混凝土具有哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用難點(diǎn)。

2.復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰商品混凝土的性能

2.1 商品混凝土對(duì)工作性的特殊要求

混凝土的性能包括兩個(gè)方面，即新拌混凝土的工作性能以及混凝土硬化后的性能?；炷恋墓ぷ餍酝ǔＳ煤鸵仔员硎荆腔炷涟韬臀锏牧鲃?dòng)性、粘聚性、保水性等多種性能的綜合表述。當(dāng)混凝土拌臺(tái)物的和易性好時(shí)，泵送混凝土的可泵性好，混凝土容易澆筑振實(shí)，且不發(fā)生離析，而不易造成質(zhì)量缺陷。由于商品一般采用泵送工藝，因此商品混凝土的和易性是保證澆筑質(zhì)量的主要因素。

對(duì)商品混凝土而言，通常是以新拌混凝土形式提供給用戶(hù)，最終在用戶(hù)處形成硬化混凝土[1]。它與現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土不同之處在于，新拌混凝土的制備與使用不是在同一個(gè)地方，從制備地點(diǎn)到使用地點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)一個(gè)運(yùn)輸過(guò)程，因而需要一定的運(yùn)輸時(shí)間。在這段時(shí)間里，如果新拌混凝土的性能發(fā)生較大變化的話(huà)，制備出的新拌混凝土性能再好也不一定能滿(mǎn)足使用要求。因此，商品混凝土要求具有良好的保塑性，在新拌混凝土使用之前的一段時(shí)間內(nèi)必須保持性能穩(wěn)定，這段時(shí)間通常是幾小時(shí)到十幾小時(shí)。

2.2 復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰對(duì)商品混凝土性能的影響

1.增加了新拌混凝土的流動(dòng)性

新拌漿體中的水有兩部分：一部分是填充水，它填充在顆粒間的空隙中，對(duì)漿體的流動(dòng)性沒(méi)有貢獻(xiàn)；另一部分是表面層水，它在顆粒表面形成水膜層，漿體的流動(dòng)性取決于水膜層的厚度。在商品混凝土中摻入磨細(xì)礦粉和粉煤灰超細(xì)粉等摻合料，它們較小的顆粒粒徑與水泥顆粒在微觀上形成級(jí)配體系，將原來(lái)填充在空隙之中的填充水置換出來(lái)成為自由水[2]。

與多孔性的球狀粉煤灰顆粒相比，磨細(xì)礦粉盡管顆粒形狀不佳，但它與水泥顆粒之間或礦粉顆粒之間的接觸點(diǎn)較少，而且礦粉顆粒具有疏水作用，對(duì)減水劑的吸附作用也小，所以比同等摻量粉煤灰漿體的流動(dòng)度大。

2.改善了新拌混凝土的離析泌水

混凝土的流動(dòng)性與穩(wěn)定性是相互矛盾的，商品混凝土具有良好的可泵性，同時(shí)又不泌水離析，關(guān)鍵在于其膠凝料漿體具有適當(dāng)?shù)乃苄哉扯?，它能減少骨料間的接觸應(yīng)力，削弱骨料的固體特性，抑制骨料起拱堆集從而有效抑制離析。

粉煤灰和磨細(xì)礦粉等超細(xì)粉摻合料不僅具有物理填充效應(yīng)，其細(xì)小顆粒和巨大的表面積產(chǎn)生出較大的內(nèi)表面力，顯著提高混凝土的粘聚性，能夠防止組成材料的離析，包括阻止骨料的沉降和水分泌出。

3.增加了硬化后混凝土的抗壓強(qiáng)度

一般而言，單摻一種礦物質(zhì)摻合料，混凝土的早期強(qiáng)度隨摻量的增加而降低，但后期強(qiáng)度會(huì)有較大幅度增長(zhǎng)。粉煤灰對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨齡期的增加而增加，隨水膠比的降低而增加。而復(fù)合摻入磨細(xì)礦粉和粉煤灰不是兩種摻合料簡(jiǎn)單的混合，而是發(fā)揮兩種摻合料的更大優(yōu)勢(shì)，在強(qiáng)度上尚有一定的互補(bǔ)作用。復(fù)摻后更能有效地提高其火山灰效應(yīng)，增加體系中微粒間的化學(xué)反應(yīng)，誘導(dǎo)激發(fā)作用，使混凝土早強(qiáng)和后期強(qiáng)度均能得到提高[3]。

4.提高了硬化后混凝土的耐久性

在商品混凝土中摻入磨細(xì)礦粉和粉煤灰，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響不同，但是總的特點(diǎn)是使水泥石的結(jié)構(gòu)密實(shí)、水泥石與骨料之間的界面結(jié)構(gòu)得到改善，從而降低混凝土內(nèi)部水化熱早期干燥、收縮程度，混凝土抗?jié)B性能、抗凍能力、抗碳化能力、混凝土抗裂性能及耐化學(xué)腐蝕能力更有顯著的提高。

2.3 磨細(xì)礦粉和粉煤灰與減水劑的適應(yīng)性

1.問(wèn)題的提出

我們只有同過(guò)試配才能掌握減水劑-水泥+磨細(xì)礦粉、減水劑-水泥+粉煤灰、減水劑-水泥+粉煤灰+磨細(xì)礦粉各體系之間的適應(yīng)性。不同的膠凝材料體系將會(huì)有可能出現(xiàn)不同的適應(yīng)性。當(dāng)外減水劑與膠凝材料不適應(yīng)時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)如下現(xiàn)象：⑴混凝土流動(dòng)性較差；⑵混凝土坍落度損失較大；⑶出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象。因此，我們?cè)谧鲈嚺鋾r(shí)在原有水泥的基礎(chǔ)上作了如下的技術(shù)措施：⑴增加粉煤灰的摻量，減少磨細(xì)礦粉的摻量。一般來(lái)說(shuō)，粉煤灰混凝土對(duì)化學(xué)外加劑的適應(yīng)性較強(qiáng)些，而磨細(xì)礦粉混凝土對(duì)外加劑的適應(yīng)性較弱些。⑵選擇低濃型的高效萘系減水劑。最終，我們解決了磨細(xì)礦粉和粉煤灰與減水劑的適應(yīng)性問(wèn)題。

2.磨細(xì)礦粉和粉煤灰的使用摻量

磨細(xì)礦粉和粉煤灰復(fù)摻時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同等級(jí)的粉煤灰選擇合適的復(fù)合比例。

目前，我們?cè)聘〉貐^(qū)的商品混凝土攪拌站普遍使用的是Ⅱ級(jí)粉煤灰，磨細(xì)礦粉的細(xì)度一般是在300m2/kg—400m2/kg以?xún)?nèi)。所以，磨細(xì)礦粉磨細(xì)礦粉與Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)合使用時(shí)，粉煤灰的取代量宜控制在15%以?xún)?nèi)，磨細(xì)礦粉摻量宜控制在30%以?xún)?nèi)。由于Ⅱ級(jí)粉煤灰的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，細(xì)度上下范圍內(nèi)波動(dòng)較大，而礦粉的質(zhì)量穩(wěn)定性遠(yuǎn)好于Ⅱ級(jí)粉煤灰，我們配制混凝土等級(jí)時(shí)，通過(guò)試配可以找出合適的復(fù)配比例及合適的摻量，配制出的混凝土的和易性良好，可以很好的滿(mǎn)足工地施工的需要。從強(qiáng)度方面說(shuō)，粉煤灰等量取代水泥時(shí)，28d強(qiáng)度基本都比空白混凝土強(qiáng)度低，而礦粉在合適的摻量下會(huì)使混凝土的28d強(qiáng)度稍有提高，這樣二者有較好的“強(qiáng)度互補(bǔ)效應(yīng)”。同時(shí)，二者復(fù)合兼顧混凝土早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度，早期發(fā)揮礦粉的火山灰效應(yīng)，改善漿體和集料的界面結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)由于粉煤灰的火山效應(yīng)滯后于水泥熟料水化，從而使得火山灰反應(yīng)生成物和水泥水化生成的凝膠數(shù)量不足導(dǎo)致與未反應(yīng)的粉煤灰之間界面粘結(jié)不牢引起的早期強(qiáng)度損失；后期發(fā)揮粉煤灰的火山效應(yīng)所帶來(lái)的孔徑細(xì)化作用以及未反應(yīng)的粉煤灰顆粒的“內(nèi)核作用”，使混凝土后期強(qiáng)度持續(xù)得到提高。

3.工程實(shí)例

新興縣某商業(yè)住房多層梁板采用C30等級(jí)商品混凝土，采用復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰技術(shù)。粉煤灰采用云浮某廠Ⅱ級(jí)粉煤灰，磨細(xì)礦粉為陽(yáng)江某廠提供（比表面積約為330m2/kg）?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)中膠凝材料總量為380kg/m3，粉煤灰摻量占膠凝材料總量的15%，磨細(xì)礦粉摻量15%，水膠比為0.45。

測(cè)得新拌混凝土坍落度≥160mm，坍落擴(kuò)展度≥480mm，且坍落度損失小，混凝土工作性良好?；炷劣不?d平均抗壓強(qiáng)度為26.6MPa，28d平均抗壓強(qiáng)度為42.1MPa。與不摻礦物質(zhì)摻合料的商品混凝土相比，成本降低可達(dá)10%以上。

5.結(jié)語(yǔ)

本文研究了復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰的商品混凝土的工作性和強(qiáng)度以及耐久性，提出將磨細(xì)礦粉和粉煤灰復(fù)合使用比單摻更能提高新拌混凝土工作性。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)復(fù)摻磨細(xì)礦粉和粉煤灰的商品混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，防止出現(xiàn)裂縫。

[1]張承志.商品混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：149～150

[2]王愛(ài)勤，張承志，唐明述.火山灰質(zhì)材料的填充作用[J].混凝土與水泥制品，1995（5）：19～21

[3]王玉瑛，劉翔太，杜守明，等. 復(fù)摻技術(shù)在冬施商品混凝土中的應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2007（5）：16～17

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