喬偉華 陳燦燦

1鄭州邦威建材有限公司（450000） 2 洛陽市金鑒工程質(zhì)量檢測中心有限公司（310012）

0 前言

摻和料可以改善混凝土工作性能，阻止混凝土溫升，增加后期強度，并可改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高耐久性。 因此，摻和料在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)的摻和料種類有：礦渣微粉、粉煤灰、沸石微粉、硅灰等。 其中礦渣微粉和粉煤灰應(yīng)用比較廣泛，國家也分別頒布了相應(yīng)標(biāo)準，但其對混凝土性能（施工和使用）貢獻不同，有各自的特點。摻和料應(yīng)用較多的有礦渣微粉和粉煤灰單摻和雙摻（復(fù)合）兩種形式。這兩種摻和料替代水泥量根據(jù)原材料和混凝土強度等級的不同而變化，一般替代量在30%左右。 雙摻時，有以礦渣微粉或粉煤灰為主的配合比方式，在總摻量不變的情況下，礦渣微粉和粉煤灰的摻加比例不同，對不同比例混凝土性能影響關(guān)注較少。生產(chǎn)中注重摻和料對混凝土的施工性能和齡期強度指標(biāo)影響，對耐久性方面關(guān)注較少。本試驗通過對不同比例摻和料的混凝土進行施工性能（坍落度、擴展度及表觀性能）和使用性能（齡期強度、干縮、碳化等耐久性）進行試驗，研究其對預(yù)拌混凝土性能的影響。

1 試驗原材料

原材料:水泥，焦作沁陽金隅 P·O42.5 水泥；礦渣微粉，山西立恒S95 級礦渣粉；粉煤灰，鄭州滎陽國電Ⅱ級粉煤灰；石子，鄭州賈峪碎石5~25 mm 連續(xù)級配，表觀密度2.73 g/cm3，堆積密度1.5 g/cm3；砂，采用魯山河砂，細度模數(shù)2.4，含泥量4.5%，含水量0%；減水劑，江蘇蘇博特聚羧酸高效減水劑；水，自來水。

試驗混凝土設(shè)計強度等級C40， 水膠比為0.44，坍落度220 mm，配合比來自企業(yè)生產(chǎn)。

2 試驗方案、檢測內(nèi)容

2.1 試驗方案

采用渣微粉與粉煤灰作為混凝土摻和料，對生產(chǎn)用C40 混凝土進行摻和料總摻量30%的條件下， 試驗不同比例礦渣微粉與粉煤灰混凝土配合比有關(guān)性能變化，并與基準混凝土進行對比。 按GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準》、GB/T 50082—2009 《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準》 檢測混凝土試樣的坍落度、 擴展度，7 d、28 d 齡期抗壓強度，28 d 齡期的抗碳化，1～28 d 齡期的收縮率等，分析不同比例摻和料對混凝土性能的影響。

2.1.1 摻和料比例

礦渣微粉與粉煤灰替代水泥量30%，兩種摻和料比例見表1。

表1 混凝土中水泥、摻和料比例

2.1.2 混凝土配合比

確定基準混凝土配合比，根據(jù)表1 混凝土摻和料的摻加比例，計算各種材料需要量，配合比見表2。

表2 試驗混凝土配合比kg/m3

2.2 試驗檢測內(nèi)容

2.2.1 混凝土施工性能

表觀性能（泌水、離析、骨料包裹等）、初始與60 min 的坍落度、擴展度等。

2.2.2 使用性能

齡期（7 d、28 d）抗壓強度、抗碳化、收縮率等。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 試驗結(jié)果

混凝土試樣的施工性能（坍落度、擴展度及表觀性能）試驗結(jié)果見表3，使用性能（抗壓強度、碳化、收縮率）試驗結(jié)果見表4。

表3 試樣施工性能（坍落度、擴展度及表觀性能）一欄表

表4 試樣使用性能（抗壓強度、碳化、收縮率）一欄表

3.2 試驗結(jié)果分析

從表3、表4 可以看出，摻加摻和料的混凝土試樣的相關(guān)性能均符合C40 混凝土設(shè)計要求，但是不同摻和料及配合比對混凝土影響不同。

分析表3、表4 混凝土試驗的施工和使用性能指標(biāo)，綜合性能復(fù)合摻和料（序號2～4）優(yōu)于基準和單摻的混凝土試樣，摻和料比例不同對混凝土強度影響不同，隨礦渣微粉摻量減小，齡期強度呈降低趨勢。

3.2.1 施工性能

1）混凝土表觀性能。 從表3 可以看出，基準混凝土與序號1 的表觀性能一般，有少量泌水現(xiàn)象，這是由于基準混凝土沒有摻加摻和料，膠凝材料（水泥）的顆粒偏大原因.序號1 只摻加礦渣微粉，改善了膠凝材料的顆粒級配，從而使混凝土的表觀性能得到改善。 序號2～4 摻加復(fù)合摻和料，混凝土的表觀性能良好，因為粉煤灰替代部分礦渣微粉后進一步改善顆粒級配， 同時與粉煤灰球形顆粒形態(tài)有關(guān)。 試驗結(jié)果說明摻和料可以改善混凝土表觀性能，復(fù)合摻效果優(yōu)于單摻。

2）坍落度、擴展度。 所有混凝土試樣的初始與60 min 坍落度和擴展度差別不大， 經(jīng)時損失較小，只有基準樣擴展度稍低。

3.2.2 使用性能

3.2.2.1 齡期抗壓強度

從表4 可以看出，早期（7 d）抗壓強度，基準試樣最高，摻加摻和料試樣均低于基準試樣，這與兩種摻和料早期活性低相吻合。 單摻礦渣微粉試樣（序號1）略低于礦渣與粉煤灰按2∶1 復(fù)合的試樣（序號2），高于其他復(fù)合比例.隨粉煤灰比例的增加，早期強度逐漸降低，說明礦渣與粉煤灰復(fù)合具有疊加效應(yīng)和合適比例。 后期（28 d）抗壓強度，變化趨勢與早期基本相同，但增加率較基準混凝土高。 這說明摻加摻和料混凝土強度發(fā)展規(guī)律與摻和料早期水化情況相符，礦渣微粉和粉煤灰齡期（28 d 前）水化較水泥熟料慢，隨著水化進行，強度增進逐漸加快，90 d 以后強度達到或超過基準混凝土。

3.2.2.2 干縮性

混凝土的干縮對其使用壽命影響很大，一般認為不摻加摻和料混凝土干縮大， 但從試驗結(jié)果看，單摻礦渣微粉的混凝土干縮略高于沒摻加摻和料混凝土。 復(fù)合摻和料混凝土干縮明顯減小，而且隨著粉煤灰摻加量的增加，干縮逐漸降低.這說明粉煤灰可以改善混凝土的干縮，對混凝土使用壽命非常有利。

3.2.2.3 碳化

不摻或單摻摻和料的混凝土28 d 齡期碳化程度高于復(fù)合摻和料混凝土，說明復(fù)合摻和料有利于改善混凝土的碳化。 在單摻試樣中，摻粉煤灰的試樣抗碳化能力較低，這與粉煤灰早期水化有一定關(guān)系。

4 結(jié)語

在混凝土中摻加30%的摻和料 （礦渣微粉、粉煤灰）替代水泥相關(guān)性能滿足施工設(shè)計要求，可以有效改善混凝土施工和使用性能，特別是減小混凝土的干縮。 二者復(fù)合摻加綜合效果優(yōu)于單摻，生產(chǎn)中可以根據(jù)工程需要，選擇不同比例的復(fù)合摻和料配制混凝土。