梅立全

(唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，河北 唐山 063200)

0 前 言

在建筑施工過程中，水泥是至關(guān)重要的施工材料。在水泥中摻加礦渣粉能夠提高水泥比表面積，對提高水泥的耐腐蝕性能、降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量以及水泥水化熱有重要作用。但是在摻加礦渣粉時，不同的礦渣粉質(zhì)量會對水泥的性能產(chǎn)生影響，特別是對水泥28 d強(qiáng)度產(chǎn)生的影響相對較大。因此，對礦渣粉質(zhì)量和摻加量都有明確的規(guī)定。在日常施工過程中，需要加強(qiáng)礦渣粉活性指數(shù)檢驗，這是對礦渣粉性能進(jìn)行準(zhǔn)確判斷的重要參數(shù)。同一礦渣粉樣品在使用過程中選擇的水泥不同，活性指數(shù)也存在較大差距。在礦渣粉應(yīng)用過程中，不同的檢驗機(jī)構(gòu)使用的對比水泥具有較大差別，在檢驗過程中可能會出現(xiàn)同一礦渣粉樣品活性指數(shù)檢驗數(shù)據(jù)差距較大的情況，甚至可能被判定為不合格，直接影響礦渣粉的應(yīng)用效益。為了對礦渣粉的具體運(yùn)用情況進(jìn)行準(zhǔn)確了解，需要通過對比水泥選用，掌握不同水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的具體影響，并根據(jù)礦渣粉活性指數(shù)合格標(biāo)準(zhǔn)提出水泥的選用建議[1]。

1 試驗分析

1.1 試驗材料

在分析水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響時，需要開展有效的試驗工作。為了保證試驗作業(yè)順利進(jìn)行，需要加強(qiáng)試驗材料準(zhǔn)備。在實際試驗過程中需要準(zhǔn)備的原材料主要包括以下內(nèi)容：①礦渣粉，在試驗過程中使用的礦渣粉主要包括兩組：第1組為不同礦渣粉生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品(K1、K2、K3、K4)；第2組為同一廠家生產(chǎn)的不同批次的礦渣粉(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4、K1-5、K1-6；K2-1與K2-2)；②對比水泥，在試驗過程中采取的水泥包括不同生產(chǎn)廠家的水泥以及相同品種相同強(qiáng)度等級但生產(chǎn)批次不同的水泥。試驗中不同生產(chǎn)廠家對比水泥的標(biāo)號、物理性能和化學(xué)成分見表1。

表1 試驗中不同生產(chǎn)廠家水泥標(biāo)號與物理性能、化學(xué)成分表

1.2 試驗方法

在試驗過程中需要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展檢測作業(yè)，其中對礦渣粉活性指數(shù)進(jìn)行檢測時，要按照《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》(GB/T 18046—2017)標(biāo)準(zhǔn)附錄A完成檢測作業(yè)。而對水泥膠砂強(qiáng)度進(jìn)行檢測時，要按照《水泥膠砂強(qiáng)度試驗》(GB/T 17671—1999)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測作業(yè)[2]。

2 試驗結(jié)果

根據(jù)相應(yīng)的試驗操作要求完成檢測作業(yè)后，需要對對比水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入探討。與其他輔助性膠凝材料相比，礦渣粉的活性更強(qiáng)，是多種混合材料和摻合料中能夠利用等量取代水泥的重要建筑材料，可以對礦渣粉的活性指數(shù)進(jìn)行有效檢測。從而對礦渣粉的質(zhì)量好壞進(jìn)行科學(xué)判斷。尤其是早期3 d和7 d礦渣粉的活性檢測結(jié)果至關(guān)重要。但是在實際檢測過程中7 d活性指數(shù)達(dá)標(biāo)的礦渣粉可能會被使用單位或者檢測單位判斷為不合格，會出現(xiàn)降級使用或者降級出檢測報告。而不同企業(yè)和用戶使用的基準(zhǔn)水泥存在一定差異，會導(dǎo)致同一礦渣粉的活性檢測結(jié)果出現(xiàn)較大差距，很容易產(chǎn)生質(zhì)量糾紛。因此，需要對不同水泥的具體影響準(zhǔn)確掌握。

2.1 不同水泥廠水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的影響

在對不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析時，需要確定不同批次的水泥作為對比水泥開展礦渣粉活性指數(shù)檢測試驗作業(yè)。在第一次試驗中使用的水泥標(biāo)號為：A-1、A-2、A-3、C、D-1、D-2；使用的礦渣粉標(biāo)號為：K3、K4、K1-1、K1-2、K1-3、K1-4、K2-1與K2-2。獲取的檢測結(jié)果主要包括以下內(nèi)容。

1)將A-1、A-2、A-3作為對比水泥后，對4家礦渣粉廠使用的8個礦渣粉樣品進(jìn)行檢測分析，發(fā)現(xiàn)3 d活性指數(shù)為56%～79%，而7 d礦渣粉的活性指數(shù)達(dá)到72%～100%，28 d礦渣粉的活性指數(shù)在101%～120%。這三個齡期的礦渣粉活性指數(shù)都處于正常水平范圍內(nèi)。

2)將C、D水泥生產(chǎn)廠家的水泥作為對比水泥進(jìn)行礦渣粉活性指數(shù)檢測試驗時，發(fā)現(xiàn)3 d礦渣粉活性指數(shù)比A水泥生產(chǎn)廠家使用的水泥檢測結(jié)果更高，平均高17%左右；28 d礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果比A水泥生產(chǎn)廠家水泥的礦渣粉活性指數(shù)檢測值更低，平均為15.67%；7 d礦渣粉活性指數(shù)檢測值中，有2組比A廠家水泥檢測結(jié)果更低，其余都比A廠家水泥檢測結(jié)果高，平均高出8.5%。D-1水泥檢測的28 d活性指數(shù)平均值僅為84.5%，比A廠家檢測獲取的平均值104.5%低20%左右；而D-2水泥檢測的3 d活性指數(shù)達(dá)到92%，比A廠家水泥檢測的平均值70.3%高21.7%。利用C、D水泥生產(chǎn)廠作為對比水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，3 d、28 d活性指數(shù)檢測值與常規(guī)水平的差距相對較大。

3)將A-1、C作為對比水泥分析礦渣粉活性指數(shù)，在此次試驗過程中使用的礦渣粉各項指標(biāo)都能夠滿足《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t砂渣粉》(GB/T 18046—2017)標(biāo)準(zhǔn)附錄A中對對比水泥的各種要求。對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)與A廠家水泥相比，C、D廠家生產(chǎn)的水泥在不同齡期強(qiáng)度都存在偏高或偏低的趨勢，并且對礦渣粉活性指數(shù)進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)具有相同的變化趨勢。3 d礦渣粉活性指數(shù)檢測值都相對較高；28 d礦渣粉活性檢測結(jié)果偏低；7 d礦渣粉活性指數(shù)檢測值相對較高，但是差距相對較小。

4)將A-2、A-3、D-1、D-2作為對比水泥分析礦渣粉的活性指數(shù)變化情況。發(fā)現(xiàn)發(fā)加入礦渣粉后，D-1、D-2的2 d強(qiáng)度和7天強(qiáng)度都比A-2、A-3的3 d強(qiáng)度和7 d強(qiáng)度更高，主要是因為水泥生產(chǎn)廠使用的水泥在生產(chǎn)過程中本身加入的混合材料比較多，早期強(qiáng)度比較低。而混合材料與水泥共同粉磨后，礦渣等混合材料顆粒相對較粗，加入礦渣粉后，比較細(xì)的礦渣粉顆?？梢蕴畛渌嘀写诸w粒的孔隙，對提高水泥的密實度有積極幫助，從而提高水泥早期強(qiáng)度。而檢測出來的礦渣粉早期活性水平也相對較高，但是這種檢測結(jié)果為一種假象。除此之外，在試驗過程中，按照1∶1的比例加入礦渣粉后，混合物中的熟料含量相對較低，水化反應(yīng)產(chǎn)生的Ca(OH)2含量比較少，不能激發(fā)大量礦渣粉活性。再加上熟料量比較少會導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度降低。因此，水泥后期強(qiáng)度等級比較低，并且檢驗的礦渣粉后期活性值也相對較低[3]。

2.2 不同批次水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的影響

將不同水泥生產(chǎn)廠家不同批次水泥作為對比水泥時，分析礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果，可以掌握不同水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的具體影響。在實際分析時，主要研究A-4、B-1、B-2、B-3水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響進(jìn)行對比分析，可以獲取以下檢測結(jié)果。

1)將B-1和B-2水泥作為對比水泥對相同礦渣粉樣品進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)3 d、7 d、28 d齡期的礦渣粉活性指數(shù)檢測值具有一定的差距。其中7 d活性指數(shù)檢測值差距比較大，相差9.3%左右；28 d活性指數(shù)的差距相對較小，為6.7%。同一生產(chǎn)廠家的不同批次水泥本身具有一定差別，將其作為對比水泥會對礦渣粉活性指數(shù)檢驗結(jié)果產(chǎn)生直接影響。

2)將A-4水泥和B-3水泥作為對比水泥分析礦渣粉樣品的活性指數(shù)。可以發(fā)現(xiàn)3 d、7 d、28 d齡期的礦渣粉活性指數(shù)檢測值的差距也相對較大。其中28 d礦渣粉活性指數(shù)的差距最大為18.3%；7 d活性指數(shù)差別比較小，為12.3%；3 d礦渣粉活性指數(shù)差別為15.2%。表明不同生產(chǎn)廠家水泥本身具有較大差別，而將其作為對比水泥會導(dǎo)致同一礦渣粉樣品的活性指數(shù)產(chǎn)生較大差異。

3 基于礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果對水泥進(jìn)行選擇

在全面掌握對比水泥差距對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響后，需要對對比水泥進(jìn)行科學(xué)選擇。這樣才能夠盡可能減少生產(chǎn)單位、使用單位以及檢測單位在檢測過程中水泥不同而產(chǎn)生的結(jié)果差距。目前，在水泥混合材料和混凝土摻合料應(yīng)用過程中種類比較多，而不同種類的產(chǎn)品都有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)，在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中對比水泥的性能要求存在較大差異。即使是同一種水泥產(chǎn)品在不同標(biāo)準(zhǔn)下，水泥的性能要求也有一定差距。因此，需要根據(jù)礦渣粉活性指數(shù)檢測工作的具體要求對水泥進(jìn)行科學(xué)選擇。要加強(qiáng)水泥性能指標(biāo)控制工作，才能夠確保礦渣粉活性指數(shù)檢測試驗順利進(jìn)行。

3.1 科學(xué)選擇水泥種類

在對比水泥選擇過程中，需要確定水泥的具體種類。對礦渣粉活性指數(shù)進(jìn)行檢測時，選擇的對比水泥強(qiáng)度等級必須保持在42.5 MPa或者更高強(qiáng)度等級，熟料含量的占比要維持在95%～100%。一般情況下，需要利用沒有摻加混合材料的純硅酸鹽水泥進(jìn)行檢測，可以在一定程度上確保礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的可靠性。在我國對礦渣粉活性指數(shù)檢測過程中的對比水泥進(jìn)行選擇時，主要是以P·O 42.5硅酸鹽水泥為主，也可以利用其他普通硅酸鹽水泥進(jìn)行檢測。一般作為檢測試驗的水泥混合材料和混凝土摻合料比較低，可以在極大程度上降低水泥中混合材料對檢測結(jié)果產(chǎn)生的不良干擾。

3.2 合理控制水泥強(qiáng)度

水泥強(qiáng)度等級也會對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一定影響，并且對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響比較直接和明顯。因此，在礦渣粉活性指數(shù)檢測試驗過程中，需要加強(qiáng)對比水泥強(qiáng)度控制工作。一般要根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定中對比水泥強(qiáng)度范圍對水泥的強(qiáng)度波動范圍進(jìn)行嚴(yán)格控制。通常對比水泥的3 d強(qiáng)度要控制在30～35 MPa、7 d強(qiáng)度等級要控制在40～45 MPa、28 d強(qiáng)度必須控制在50～55 MPa。

3.3 科學(xué)管理水泥細(xì)度

在礦渣粉活性指數(shù)檢測過程中，對水泥細(xì)度進(jìn)行合理控制也是提高檢測結(jié)果可靠性的重要措施。在我國礦渣粉活性指數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)中，水泥比表面積的規(guī)定已經(jīng)由300～420 m2/kg調(diào)整為350～400 m2/kg。主要考慮的是水泥比表面積對活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響。要盡可能縮小水泥比表面積的范圍，一般情況下，對比水泥的比表面積控制難度相對較低，可以通過比表面積控制工作，降低對比水泥差距對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響。一般情況下，在對比水泥細(xì)度控制過程中，要保證其比表面積為(350±10)m2/kg。

3.4 對比水泥中不同元素含量控制

除了對水泥各項性能指標(biāo)進(jìn)行控制外，還需要注意對對比水泥中SO3、C3A、C3S、fCaO等含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在我國礦渣粉活性指數(shù)檢測過程中，相應(yīng)的規(guī)范中對對比水泥各項元素含量控制范圍為：SO3含量控制在2.3%～2.8%；C3A含量要保持在6%～8%；C3S的含量要控制在55%～60%；fCaO的含量為1.2%以下。在實際控制過程中不同水泥用戶與質(zhì)量檢測單位最好使用特定的對比水泥，同時對對比水泥性能進(jìn)行定期監(jiān)測，可以準(zhǔn)確掌握隨著儲存時間不斷變化，水泥性能產(chǎn)生的變化。如果水泥性能指標(biāo)超出規(guī)定范圍，需要及時更換水泥。通常每三個月更換一次水泥。這樣可以在最大程度上降低對比水泥對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生的不良影響，確保可以準(zhǔn)確判定礦渣粉質(zhì)量與性能。

3.5 對比水泥堿含量控制

在對比水泥中的堿含量也會對水泥混合材料和混凝土摻合料的活性指數(shù)產(chǎn)生一定影響。目前，在國內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，對水泥中堿含量都有嚴(yán)格的規(guī)定。特別是美國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對對比水泥中堿含量的規(guī)定范圍最小。為了保證礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的可靠性，在我國開展檢測試驗時，需要將對比水泥的堿含量控制在0.5%～0.9%。否則可能會導(dǎo)致礦渣粉活性檢測結(jié)果之間的差距比較大，影響礦渣粉質(zhì)量判斷的可靠性。

4 結(jié) 論

通過有效的試驗分析可以了解不同水泥生產(chǎn)廠家的水泥、相同生產(chǎn)廠家不同批次的水泥都會對礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一定影響。雖然在研究過程中將不同生產(chǎn)廠家的水泥作為對比水泥時，礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果仍然在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是檢測結(jié)果的差距相對較大，不能正確反映礦渣粉活性的具體情況。因此，在對礦渣粉活性指數(shù)進(jìn)行檢測時，最好選擇混合材料摻量相對較低的水泥作為對比水泥，可以防止質(zhì)量糾紛。

為了對礦渣粉的具體質(zhì)量進(jìn)行全面掌握，需要分析礦渣粉的具體性能。以此為基礎(chǔ)，要從不同角度出發(fā)對水泥進(jìn)行科學(xué)選擇，提高礦渣粉活性指數(shù)檢測的可靠性。在對水泥進(jìn)行選擇時，一般要從水泥種類、水泥強(qiáng)度、水泥細(xì)度、水泥中SO3等含量、水泥堿含量等不同角度出發(fā)，保證對比水泥選擇的合理性，提高礦渣粉活性指數(shù)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而準(zhǔn)確確定混凝土配制中礦渣粉的摻用量，提高建筑材料的整體質(zhì)量。

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