兩種礦物對混凝土性能影響的比較試驗

石運中，吳愛芹，羅金壘

（青島青建新型材料有限公司，山東 青島 266108）

1 概述

不同的礦物摻合料對混凝土各項性能指標(biāo)有很大的影響。本攪拌站采用浩德和魯新兩種礦粉，通過試配試驗考察不同礦粉的摻入對普通混凝土工作性能及抗壓強(qiáng)度的影響，探討其作為混凝土摻合料在改善混凝土性能中所起的作用。

2 試驗用原材料

（1）礦粉：青島浩德建材有限公司生產(chǎn)的浩德 S95 礦粉和濟(jì)南魯新建材有限公司生產(chǎn)的魯新 S95 礦粉。主要技術(shù)指標(biāo)及化學(xué)成分見表 1 和表 2。

（2）水泥：濟(jì)南山水水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，主要技術(shù)指標(biāo)見表 3。

（3）粉煤灰：Ⅱ 級粉煤灰。

（4）細(xì)集料：普通中砂，細(xì)度模數(shù) 2.9，級配組成見表4。

表1 礦粉主要技術(shù)指標(biāo)

表2 礦粉化學(xué)成分 %

（5）粗集料：普通碎石，5～31.5mm 連續(xù)級配，級配組成見表 5。

（6）外加劑：聚羧酸高效減水劑（濃度為 10%）。

表3 硅酸鹽水泥主要技術(shù)指標(biāo)

表4 細(xì)集料級配組成

表5 粗集料級配組成

3 混凝土配合比

本試驗針對常用的混凝土強(qiáng)度等級，采用了 C30 的混凝土，主要考察礦粉的加入對混凝土工作性能及抗壓強(qiáng)度的影響，試驗配合比見表 6。

4 試驗結(jié)果及分析

4.1 不同的礦粉摻入對混凝土工作性能的影響

根據(jù)以上配比進(jìn)行試驗，得出不同礦粉的摻入對混凝土工作性能的影響，各項性能指標(biāo)見表 7。

表6 試驗用混凝土配合比 kg/m3

表7 不同的礦粉摻入后混凝土各項性能指標(biāo)

從表 7 中我們可以看出，單獨摻礦粉，混凝土的坍落度較礦粉與粉煤灰復(fù)摻的小，說明單獨摻礦粉不利于改善混凝土的坍落度，而粉煤灰的加入對改善混凝土坍落度有較明顯的作用，經(jīng)過 20min 后，單獨摻礦粉的試樣流動性損失較大，不利于實際生產(chǎn)施工，有一定量的粉煤灰加入可以有效地改善流動度損失，對生產(chǎn)施工比較有利。從棍度的評判也可以佐證坍落度的數(shù)據(jù)，說明礦粉與粉煤灰復(fù)摻能有效改善混凝土的坍落度和流動性。通過編號 1 和 2、3 和 4 的對比還可以看出，摻浩德 S95 礦粉的試樣坍落度均較摻魯新 S95 礦粉的低，說明魯新 S95 礦粉的和易性較浩德 S95 礦粉的好。而且棍度和粘聚性的對比也可以說明魯新 S95 礦粉較浩德S95 礦粉的和易性好。但在實際的攪拌站生產(chǎn)過程中，由于魯新 S95 礦粉的價格要高，所以攪拌站可以根據(jù)工程所需混凝土要求做出實時的改變，在生產(chǎn)中靈活選擇礦粉的種類。

4.2 不同的礦粉摻入對混凝土強(qiáng)度的影響

測量上述試驗試樣的 3d 和 28d 強(qiáng)度，結(jié)果如表 8 所示。分別將試樣的 3d 和 28d 強(qiáng)度做柱狀圖，如圖 1 和圖 2。

表8 不同的礦粉摻入后混凝土的抗壓強(qiáng)度 MPa

從表 8、圖 1 和圖 2 中可以看出單獨摻加礦粉的試樣強(qiáng)度均優(yōu)于復(fù)摻礦粉和粉煤灰的，其中 1 號試樣的 3d 和 28d 抗壓強(qiáng)度較 3 號試樣增長了 9.4% 和 7.2%，2 號試樣的 3d 和28d 抗壓強(qiáng)度較 4 號試樣增長了 14.8% 和 12.6%。這說明礦粉對混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)較粉煤灰大，但是單摻礦粉不利于混凝土的施工性能。2 號試樣的 3d 和 28d 抗壓強(qiáng)度較 1 號試樣增長了 13.1% 和 12.8%，4 號試樣的 3d 和 28d 抗壓強(qiáng)度較 3 號試樣增長了 7.7% 和 6.8%，說明摻加魯新 S95 礦粉的試樣強(qiáng)度均優(yōu)于摻加浩德 S95 礦粉的。從表 1 中看出魯新礦粉的比表面積、活性、流動度比等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于浩德礦粉，由于具有較高的比表面積及較好的活性，使得魯新 S95 礦粉在后期強(qiáng)度形成階段能更好地激發(fā)活性，對混凝土強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大，所以摻魯新 S95 礦粉的試樣強(qiáng)度高于摻浩德 S95 礦粉的。

圖1 不同試樣的 3d 抗壓強(qiáng)度

圖2 不同試樣的 28d 抗壓強(qiáng)度

5 結(jié)論

（1）在單摻礦粉的情況下，混凝土的坍落度明顯較礦粉與粉煤灰復(fù)摻的試樣差，而且流動度的損失較為嚴(yán)重。棍度、粘聚性等其他性能指標(biāo)也較復(fù)摻的試樣差。摻魯新 S95的試樣坍落度等各項性能指標(biāo)優(yōu)于摻浩德 S95 礦粉的，混凝土有較好的和易性。

（2）單摻礦粉的試樣強(qiáng)度均優(yōu)于復(fù)摻礦粉與粉煤灰的試樣，摻魯新 S95 的試樣強(qiáng)度均優(yōu)于摻浩德 S95 礦粉的，說明礦粉更有利于混凝土強(qiáng)度的提高，魯新 S95 礦粉較浩德 S95礦粉對混凝土的強(qiáng)度貢獻(xiàn)大。

[1]李繼業(yè). 新型混凝土技術(shù)與施工工藝[M]. 北京：中國建材工業(yè)出版社，2002,12.

[2]陳建奎. 混凝土外加劑原理與應(yīng)用[M]. 北京：中國計劃出版社，2004, 4.

[3]馮乃謙. 高性能混凝土結(jié)構(gòu)[M]. 中國機(jī)械出版社，2004.

[4]吳中偉，廉慧珍. 高性能混凝土[M]. 北京：中國鐵道出版社，2006.

[5]陳改新，紀(jì)國晉，雷愛中，田軍濤. 多元膠凝粉體復(fù)合效應(yīng)的研究[J]. 硅酸鹽學(xué)報，2004(3): 351-357.

[6]汪冬冬，周士瓊，田偉麗. 利用粉煤灰和磨細(xì)礦渣配制高性能混凝土[J]. 混凝土，2006(5): 40-44.

[7]沈玉婷，董傳志. 礦渣微粉及粉煤灰在混凝土中雙摻技術(shù)的試驗研究[J]. 山東建材，2004(2): 34-36.

[8]王玉江，程麟，李東旭，吳學(xué)權(quán). 礦渣粉煤灰的優(yōu)勢互補(bǔ)效應(yīng)[J]. 南京化工大學(xué)學(xué)報，2000(5): 26-30.