礦粉在混凝土中的應用

王海潮

北京陸建鴻興工程質量檢測有限公司（100049）

礦粉在混凝土中的應用

王海潮

北京陸建鴻興工程質量檢測有限公司（100049）

介紹了礦粉在混凝土中的試驗和應用情況，并分析了礦粉對混凝土性能的影響，說明采用礦粉取代部分水泥，可改善混凝土拌合物性能，保證中長期力學性能，提高抗滲性能。同時介紹了礦粉在混凝土應用過程中應注意的問題。

混凝土；抗壓強度；礦粉；活性指數

1 試驗用原材料

1）礦粉:S95級，其性能見表1。

表1 礦粉性能

2）水泥:普通42.5級，其性能見表2。

2 試驗方法

表2 水泥主要物理性能

配合比設計參照JGJ 55-2000并結合經驗進行；拌合物坍落度及和易性觀察根據GB/T 50080-2002進行；抗壓強度測定根據GB/T 50081-2002進行;耐久性測定根據JGJ 82-85進行。

3）粉煤灰:其主要性能見表3。

3 混凝土配合比及性能試驗

表3 粉煤灰性能

4）砂:天然河砂，其主要性能見表4。

表4 砂的主要性能

5）碎石:5～31.5 mm連續級配碎石，其主要性能見表5。

表5 碎石的主要性能

6）外加劑:摻量為c×1.5%時，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，詳見表6。

水膠比較大時（本試驗中為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強度近似線性降低；28 d、60 d強度，當摻量為30%以下時,變化不大,隨著摻量的增加略有上升,至30%時最高。3 d、7 d強度與28 d、60 d強度結果比較，可見隨著礦粉摻量的增加,強度增加幅度增大，即礦粉摻量對后期強度的影響逐漸變小。

基因固定才能形成新品種，其培育過程需要不斷分離、篩選。兩個品種雜交會產生3種雜交表現，三個品種雜交會產生9種表現。當這種幾何式的組合變化與時間和生物群體數量發生聯系時，篩選與分離將是一個令人望而生畏的浩大工程。以牛為例，一個雜交世代需要5年左右產生500—600頭基數，它們生長至配種、產犢又要3年，如此經歷5代(15年)才可能固定一個品種的優良性狀。之后，還要用5年在不同地域雜交繁育至少1500頭群體進行綜合測試。

水膠比較小時（本試驗中為0.35），礦粉摻量為0%～30%時，隨著礦粉摻量的增加，7 d、28 d強度遞增，摻30%時最高，但摻30%時黏性較大，因為礦粉比表面積超過400 m2/kg。在某合適摻量時，因為它的微集料效應具有一定的減水和增加流動性功能，但在高強度混凝土（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，達到相同的坍落度時，比基準混凝土的需水量低，且置換率越大，需水量越小。實際試驗和應用中，為達到相同的坍落度，可調整用水量或外加劑用量。在中低強度混凝土（較大水灰比）中，隨著礦粉摻量的增加，調整用水量或減水劑用量，混凝土達到相同的坍落度時，流動性增大。

為了驗證摻礦粉混凝土的抗滲性能，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個混凝土抗滲標準試件,標養28 d后進行抗滲試驗，試驗水壓從0.1 MPa開始，每隔8 h增加0.1 MPa，逐級加壓1.4 MPa并持壓8 h后停機，此時兩組試件頂面均無滲水現象，劈開后觀察滲水情況，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。說明用礦渣微粉配制的混凝土密實性好，抗滲透能力強，適用于鋼筋混凝土防水結構。

4 礦粉在混凝土中應用時應注意的問題

4.1 注意礦粉摻量

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

因此實際使用時，應根據工程進度、強度等級、結構特點、氣候狀況等的不同，合理地確定礦粉摻量。

4.2 注意調整混凝土的凝結時間

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

4.3 注意混凝土的養護

礦粉、粉煤灰復摻混凝土對養護條件要求更為苛刻，應加強與施工方溝通，確保混凝土的養護條件和養護時間。只有充分的養護才能發揮摻合料的作用。

5 結論

1）礦粉取代部分水泥，能減少水化熱，延緩凝結時間，改善混凝土的工作性能，提高抗滲性。

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

3）采用礦粉可以利用工業廢料，保護環境，符合國家可持續發展的戰略要求，也是降低混凝土成本的一項有效措施。