復摻磨細礦粉和粉煤灰在商品混凝土中的應用

覃 賓（新興縣潤江混凝土有限公司）

復摻磨細礦粉和粉煤灰在商品混凝土中的應用

覃 賓
（新興縣潤江混凝土有限公司）

復摻磨細礦粉和粉煤灰應用到商品混凝土中，可以增大新拌混凝土的流動性，改善泌水離析，增加混凝土硬化后的強度，提高耐久性能。試驗研究了磨細礦粉和粉煤灰的最佳摻量，以及兩種礦物質摻合料復摻的復合效應。簡要概括了復摻磨細礦粉和粉煤灰的商品混凝土的技術優勢和應用難點，并給出了工程實例。

商品混凝土；摻合料；復摻

1.引言

隨著建筑業的發展，商品混凝土的應用越來越廣泛，商品混凝土生產行業也逐漸發展壯大，成為建筑業中的新興產業。商品混凝土一般采用泵送工藝，除了滿足強度要求外，必須具有良好的工作性能，并能在較長時間內保持塑性。粉煤灰在商品混凝土中的廣泛使用，帶來了可觀的經濟效益和環保效益。在商品混凝土中摻入粉煤灰的同時，再摻入磨細礦渣粉或沸石粉、硅灰等兩種以上的摻合料，稱為復摻技術。本文主要研究復摻磨細礦粉和粉煤灰對商品混凝土的性能產生什么影響，復摻磨細礦粉和粉煤灰的商品混凝土具有哪些技術優勢和應用難點。

2.復摻磨細礦粉和粉煤灰商品混凝土的性能

2.1 商品混凝土對工作性的特殊要求

混凝土的性能包括兩個方面，即新拌混凝土的工作性能以及混凝土硬化后的性能。混凝土的工作性通常用和易性表示，它是混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性等多種性能的綜合表述。當混凝土拌臺物的和易性好時，泵送混凝土的可泵性好，混凝土容易澆筑振實，且不發生離析，而不易造成質量缺陷。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量的主要因素。

對商品混凝土而言，通常是以新拌混凝土形式提供給用戶，最終在用戶處形成硬化混凝土[1]。它與現場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地方，從制備地點到使用地點需要經過一個運輸過程，因而需要一定的運輸時間。在這段時間里，如果新拌混凝土的性能發生較大變化的話，制備出的新拌混凝土性能再好也不一定能滿足使用要求。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間內必須保持性能穩定，這段時間通常是幾小時到十幾小時。

2.2 復摻磨細礦粉和粉煤灰對商品混凝土性能的影響

1.增加了新拌混凝土的流動性

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，對漿體的流動性沒有貢獻；另一部分是表面層水，它在顆粒表面形成水膜層，漿體的流動性取決于水膜層的厚度。在商品混凝土中摻入磨細礦粉和粉煤灰超細粉等摻合料，它們較小的顆粒粒徑與水泥顆粒在微觀上形成級配體系，將原來填充在空隙之中的填充水置換出來成為自由水[2]。

與多孔性的球狀粉煤灰顆粒相比，磨細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較少，而且礦粉顆粒具有疏水作用，對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度大。

2.改善了新拌混凝土的離析泌水

混凝土的流動性與穩定性是相互矛盾的，商品混凝土具有良好的可泵性，同時又不泌水離析，關鍵在于其膠凝料漿體具有適當的塑性粘度，它能減少骨料間的接觸應力，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。

粉煤灰和磨細礦粉等超細粉摻合料不僅具有物理填充效應，其細小顆粒和巨大的表面積產生出較大的內表面力，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度

一般而言，單摻一種礦物質摻合料，混凝土的早期強度隨摻量的增加而降低，但后期強度會有較大幅度增長。粉煤灰對混凝土強度的貢獻隨齡期的增加而增加，隨水膠比的降低而增加。而復合摻入磨細礦粉和粉煤灰不是兩種摻合料簡單的混合，而是發揮兩種摻合料的更大優勢，在強度上尚有一定的互補作用。復摻后更能有效地提高其火山灰效應，增加體系中微粒間的化學反應，誘導激發作用，使混凝土早強和后期強度均能得到提高[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礦粉和粉煤灰，對其內部結構影響不同，但是總的特點是使水泥石的結構密實、水泥石與骨料之間的界面結構得到改善，從而降低混凝土內部水化熱早期干燥、收縮程度，混凝土抗滲性能、抗凍能力、抗碳化能力、混凝土抗裂性能及耐化學腐蝕能力更有顯著的提高。

2.3 磨細礦粉和粉煤灰與減水劑的適應性

1.問題的提出

我們只有同過試配才能掌握減水劑-水泥+磨細礦粉、減水劑-水泥+粉煤灰、減水劑-水泥+粉煤灰+磨細礦粉各體系之間的適應性。不同的膠凝材料體系將會有可能出現不同的適應性。當外減水劑與膠凝材料不適應時，通常會出現如下現象：⑴混凝土流動性較差；⑵混凝土坍落度損失較大；⑶出現離析、泌水現象。因此，我們在做試配時在原有水泥的基礎上作了如下的技術措施：⑴增加粉煤灰的摻量，減少磨細礦粉的摻量。一般來說，粉煤灰混凝土對化學外加劑的適應性較強些，而磨細礦粉混凝土對外加劑的適應性較弱些。⑵選擇低濃型的高效萘系減水劑。最終，我們解決了磨細礦粉和粉煤灰與減水劑的適應性問題。

2.磨細礦粉和粉煤灰的使用摻量

磨細礦粉和粉煤灰復摻時，應針對不同等級的粉煤灰選擇合適的復合比例。

目前，我們云浮地區的商品混凝土攪拌站普遍使用的是Ⅱ級粉煤灰，磨細礦粉的細度一般是在300m2/kg—400m2/kg以內。所以，磨細礦粉磨細礦粉與Ⅱ級粉煤灰復合使用時，粉煤灰的取代量宜控制在15%以內，磨細礦粉摻量宜控制在30%以內。由于Ⅱ級粉煤灰的質量穩定性較差，細度上下范圍內波動較大，而礦粉的質量穩定性遠好于Ⅱ級粉煤灰，我們配制混凝土等級時，通過試配可以找出合適的復配比例及合適的摻量，配制出的混凝土的和易性良好，可以很好的滿足工地施工的需要。從強度方面說，粉煤灰等量取代水泥時，28d強度基本都比空白混凝土強度低，而礦粉在合適的摻量下會使混凝土的28d強度稍有提高，這樣二者有較好的“強度互補效應”。同時，二者復合兼顧混凝土早期強度與后期強度，早期發揮礦粉的火山灰效應，改善漿體和集料的界面結構，彌補由于粉煤灰的火山效應滯后于水泥熟料水化，從而使得火山灰反應生成物和水泥水化生成的凝膠數量不足導致與未反應的粉煤灰之間界面粘結不牢引起的早期強度損失；后期發揮粉煤灰的火山效應所帶來的孔徑細化作用以及未反應的粉煤灰顆粒的“內核作用”，使混凝土后期強度持續得到提高。

3.工程實例

新興縣某商業住房多層梁板采用C30等級商品混凝土，采用復摻磨細礦粉和粉煤灰技術。粉煤灰采用云浮某廠Ⅱ級粉煤灰，磨細礦粉為陽江某廠提供（比表面積約為330m2/kg）。混凝土配合比設計中膠凝材料總量為380kg/m3，粉煤灰摻量占膠凝材料總量的15%，磨細礦粉摻量15%，水膠比為0.45。

測得新拌混凝土坍落度≥160mm，坍落擴展度≥480mm，且坍落度損失小，混凝土工作性良好。混凝土硬化后7d平均抗壓強度為26.6MPa，28d平均抗壓強度為42.1MPa。與不摻礦物質摻合料的商品混凝土相比，成本降低可達10%以上。

5.結語

本文研究了復摻磨細礦粉和粉煤灰的商品混凝土的工作性和強度以及耐久性，提出將磨細礦粉和粉煤灰復合使用比單摻更能提高新拌混凝土工作性。在實際應用中，應加強對復摻磨細礦粉和粉煤灰的商品混凝土的早期養護，防止出現裂縫。

[1]張承志.商品混凝土[M].北京：化學工業出版社，2006：149～150

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

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

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1007-6344（2016）04-0314-01