超細(xì)復(fù)合摻合料在混凝土中的應(yīng)用

黃清林，楊曉偉

（1. 浙江智峰科技有限公司，浙江 嘉興 314000；2. 嘉興南方混凝土制品有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 前言

優(yōu)質(zhì)礦物摻合料在混凝土中取代水泥，能夠節(jié)約能源、減少環(huán)境污染，被譽(yù)為混凝土的不可缺少的“第六組分”。復(fù)合摻合料是配制高性能混凝土的必要材料之一，是制作高性能混凝土的功能性組分材料。它通過(guò)復(fù)合膠凝效應(yīng)、誘導(dǎo)激活效應(yīng)、表面微晶化效應(yīng)、界面耦合效應(yīng)、微集料效應(yīng)，不僅可以改善混凝土的工作性能，而且對(duì)混凝土耐久性等都有十分顯著改善。

復(fù)合化可以將低品質(zhì)材料與高品質(zhì)材料搭配使用，并通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中合理的組分配比、必要的激發(fā)劑技術(shù)等，將復(fù)合摻合料的性能大幅度提高，既實(shí)現(xiàn)了有效供給，又提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，還解決了環(huán)境保護(hù)等一系列問(wèn)題。摻合料復(fù)合能夠產(chǎn)生“組合效應(yīng)”，可以解決混凝土中存在的若干技術(shù)問(wèn)題。

每種摻合料都有其自身的特點(diǎn)，在制作混凝土?xí)r應(yīng)充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)，利用幾種礦物摻合料之間良好的技術(shù)耦合性，充分發(fā)揮幾種摻合料的協(xié)同作用。隨著摻合料應(yīng)用技術(shù)的普及，實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)使用單一品種的摻合料對(duì)混凝土性能存在一些不良影響，包括早期強(qiáng)度發(fā)展受限、抗碳化等耐久性能不足等，由此將若干種類的摻合料復(fù)合后使用成為了業(yè)界的熱點(diǎn)。同時(shí)，隨著設(shè)計(jì)、施工技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)混凝土材料也提出了新的要求，最突出表現(xiàn)為高強(qiáng)、高耐久，這也促成了對(duì)復(fù)合摻合料技術(shù)的發(fā)展需求。

1 超細(xì)復(fù)合摻合料的配制

本文中的超細(xì)復(fù)合摻合料是利用市場(chǎng)上化工生產(chǎn)企業(yè)的固體廢棄物硅渣（水淬渣）、礦渣、鋼渣及建筑再生石粉按一定的比例進(jìn)行超細(xì)粉磨，再通過(guò)輔助添加劑進(jìn)行改性，提高其與水泥、外加劑的適應(yīng)性。在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，立磨的產(chǎn)量要優(yōu)于球磨。

1.1 超細(xì)復(fù)合摻合料的主要化學(xué)指標(biāo)

見(jiàn)表 1。

表 1 超細(xì)復(fù)合摻合料化學(xué)指標(biāo) %

1.2 超細(xì)復(fù)合摻合料的物理指標(biāo)

見(jiàn)表 2。

表 2 超細(xì)復(fù)合摻合料物理指標(biāo) %

2 混凝土試驗(yàn)原材料

（1）水泥：試驗(yàn)采用南方水泥廠生產(chǎn)的 P·O42.5水泥，性能試驗(yàn)結(jié)果如表 3 所示。

表 3 水泥技術(shù)指標(biāo)

（2）礦粉：試驗(yàn)采用張家港某廠生產(chǎn)的礦粉，等級(jí)為 S95，其礦粉性能技術(shù)指標(biāo)如表 4 所示。

表 4 礦粉技術(shù)指標(biāo)

（3）粉煤灰：試驗(yàn)采用嘉興電廠的 Ⅱ 級(jí)灰 F 類，其性能技術(shù)指標(biāo)如表 5 所示。

表 5 粉煤灰的技術(shù)指標(biāo) %

（4）外加劑：試驗(yàn)采用高性能聚羧酸減水劑，規(guī)格為 HQL-I 型，含固量 22.06%，密度 1.045g/cm3，混凝土減水率 27%。

（5）機(jī)制砂：試驗(yàn)用細(xì)骨料采用浙江安吉機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù) μf=2.8，Ⅱ區(qū)中砂，表觀密度 2.65g/cm3，含泥量 4.5%，泥塊含量 0.6%。

（6）碎石：試驗(yàn)用粗骨料采用浙江建德碎石，規(guī)格為 5～31.5mm 連續(xù)級(jí)配，針片狀含量 5%，含泥量0.3%，壓碎指標(biāo) 6.5%，表觀密度 2.70g/cm3，各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 試驗(yàn)及結(jié)果

根據(jù)原材料的質(zhì)量情況，利用超細(xì)復(fù)合摻合料代替粉煤灰及礦粉與粉煤灰做對(duì)比試驗(yàn)，從 C25、C30、C35 三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行了多輪試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果比較理想，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。表中序號(hào) 1 為基準(zhǔn)正常的配合比；序號(hào) 2 為超細(xì)復(fù)合摻合料等量替代粉煤灰；序號(hào) 3為超細(xì)復(fù)合摻合料代替礦粉與粉煤灰。

4 工程應(yīng)用

自 2020 年 4 月份開(kāi)始，我們把超細(xì)復(fù)合摻合料應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)，對(duì)多個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行澆筑跟蹤，混凝土的坍落度損失情況正常、和易性良好、工作性能優(yōu)良、混凝土表面無(wú)泌水，泵送正常，超高層泵送也相當(dāng)順利。拆模后混凝土表面光滑無(wú)質(zhì)量缺陷，現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度正常遞增，碳化正常，現(xiàn)場(chǎng) 28 天同條件試塊強(qiáng)度與試驗(yàn)強(qiáng)度相比有所提高。如今使用超細(xì)復(fù)合摻合料供應(yīng)混凝土 300 多萬(wàn)立方，客戶反映質(zhì)量穩(wěn)定、工作性能好，而且還能降低生產(chǎn)成本。按目前浙江嘉興市場(chǎng) P·O42.5 水泥到混凝土公司價(jià)格為 480 元/噸，S95 礦粉 430 元/噸，粉煤灰 260 元/噸，超細(xì)復(fù)合摻合料 220元/噸計(jì)算，C25 超細(xì)摻合料替代粉煤灰每立方節(jié)約 2.4元；替代礦粉與粉煤灰的節(jié)約 10.05 元。C30 超細(xì)摻合料替代粉煤灰每方節(jié)約 2.4 元；替代礦粉與粉煤灰的節(jié)約 9.32元。C35 超細(xì)摻合料替代粉煤灰每方節(jié)約 2.4元；替代礦粉與粉煤灰的節(jié)約 10.85 元材料成本。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）超細(xì)復(fù)合材料的推廣使用，不但可以改善混凝土的工作性能，而且能解決由于電廠優(yōu)質(zhì)粉煤灰緊缺的矛盾，杜絕低品質(zhì)粉煤灰給混凝土企業(yè)帶來(lái)的危害，同時(shí)解決假礦粉困擾。

（2）使用超細(xì)復(fù)合料配制混凝土?xí)r，首先要對(duì)超細(xì)復(fù)合摻合料做外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)，沒(méi)有進(jìn)行改性的超細(xì)復(fù)合摻合料不一定與外加劑匹配。

（3）利用建筑固廢與工業(yè)固廢生產(chǎn)的超細(xì)復(fù)合摻合料要做好有害物質(zhì)的檢測(cè)，如對(duì)氯離子、放射性的檢測(cè)，每批進(jìn)廠必須檢測(cè)合格方能使用。

（4）使用超細(xì)復(fù)合摻合料替代粉煤灰時(shí)，可以適當(dāng)降低用水量，且 7 天、28 天強(qiáng)度比基準(zhǔn)樣要高 3～4MPa；替代礦粉與粉煤灰的 7 天相對(duì)略低，但 28 天要比基準(zhǔn)高。

（5）使用超細(xì)復(fù)合摻合料的混凝土，抗?jié)B效果特別突出，針對(duì) C25、C30 混凝土未摻膨脹劑情況下，混凝土抗?jié)B等級(jí)達(dá)到 P12 以上。

表 6 混凝土對(duì)比試驗(yàn)