普通混凝土中摻加高爐礦渣微粉的試驗(yàn)與探討

張紅珠

1 概述

礦渣應(yīng)用目前有兩種方法:1)作為混合材和水泥熟料一起粉磨，但由于礦渣易磨性差，其易磨性系數(shù)一般比水泥熟料高出5 kW/t，混合粉磨后細(xì)度還達(dá)不到水泥的平均細(xì)度，這就限制了其活性的充分發(fā)揮，故大部分摻量在 40%以下;2)采用分別磨細(xì)方法，把礦渣單獨(dú)粉磨到比表面積400m2/kg上，這時的礦渣被稱為“高爐礦渣微粉”，將其直接摻入混凝土中作摻合料，可使混凝土的多項(xiàng)性能得到改善。第 1)種方法用于水泥生產(chǎn)過程，而施工現(xiàn)場及混凝土生產(chǎn)過程中主要采用第 2)種方法。

隨著混凝土的商品化，普通粉煤粉混凝土是目前使用最廣、用量最多的，但其只是摻用粉煤粉以取代部分水泥，鑒于礦渣細(xì)粉在高性能混凝土中的成功應(yīng)用，進(jìn)一步探索礦渣細(xì)粉在普通粉煤粉混凝土中的摻加與應(yīng)用，為此我們對礦渣細(xì)粉進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。通過膠砂試驗(yàn)考察了磨細(xì)礦渣粉的加入對膠砂流動性的影響及不同摻量對砂漿抗壓強(qiáng)度的影響。通過混凝土試配試驗(yàn)考察了磨細(xì)礦渣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(yàn)用原材料

1)高爐礦渣微粉:主要技術(shù)指標(biāo)及化學(xué)成分見表 1，表 2。

表1 高爐礦渣微粉主要技術(shù)指標(biāo)

表2 高爐礦渣微粉化學(xué)成分 %

2)水泥:采用普通硅酸鹽水泥，主要技術(shù)指標(biāo)見表 3。

表3 硅酸鹽水泥主要技術(shù)指標(biāo)

3)粉煤灰:Ⅱ級粉煤灰。

4)細(xì)集料:普通中砂，細(xì)度模數(shù) 2.8，級配組成見表 4。

表4 細(xì)集料級配組成

5)粗集料:普通碎石，5mm～31.5mm連續(xù)級配見表5。

表5 粗集料級配組成

6)外加劑:MNF-SP緩凝型高效減水劑(濃度40%)。

3 水泥膠砂配合比

本試驗(yàn)主要通過純水泥、水泥+粉煤灰、水泥 +25%高爐礦渣微粉、水泥 +50%高爐礦渣微粉、水泥+粉煤灰+50%高爐礦渣微粉五種試驗(yàn)的對比考察高爐礦渣微粉的加入對膠砂的工作性能及強(qiáng)度的影響，其膠砂配合比見表 6。

表6 膠砂配合比

4 混凝土配合比

本試驗(yàn)針對常用的混凝土標(biāo)號，采用了C25，C30，C35，C 40四種強(qiáng)度等級的混凝土，主要考察高爐礦渣微粉的加入對混凝土工作性能及抗壓強(qiáng)度的影響，其配合比見表 7。

表7 試驗(yàn)用不同強(qiáng)度混凝土配合比

5 試驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 膠砂試驗(yàn)情況及分析

1)膠砂試驗(yàn)結(jié)果見表 8。

表8 膠砂試驗(yàn)結(jié)果對比

2)高爐礦渣微粉的摻入對膠砂流動度的影響。從膠砂流動度的數(shù)據(jù)可以看出:礦渣微粉摻入后，膠砂流動度有所改善，同時摻入粉煤灰和礦渣微粉則膠砂流動度增加明顯。

3)高爐礦渣微粉的摻入對強(qiáng)度的影響。高爐礦渣微粉的摻入使膠砂早期抗壓強(qiáng)度明顯降低，降低的幅度隨礦渣微粉摻入量的增加而增加，僅摻入25%的礦渣微粉3 d強(qiáng)度下降15%，僅摻入 50%的礦渣微粉 3 d強(qiáng)度下降 43%，在原有粉煤灰的情況下，3 d強(qiáng)度下降33%;另一方面，僅摻入礦渣微粉后期強(qiáng)度增長較快，但在有粉煤灰的情況下，膠砂28 d強(qiáng)度比不加時要低7%左右?？梢娪蟹勖夯业那闆r下礦渣微粉等量取代水泥有一定困難。

5.2 混凝土試配試驗(yàn)情況及分析

1)混凝土試配試驗(yàn)結(jié)果(見表 9)。根據(jù)膠砂試驗(yàn)結(jié)果，礦渣微粉摻量為 25%時效果較佳，因此在混凝土中也按 25%進(jìn)行。

表9 混凝土試配試驗(yàn)結(jié)果

2)高爐礦渣微粉的摻入對混凝土工作性能的影響。從對比試驗(yàn)中的坍落度和擴(kuò)展度的數(shù)據(jù)看，礦渣微粉的加入對混凝土的工作性能影響不明顯，試配過程中也沒發(fā)現(xiàn)混凝土有其他異常情況。

3)高爐礦渣微粉的摻入對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。從抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，礦渣微粉摻入后混凝土早期強(qiáng)度有明顯下降:其中 3 d抗壓強(qiáng)度下降23%～28%，7 d抗壓強(qiáng)度下降 7%～16%。但后期(28 d)混凝土抗壓強(qiáng)度則基本恢復(fù)正常。因而高爐礦渣微粉對混凝土后期強(qiáng)度并沒有不利的影響。

6 結(jié)論與推廣

通過上述對比試驗(yàn)，對高爐礦渣微粉作為混凝土摻合料在普通混凝土中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討，進(jìn)而得出如下結(jié)論:

1)高爐礦渣微粉在粉煤粉混凝土中應(yīng)用是可行的，在普通粉煤粉混凝土中加入 25%的高爐礦渣微粉對混凝土的工作性能無不良影響。2)普通粉煤粉混凝土中摻入適量礦渣微粉早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度恢復(fù)正常?？梢娛褂么嘶炷?xí)r拆模不能過早。3)由于取代了部分水泥，高爐礦渣微粉的加入能有效降低混凝土的生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] 上海市建筑科學(xué)研究院，上海市散裝水泥辦公室.?；郀t礦渣微粉在水泥混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[Z].1999.

[2] 趙俊梅.摻磨細(xì)礦渣粉和高鈣粉煤灰混凝土的研究[J].山西建筑，2009，35(1):181-182.