礦粉對混凝土性能的影響

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)淺談礦粉對混凝土性能的影響及合理利用作者單位摘 要：近年來，礦粉在商品混凝土攪拌站中的應(yīng)用迅速發(fā)展。礦粉對混凝土工作性能和力學(xué)性能以及耐久性能都有不同的影響，合理的使用或復(fù)合使用，可以提高混凝土的耐久性、和易性以及粘聚性，降低工程成本。但過量使用或不科學(xué)使用便會得到適得其反的效果。為了更好地應(yīng)用礦粉，減少問題，避免事故， 現(xiàn)通過在向莆鐵路FJ-3A標(biāo)中心實驗室現(xiàn)場試驗總結(jié)的一些經(jīng)驗，淺談其對混凝土性能的影響及合理利用。關(guān)鍵詞： 礦粉；對混凝土性能的影響；立磨礦渣粉細(xì)度；

2、合理摻量；合理比例。1 礦粉對混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響礦粉比表面積在430m2/kg520m2/kg之間，摻量在30%40%范圍，增強(qiáng)效應(yīng)表現(xiàn)得最為顯著。單摻礦粉會使混凝土的粘聚性提高，凝結(jié)時間有所延長，泌水量有增大的跡象，可能對混凝土泵送帶來一定的不利影響。礦粉和級粉煤灰復(fù)配配制混凝土，可以充分發(fā)揮二者的“優(yōu)勢互補(bǔ)效應(yīng)”，使混凝土的坍落度增加，和易性好，粘聚性好，泌水得到改善。同時混凝土成本可顯著降低。針對水泥-粉煤灰-礦粉膠凝材料體系，在等量取代的前提下，粉煤灰的摻量以不超過20%為宜，粉煤灰和礦粉摻量以不超過40%為宜，同時建議采用60d或90d強(qiáng)度作為混凝土評定標(biāo)準(zhǔn)，以充分利用混

3、凝土的后期強(qiáng)度。2 礦粉對混凝土耐久性的影響2.1 混凝土水化熱摻加礦粉，可降低漿體水化熱，單摻量小于50%時，水化熱降低不明顯。當(dāng)達(dá)到70%摻量時，3d和7d水化熱分別降低約36%和29%；礦粉和粉煤灰復(fù)配，可顯著降低漿體3d、7d水化熱，采用20%礦粉和20%粉煤灰復(fù)配，漿體3d和7d水化熱分別降低38%和20%，對要求嚴(yán)格控溫的大體積混凝土，礦粉和粉煤灰復(fù)配是理想的礦物摻合料組合，可以有效減少混凝土早期溫縮裂縫的危險。2.2 抗?jié)B性能混凝土中摻加礦粉或礦粉和粉煤灰復(fù)配，發(fā)揮摻合料的微集料效應(yīng)和二次水化反應(yīng)，可以使混凝土孔徑細(xì)化，連通孔減少，混凝土密實性提高，從而大幅提高混凝土的抗?jié)B性能。

4、采用庫侖電量方法評價，礦粉、粉煤灰和引氣劑均能降低混凝土的滲透性，礦粉越細(xì)、摻量越大，特別是礦粉與粉煤灰和引氣劑復(fù)合使用時，均能顯著降低混凝土的滲透性；采用NEL方法評價，對于C30的混凝土，礦粉摻量、細(xì)度、復(fù)摻等措施均不能顯著降低混凝土中的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，適當(dāng)?shù)囊龤鈩﹦t能明顯降低混凝土的滲透性。對于C50的混凝土，礦粉及其與粉煤灰的復(fù)合摻和料，特別是引氣劑均能顯著降低混凝土的滲透性。2.3 抗碳化能力在達(dá)到相同強(qiáng)度的條件下?lián)降V粉混凝土和普通硅酸鹽水泥混凝土具有相同的抗碳化作用能力。2.4 抗凍融能力摻加礦粉，對混凝土的抗凍融性能有一定的改善作用，隨混凝土標(biāo)號的不同提高的幅度在2550次范圍。

5、礦粉混凝土和普通硅酸鹽水泥混凝土在強(qiáng)度和含氣量相同的條件下抗凍融能力基本相同；適當(dāng)摻加引氣劑，適當(dāng)?shù)暮瑲饬亢烷g距系數(shù)對混凝土的抗凍融十分必要。礦粉混凝土含氣量達(dá)到3-4%，混凝土抗凍融循環(huán)次數(shù)可達(dá)250次以上，而且用礦粉取代部分普通硅酸鹽水泥，并不影響引氣劑效率，無須增加引氣劑的摻量。2.5 混凝土收縮按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)測試，在配制C30標(biāo)號等級混凝土?xí)r，摻加40%細(xì)度為430/kg的礦粉混凝土的干縮值與基準(zhǔn)混凝土相比變化不大；而在配制C50標(biāo)號等級混凝土?xí)r，摻加40%細(xì)度為520/kg的礦粉，混凝土的干縮值有一定程度的增加，早期（3、7天）增幅較后期大。礦粉細(xì)度在430m2/kg520m2/kg之間

6、變化，對混凝土干縮值的影響不明顯。礦粉與粉煤灰復(fù)摻與礦粉單摻相比，明顯增加混凝土干縮值，混凝土標(biāo)號越高增加幅度越大?？紤]前3天的自收縮，無論是配制C30混凝土，還是配制C50混凝土，采用單摻礦粉，與基準(zhǔn)混凝土相比，收縮值均無明顯變化。2.6 混凝土抗裂性能礦粉與粉煤灰復(fù)摻改善抗裂性效果優(yōu)于礦粉單摻，這可能是由于復(fù)摻時的早期強(qiáng)度比單摻時低造成的?；炷猎缙趶?qiáng)度對混凝土早期抗裂性有重要影響，混凝土24小時強(qiáng)度越高，混凝土早期越易開裂?；炷猎缙诳沽研耘c早期強(qiáng)度之間可能存在一個臨界值，小于該強(qiáng)度值，混凝土不易開裂，大于該強(qiáng)度值，混凝土容易開裂。該值與環(huán)境條件及約束狀態(tài)有關(guān)。3 在混凝土中的合理應(yīng)用應(yīng)

7、注意的幾個要點3.1嚴(yán)格控制礦粉質(zhì)量，特別是礦粉的細(xì)度目前，大型立磨礦渣粉生產(chǎn)線生產(chǎn)的礦渣粉細(xì)度均控制在400500/kg的范圍內(nèi)。由于其先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，礦渣粉的細(xì)度非常穩(wěn)定，給配制混凝土帶來了很大方便。而球磨礦粉的細(xì)度較難達(dá)到400/kg以上，即使通過延長磨細(xì)時間，增加能耗，勉強(qiáng)達(dá)到400/kg以上，也難以長期穩(wěn)定。一旦其細(xì)度大幅度降低，會給混凝土帶來諸多問題，如粘聚性下降出現(xiàn)離析和泌水、凝結(jié)時間延長、早期強(qiáng)度降低甚至28d強(qiáng)度也會不同程度降低等。這也是為什么在立磨礦粉之前礦粉的應(yīng)用受到限制的原因之一。因此，在使用球磨礦粉時應(yīng)加強(qiáng)檢測。3.2 避免利益驅(qū)動下盲目提高摻量1）單摻礦粉時，以30

8、40為宜。大體積混凝土可增至50以上，以達(dá)到明顯降低水化熱的目的。2）復(fù)摻時，總?cè)〈坎灰顺^50。粉煤灰控制在20以內(nèi)，礦粉控制在30以內(nèi)。3）初期使用時，建議粉煤灰控制在10%以內(nèi)，礦粉控制在20%以內(nèi)，大體積混凝土可適當(dāng)放寬。盡管在試配時，礦粉摻量在70以內(nèi)對混凝土強(qiáng)度影響不大，但過大的摻量在實際應(yīng)用中確存在很多問題。其中兩個問題特別值得關(guān)注，一是混凝土凝結(jié)時間問題。摻量過高時，薄壁結(jié)構(gòu)由于混凝土溫度很快與環(huán)境溫度相同，其混凝土的凝結(jié)時間會明顯加長，不利于施工。對于豎向結(jié)構(gòu)，由于混凝土長期處于塑性狀態(tài)，會使混凝土發(fā)生較大沉降收縮，常常出現(xiàn)沿箍筋的環(huán)行裂縫。大體積混凝土的凝結(jié)時間則不然。由

9、于它能積聚水化熱，凝結(jié)時間往往比試驗要短的多。因此采用大摻量礦粉或礦粉與粉煤灰復(fù)配可降低水化熱，延緩凝結(jié)時間，對大體積混凝土是比較有利的。另一個是混凝土粘聚性問題。我們知道，隨著混凝土強(qiáng)度等級提高，混凝土的粘聚性不斷增加，這樣配制混凝土就存在著兩頭難的問題。低強(qiáng)度等級混凝土粘聚性差，需要設(shè)法增加其粘度，減少混凝土離析泌水的可能；高強(qiáng)度等級混凝土粘聚性大，需要設(shè)法降低其粘度來保證施工性能。由于細(xì)度達(dá)到400/kg以上的礦粉可增加混凝土粘度，因此它有利于低強(qiáng)度等級混凝土而不利于高強(qiáng)度等級混凝土配制。配制高強(qiáng)度混凝土?xí)r需要礦粉和可以降低混凝土粘度的優(yōu)質(zhì)級粉煤灰復(fù)合使用。3.3 復(fù)摻時，針對不同等級粉

10、煤灰，選擇合適的復(fù)合比例礦渣粉在商品混凝土攪拌站使用時，常與粉煤灰復(fù)合使用。這是因為，其一，粉煤灰比礦粉更為廉價，單摻礦粉對混凝土成本不利。雖然單摻粉煤灰可以大幅度降低成本，但摻量受到較大限制；其二，充分利用二者的“優(yōu)勢互補(bǔ)”，改善混凝土性能。1) 礦渣粉與級粉煤灰復(fù)合。礦粉與級粉煤灰復(fù)合使用時，粉煤灰的取代量宜控制在15以內(nèi)，礦粉宜控制在30以內(nèi)。由于級粉煤灰的來源較級粉煤灰要廣，供應(yīng)量充足，因此在商品混凝土攪拌站大量使用。然而級粉煤灰的質(zhì)量穩(wěn)定性很差，使用級粉煤灰的攪拌站技術(shù)人員經(jīng)常為此而發(fā)愁。礦粉的質(zhì)量穩(wěn)定性遠(yuǎn)好于級粉煤灰，給我們配制混凝土帶來了很好的選擇，只要通過試驗找出合適的復(fù)配比例

11、及合適的摻量，就可以配制出和易性好而成本有無明顯增加的混凝土。在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能多用礦粉，降低級粉煤灰質(zhì)量波動給混凝土帶來的不利影響。其實這種配制混凝土的原則適應(yīng)于任何原材料。也就是說，質(zhì)量差或質(zhì)量穩(wěn)定性差的原材料不得不用時，應(yīng)在充分試驗的基礎(chǔ)上，在條件允許的前提下盡可能少用。另外，由于級粉煤灰和礦渣粉同樣具有增加混凝土粘度的趨勢，因此不宜配制高強(qiáng)混凝土。2) 礦渣粉與級粉煤灰復(fù)合。礦粉與級粉煤灰復(fù)合使用應(yīng)是最佳組合。粉煤灰可控制在20以內(nèi)，礦粉可以控制在40以內(nèi)，它們之間的比例可以根據(jù)不同強(qiáng)度等級，不同技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整。從強(qiáng)度方面說，粉煤灰等量取代水泥時，28d強(qiáng)度基本都比空白混凝

12、土強(qiáng)度低，而礦粉在合適的摻量下會使混凝土的28d強(qiáng)度稍有提高，這樣二者有較好的“強(qiáng)度互補(bǔ)效應(yīng)”。同時，二者復(fù)合使用兼顧混凝土早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度，早期發(fā)揮礦粉的火山灰效應(yīng)，改善漿體和集料的界面結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)由于粉煤灰的火山灰效應(yīng)滯后于水泥熟料水化，從而使得火山灰反應(yīng)生成物和水泥水化生成的凝膠數(shù)量不足導(dǎo)致與未反應(yīng)的粉煤灰之間界面粘結(jié)不牢引起的早期強(qiáng)度損失（引自黃士元等編著近代混凝土技術(shù)）；后期發(fā)揮級粉煤灰的火山灰效應(yīng)所帶來的孔徑細(xì)化作用以及未反應(yīng)的粉煤灰顆粒的“內(nèi)核作用”，使混凝土后期強(qiáng)度持續(xù)得到提高。從混凝土粘聚性方面說，礦粉有增加混凝土粘聚性和泌水的趨勢，級粉煤灰卻能明顯降低混凝土的粘聚性和減少混

13、凝土泌水的趨勢，二者的互補(bǔ)優(yōu)勢更為明顯，適合于配制各種強(qiáng)度等級的混凝土。因此，條件允許的情況下，實際應(yīng)用中，建議采用礦粉和級粉煤灰復(fù)配配制混凝土，以充分發(fā)揮二者的“優(yōu)勢互補(bǔ)效應(yīng)”，配制性能更為優(yōu)異同時成本更為經(jīng)濟(jì)的混凝土。3.4 礦粉（或礦粉和粉煤灰復(fù)摻）混凝土對養(yǎng)護(hù)條件要求更為苛刻受施工進(jìn)度、結(jié)構(gòu)形式、養(yǎng)護(hù)手段和人員素質(zhì)等方面因素的影響，混凝土的養(yǎng)護(hù)經(jīng)常得不到重視。特別是豎向結(jié)構(gòu)，如剪力墻、柱等，由于不便養(yǎng)護(hù)，一些單位常常是涂刷養(yǎng)護(hù)劑了事，而養(yǎng)護(hù)劑的效果很難在短期驗證，使混凝土的養(yǎng)護(hù)出現(xiàn)不少問題。在礦粉或礦粉和粉煤灰復(fù)合摻加的情況下，更需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，只有充分養(yǎng)護(hù)才能發(fā)揮摻合料的作用。養(yǎng)護(hù)不好

14、對表面混凝土的影響很大，曾經(jīng)遇到過這樣一個問題：C40墻體混凝土，礦粉取代水泥25%，級粉煤灰取代水泥15%，28d回彈值很低，推斷強(qiáng)度只有C30左右，表面碳化很嚴(yán)重，一般在1.52.5mm之間，嚴(yán)重的高達(dá)4mm，而取芯檢測混凝土強(qiáng)度很高，強(qiáng)度值在4762MPa之間。這說明，盡管試驗室的結(jié)果表明，礦粉或礦粉和粉煤灰復(fù)合摻加取代水泥在一定比例內(nèi)不會對混凝土的碳化產(chǎn)生較大影響，但實際應(yīng)用中由于養(yǎng)護(hù)條件等方面的影響，是否還能遵循這一規(guī)律就很值得懷疑。當(dāng)然在施工中也見到過較好的養(yǎng)護(hù)方法，其實方法很簡單，實際效果確很好，值得借鑒。由于豎向結(jié)構(gòu)不便蓄水養(yǎng)護(hù)，他們在拆模后就由專人負(fù)責(zé)一遍又一遍地用噴霧器在墻上噴水，這樣既能長期保持混凝土表面的濕度，又節(jié)約用水，還減少了因養(yǎng)護(hù)用水四處流淌影響施工。4 總結(jié)綜上所述，大型立磨礦渣技術(shù)在我國的快速發(fā)展，使大量細(xì)度在400/kg的礦粉得到廣泛應(yīng)用。礦粉的大量應(yīng)用，改變以往僅以粉煤灰為主要摻合料的局面。給我們配制混凝土帶來了很大的方便，隨著礦粉研究和應(yīng)用的不斷深