矿渣粉在商品混凝土中的应用
混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用

混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用一、矿渣粉的概述矿渣粉是指在冶金过程中产生的一种固体废弃物,其主要成分是硅酸盐、氧化物和铝酸盐等。
矿渣粉具有较高的活性和水化反应能力,可以与水反应生成水化硅酸钙凝胶,从而增强混凝土的强度和耐久性。
目前,矿渣粉已经被广泛地应用于混凝土中,成为一种重要的掺合料。
二、矿渣粉的掺量对混凝土力学性能的影响1. 抗压强度:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗压强度。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗压强度可以提高20%左右。
这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,增加混凝土的致密性和坚固性。
2. 抗拉强度:矿渣粉的掺入也可以提高混凝土的抗拉强度。
这是因为矿渣粉可以改善混凝土的微观结构,使得混凝土中的颗粒分布更为均匀,从而提高混凝土的整体强度。
3. 抗冻性能:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗冻性能。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗冻性能可以提高30%左右。
这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的水分,从而减少混凝土在低温环境下的冻融损伤。
4. 耐久性:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的耐久性。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的耐久性可以提高50%左右。
这是因为矿渣粉可以减少混凝土中的氧化物含量,从而减少混凝土的腐蚀和老化。
三、矿渣粉的应用矿渣粉可以作为一种掺合料,与水泥、砂子等原材料混合使用,制成混凝土。
在具体的应用中,矿渣粉的掺量一般为10%~30%左右。
除此之外,矿渣粉还可以用于制作高强度混凝土、自流平混凝土、泵送混凝土等特殊混凝土。
四、矿渣粉的使用注意事项1. 矿渣粉的掺入应该根据具体的工程要求和混凝土的配合比进行确定。
一般来说,矿渣粉的掺量不应超过30%。
2. 矿渣粉应该与其他原材料充分混合,避免出现团聚和分层现象。
3. 在施工过程中,应该注意控制混凝土的水灰比,以充分发挥矿渣粉的效果。
4. 矿渣粉的质量应该符合国家相关标准,避免使用劣质矿渣粉对混凝土的性能产生影响。
粉煤灰和矿渣在商品混凝土中的应用

二、粉煤灰对混凝土性能的影响
1、粉煤灰对混凝土工作性能和力学性能的 影响 1)粉煤灰能够改善混凝土和易性。 2)加入粉煤灰后,混凝土的泵送性能得到 很大改善,通过加入粉煤灰可以实现混凝土长 距离泵送。 3)由于粉煤灰混凝土的水泥用量较少,凝 结时间延长。 4)粉煤灰混凝土的早期强度低,后期强度 高。
4. 复掺时,针对不同等级粉煤灰,选择合 适的复合比例。 矿渣粉在预拌混凝土搅拌站使用时,常 与粉煤灰复合使用。这是因为,其一,粉煤灰 比矿粉更为廉价,单掺矿粉对混凝土成本不利。 虽然单掺粉煤灰可以大幅度降低成本,但掺量 受到较大限制;其二,充分利用二者的“优势 互补”,改善混凝土性能。
1) 矿渣粉与Ⅱ级粉煤灰复合。矿粉与Ⅱ 级粉煤灰复合使用时,粉煤灰的取代量宜控 制在15%以内,矿粉宜控制在30%以内。在 条件允许的情况下,应尽可能多用矿粉,降 低Ⅱ级粉煤灰质量波动给混凝土带来的不利 影响。其实这种配制混凝土的原则适应于任 何原材料。也就是说,质量差或质量稳定性 差的原材料不得不用时,应在充分试验的基 础上,在条件允许的前提下尽可能少用。另 外,由于Ⅱ级粉煤灰和矿渣粉同样具有增加 混凝土粘度的趋势,因此不宜配制高强混凝 土。
3. 无论单掺和复掺,均应事先了解水泥中 掺合料数量和种类 除Ⅰ型硅酸盐水泥P.Ⅰ外,其他种类水泥 中均掺有一定量的混合材,有些水泥混合材的 掺量还很高,混合材的种类也很多,比如:石 灰石、粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰、窑灰、 燃烧后的煤矸石等,因此在使用矿渣粉或其它 种类掺合料时,无论单掺时的掺量或复掺时的 总量控制,均应考虑水泥中混合材的种类和掺 量,以防对混凝土性能产生不利影响。
4、 矿粉是水淬粒化高炉矿渣经粉磨后达 到规定细度的一种粉体材料。矿渣作为混合材 在水泥中应用非常广泛,但矿粉在商品混凝土 中的应用要比粉煤灰要晚一些,主要因为矿渣 的细磨技术是近几年才在我国得到迅速发展起 来的。 随着矿渣磨细技术的不断发展,矿渣被磨 至相应细度的能耗越来越低,并且细度也很容 易达到400m2/kg以上。 5、商品混凝土胶凝材料体系正由“水泥”、 “水泥+粉煤灰”向“水泥+粉煤灰+矿粉”体 系转变。
混凝土中掺加矿渣粉的效果

混凝土中掺加矿渣粉的效果一、背景介绍混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其主要成分为水泥、骨料和水。
矿渣粉是一种工业副产品,由冶金工业中的渣铁粉经过磨细加工而成,具有良好的活性和水化性能,被广泛应用于混凝土中。
本文旨在探讨矿渣粉在混凝土中的掺加效果,并提供详细规格。
二、混凝土中掺加矿渣粉的作用1.增强混凝土的耐久性矿渣粉中含有大量玻璃相和活性晶体,能够与水泥反应生成胶凝体,弥补水泥中的缺陷,提高混凝土的密实性和耐久性。
2.提高混凝土的抗裂性能矿渣粉中的活性晶体能够填充混凝土中的毛细孔隙,减少混凝土内部的应力集中,从而提高其抗裂性能。
3.降低混凝土的热裂风险矿渣粉中的活性晶体能够吸收混凝土水化反应中释放出的热量,减缓混凝土的温度升高速度,降低混凝土的热裂风险。
4.节约资源,保护环境矿渣粉是一种工业副产品,其利用可以节约资源,减少环境污染。
三、矿渣粉的掺加量和粒径要求1.掺加量矿渣粉的掺加量应根据混凝土的用途和要求进行确定,一般为水泥用量的20%~30%。
掺加量过多会导致混凝土早期强度不足、收缩过大等问题。
2.粒径要求矿渣粉的粒径应符合GB/T18046-2008中规定的要求,粒径应小于等于45μm,且不得超过10%的粒径大于20μm。
粒径过大会影响矿渣粉的活性和水化性能。
四、混凝土中掺加矿渣粉的配合比设计要求1.水泥用量混凝土中掺加矿渣粉后,水泥用量应相应减少,以保持混凝土的强度和耐久性。
一般掺加30%矿渣粉的混凝土中,水泥用量应为原水泥用量的70%。
2.骨料用量混凝土中的骨料应根据混凝土的用途和要求进行选择。
一般掺加矿渣粉的混凝土中,使用的骨料应具有良好的强度和耐久性,以保证混凝土的力学性能和耐久性。
3.水灰比混凝土中的水灰比应根据混凝土的用途和要求进行确定。
一般掺加矿渣粉的混凝土中,水灰比应在0.35~0.45之间,以保证混凝土的强度和耐久性。
五、混凝土中掺加矿渣粉的施工要求1.掺加矿渣粉的混凝土应在搅拌机中充分搅拌,以保证矿渣粉的均匀分散。
矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究

矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究引言矿渣粉也是目前商品混凝土生产企业广泛采用的原材料之一。
掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的和易性、流动性,抗压强度等多项性能,同时可以降低生产企业的材料成本提高生产效益。
尤其是利用矿渣粉和粉煤灰等活性混合材相复合,取代部分水泥。
目前,随着我国大型立磨矿粉技术的快速发展,大量细度在400~430m/kg的矿粉得到了广泛应用,矿粉替代水泥量达到40%以上。
现在,众多商品混凝土公司大量使用矿粉,但是由于单掺矿粉,容易导致混凝土发黏a板结,而通过与粉煤灰复配,可以改善混凝土的泵送性能,同时降低了混凝土的生产成本,并且通过次第水化和微集料效应,还改善了混凝土的结构和耐久性。
本文通过对水化热、收缩以及氯离子渗透的研究,指出矿粉和粉煤灰复掺40%~60%,能够有效保证混凝土的强度和耐久性。
1 实验材料及实验方法1.1 原材料水泥:P.O42.5水泥,28天抗压强度52Mpa;粉煤灰:I级粉煤灰;矿粉:S95级矿粉;砂:中砂,细度模数2.7,含泥量小于3.0%;石:5~25mm。
连续级配,含泥量小于0.5%;减水剂:北京成百星JSP-V萘系减水剂。
1.2 实验方法水化热测定参照GB2022-80进行,测得水化温升与时间的关系曲线;自由收缩是在干燥条件下测定25×25×285mm胶砂棒收缩率;氯离子渗透是采用美国ASTM C1202-97方法,记录6小时内通过Φ100×50mm的圆柱体试件的电量Q值,用来评价混凝土的密实程度和抵抗氯离子渗透能力。
2 实验结果与分析2.1 矿粉对水化热的影响在表1和图1中,从曲线2和3可知,掺矿粉的水泥水化速率要高于掺粉煤灰,出现最高温峰时间要早,且最高温峰较粉煤灰高,但是与纯水泥1相比,水化最高温升有了明显降低,这样可以避免由于水化温升导致混凝土内外温差而产生微裂纹;曲线2、3、5,替代水泥量为40%时,单掺矿粉、单掺粉煤灰和双掺矿粉和粉煤灰出现最高温峰时间差距不大。
混凝土中掺加矿渣粉的作用原理

混凝土中掺加矿渣粉的作用原理一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其主要成分为水泥、砂、石、水等。
但在混凝土的制作过程中,水泥的生产和使用对环境污染较大,因此需要寻找一种替代水泥的材料。
矿渣粉是一种由工业废渣经过研磨制成的细粉末材料,其在混凝土中掺加可以起到很好的替代水泥的作用。
本文将详细介绍混凝土中掺加矿渣粉的作用原理。
二、矿渣粉的来源和性质矿渣粉是指在冶金行业中产生的废渣,经过研磨加工制成的细粉末材料。
主要来源于冶炼铁、钢、铜等金属时,产生的高炉炉渣、钢铁炉渣、铜渣等。
矿渣粉的主要成分是氧化物和硅酸盐,其中含有较多的硅、铝、钙、铁等元素。
其颜色一般为灰白色或淡黄色,具有一定的细度和活性。
三、混凝土中掺加矿渣粉的作用原理1. 矿渣粉的活性矿渣粉的主要成分为硅酸盐和氧化物等,其所含有的活性成分能够与水泥反应,形成硬化产物。
矿渣粉中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙,同时放热,使混凝土中的温度升高,促进水泥水化反应的进行。
同时,矿渣粉中的氧化铁和氧化铝等物质也具有一定的活性,能够参与到混凝土的水化反应中。
2. 矿渣粉的细度矿渣粉的细度一般在300~500m2/kg之间,比水泥的细度高出很多。
因此,将矿渣粉掺加到混凝土中能够增加混凝土的比表面积和孔隙度,促进水泥的水化反应,提高混凝土的强度和耐久性。
3. 矿渣粉的填充效应矿渣粉的颗粒大小和形状与水泥不同,掺加到混凝土中能够填充混凝土中的空隙,增加混凝土的密实度和致密性。
同时,矿渣粉的颗粒形态能够防止混凝土因收缩而产生裂缝,提高混凝土的抗裂性能。
4. 矿渣粉的化学反应矿渣粉掺加到混凝土中后,能够与水泥中的氢氧化钙反应生成硅酸钙、硅酸铝钙等水化产物,增加混凝土的强度和硬度。
同时,矿渣粉中的硅酸盐还能够与水中的氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质反应,生成硅酸盐凝胶,填充混凝土中的微孔,提高混凝土的耐久性。
四、混凝土中掺加矿渣粉的优点1. 可以替代部分水泥,减少对环境的污染。
混凝土中矿渣粉的应用效果及处理方法

混凝土中矿渣粉的应用效果及处理方法一、前言混凝土在建筑中起着至关重要的作用。
然而,传统的混凝土在做坚固耐用的同时还会产生大量的二氧化碳,对环境造成极大的破坏。
为了解决这个问题,人们开始探索新型的混凝土材料。
矿渣粉是其中一种非常受欢迎的替代材料,它可以替代部分水泥,从而减轻环境负担。
本文就混凝土中矿渣粉的应用效果及处理方法进行详细的探讨。
二、矿渣粉的定义及特点1. 矿渣粉的定义矿渣粉是指在冶金过程中产生的矿渣经过研磨或筛分后得到的细粉末。
矿渣粉具有优良的水化活性,与水泥配合后可以形成胶凝体,从而达到提高混凝土强度的效果。
同时,矿渣粉还可以代替部分水泥,降低混凝土的水泥用量,减轻环境负担。
2. 矿渣粉的特点(1)细度高:矿渣粉的细度比水泥还要高,可以增加混凝土的密实度,提高混凝土的强度和耐久性。
(2)活性强:矿渣粉中含有大量的玻璃体,可以增加混凝土的活性,加速水化反应的速度,并且提高水化产物的强度。
(3)显微结构稳定:矿渣粉中的玻璃体可以形成一种稳定的显微结构,可以增加混凝土的稳定性和耐久性。
三、矿渣粉在混凝土中的应用效果1. 提高混凝土强度矿渣粉与水泥的复合材料可以形成一种胶凝体,从而提高混凝土的强度。
矿渣粉中的活性物质可以促进水泥的水化反应,加速胶凝体的形成,从而提高混凝土的强度和硬度。
2. 增加混凝土的耐久性矿渣粉中的玻璃体可以与水泥中的硅酸盐反应,形成一种新的水化产物,可以增加混凝土的稳定性和耐久性。
3. 降低混凝土的水泥用量矿渣粉可以替代部分水泥,降低混凝土的水泥用量,减轻环境负担。
同时,矿渣粉在混凝土中的应用还可以降低混凝土的收缩率,减少混凝土的龟裂和开裂。
四、矿渣粉在混凝土中的应用方法1. 矿渣粉在混凝土中的掺量矿渣粉的掺量一般控制在20%~30%之间,过高或过低都会影响混凝土的强度和性能。
2. 矿渣粉的研磨和筛分矿渣粉的研磨和筛分是矿渣粉在混凝土中应用的重要环节。
矿渣粉需要研磨到一定的细度才能发挥其最大的活性,同时需要进行筛分,去除其中的粗颗粒,保证矿渣粉的均匀性和稳定性。
混凝土中添加矿渣粉的效果及施工方法
混凝土中添加矿渣粉的效果及施工方法一、背景介绍混凝土是建筑中最常用的材料之一,但是传统的混凝土存在一些问题,如强度不高,易开裂等。
为了弥补这些缺陷,近年来矿渣粉逐渐被应用于混凝土中,以提高混凝土的强度和耐久性。
本文将详细介绍混凝土中添加矿渣粉的效果及施工方法。
二、矿渣粉的概念矿渣粉是由冶金工业中钢铁炉渣或铜渣等冶金废料研磨而成的细粉末。
其主要化学成分为硅酸盐、钙、铝酸盐等,具有极高的硬化活性和矿物反应性。
三、混凝土中添加矿渣粉的效果1.提高混凝土的强度矿渣粉中的硅酸盐、钙等成分可以与水发生反应,产生新的水化产物,使混凝土中的钙硅酸盐水化程度增加,从而提高混凝土的强度和耐久性。
2.改善混凝土的耐久性矿渣粉中的硅酸盐、铝酸盐等成分可以与混凝土中的游离氢氧根离子、氢离子等进行反应,产生新的水化产物,从而改善混凝土的耐久性。
3.减少混凝土的开裂矿渣粉中的硅酸盐、铝酸盐等成分可以填充混凝土中的微小空隙,减少混凝土的开裂。
4.提高混凝土的抗渗性矿渣粉中的细粉末能够粘结混凝土中的颗粒,从而填充混凝土中的空隙,提高混凝土的抗渗性。
四、混凝土中添加矿渣粉的施工方法1.确定添加比例添加比例一般为混凝土重量的10%~30%。
具体比例应根据混凝土的使用环境、强度等级等因素进行确定。
2.混合原材料将水泥、砂、骨料等原材料按照一定比例混合均匀,再加入适量的矿渣粉进行混合。
3.调整水灰比由于矿渣粉的粒径较小,吸水性强,加入矿渣粉后混凝土的水灰比需要适当调整,以保证混凝土的坍落度和强度。
4.搅拌混凝土将混合好的原材料和矿渣粉放入混凝土搅拌机中进行搅拌,搅拌时间一般为3~5分钟。
5.浇筑混凝土在混凝土搅拌完成后,将混凝土倒入模具中进行振捣,使其均匀密实,再进行养护。
五、注意事项1.矿渣粉的加入应在混凝土的早期进行,以保证其充分发挥作用。
2.混凝土中添加矿渣粉后,其硬化速度会加快,因此需要加强养护。
3.矿渣粉的加入会增加混凝土的粘性,因此在施工时需要注意混凝土的坍落度。
混凝土中添加矿渣粉的效果与应用方法
混凝土中添加矿渣粉的效果与应用方法一、前言混凝土一直是建筑工程中不可或缺的材料之一,其作为一种重要的建筑材料,其稳定性和耐久性对于工程的持久性和安全性至关重要。
但是,随着建筑工程的不断发展和深入,市场上的混凝土要求也越来越高,加入矿渣粉成为了提高混凝土质量的一种主要方法。
本文将介绍矿渣粉的作用、加入矿渣粉的效果和应用方法。
二、矿渣粉的作用1.提高混凝土强度:矿渣粉中的无机物质可以与水中的钙离子反应生成新的无机物质,从而使得混凝土的强度得到提高。
2.改善混凝土的耐久性:矿渣粉的添加可以降低混凝土的渗透性,从而改善混凝土的耐久性,使得混凝土更加耐久。
3.减少混凝土的收缩率和裂缝:矿渣粉可以促进混凝土中的水化反应,从而减少混凝土的收缩率和裂缝,提高混凝土的耐久性和稳定性。
三、加入矿渣粉的效果矿渣粉的添加对混凝土的效果主要有以下方面:1.提高混凝土的强度:矿渣粉的添加可以提高混凝土的强度,使得混凝土的承载能力得到提高。
2.改善混凝土的耐久性:矿渣粉的添加可以改善混凝土的耐久性,使得混凝土更加耐久。
3.减少混凝土的收缩率和裂缝:矿渣粉的添加可以减少混凝土的收缩率和裂缝,提高混凝土的稳定性和耐久性。
4.降低混凝土的温度:矿渣粉的添加可以降低混凝土的温度,从而减少混凝土的收缩率和裂缝,提高混凝土的稳定性和耐久性。
四、应用方法1.矿渣粉的选用:矿渣粉的选择应根据其化学成分、细度和颜色等因素进行。
一般来说,矿渣粉的SiO2含量应在40%以上,细度应在300-400m2/kg之间,颜色应为灰白色。
2.矿渣粉的添加量:矿渣粉的添加量应根据混凝土的强度等级和工程要求进行调整。
一般来说,加入10%-30%的矿渣粉可以明显提高混凝土的强度和耐久性。
3.矿渣粉的混合:矿渣粉应与水和混凝土一起混合,以确保其能够充分地与混凝土反应。
混合时间应控制在5-10分钟之间。
4.矿渣粉的储存:矿渣粉应储存在干燥、通风的地方,以免其吸收水分影响其品质。
混凝土中添加矿渣粉的影响研究
混凝土中添加矿渣粉的影响研究一、前言混凝土已经成为建筑工程中最常用的材料之一。
矿渣粉是一种常用的混凝土掺合料,其添加可以提高混凝土的性能和耐久性。
本文将探讨混凝土中添加矿渣粉的影响研究。
二、矿渣粉的概述矿渣粉是一种由工业炉中的矿渣研磨而成的细粉末。
它的化学成分和物理性质与水泥类似,但其粒径比水泥小得多,一般在10微米以下。
它可以作为一种掺合料添加到混凝土中,以提高混凝土的各种性能。
三、混凝土中添加矿渣粉的影响1. 强度矿渣粉的添加可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
这是因为矿渣中含有大量玻璃体和氧化物,这些物质能够与水泥反应,形成新的水化产物,从而提高混凝土的强度。
2. 耐久性矿渣粉的添加可以提高混凝土的耐久性。
这是因为矿渣中含有大量的玻璃体和氧化物,这些物质能够减缓混凝土中的碱-骨料反应,从而减少混凝土的开裂和脱落。
3. 韧性矿渣粉的添加可以提高混凝土的韧性。
这是因为矿渣中的细粉末能够填充混凝土中的微裂缝,从而提高混凝土的弹性模量和韧性。
4. 工作性能矿渣粉的添加可以改善混凝土的工作性能。
这是因为矿渣粉的细粉末能够填充混凝土中的空隙,从而减少混凝土的收缩和变形。
四、矿渣粉的添加量矿渣粉的添加量应该根据混凝土的用途和性能要求来确定。
一般来说,添加量在20%以下时,对混凝土的性能影响较小。
当添加量超过50%时,会对混凝土的工作性能产生不利影响。
五、结论矿渣粉是一种常用的混凝土掺合料,其添加可以提高混凝土的各种性能。
其添加量应该根据混凝土的用途和性能要求来确定。
随着技术的不断进步,矿渣粉在混凝土中的应用将会越来越广泛。
矿渣粉在混凝土中的应用效果评估
矿渣粉在混凝土中的应用效果评估一、前言混凝土是建筑行业中最常用的材料之一,其性能直接影响到建筑物的质量和使用寿命。
为了提高混凝土的性能,矿渣粉被引入到混凝土中,以取代部分水泥的使用。
本文将就矿渣粉在混凝土中的应用效果进行评估。
二、矿渣粉的介绍矿渣粉是一种由高炉矿渣经过磨碎和筛分后制成的细粉末。
矿渣粉是水泥的一种替代材料,它可以取代部分水泥的使用,使混凝土的性能得到提高。
矿渣粉的主要成分是硅酸、铝酸和钙酸盐。
三、矿渣粉在混凝土中的应用效果1. 提高混凝土的强度:矿渣粉可以与水泥反应,产生更多的水化产物,从而提高混凝土的强度。
矿渣粉可以取代部分水泥的使用,使混凝土的强度得到提高,同时减少了混凝土中水泥的使用量,降低了混凝土的成本。
2. 改善混凝土的耐久性:矿渣粉可以减少混凝土中的孔隙度,改善混凝土的耐久性。
矿渣粉可以减少混凝土中产生的氢氧化物,从而减缓混凝土的老化过程,延长混凝土的使用寿命。
3. 提高混凝土的可加工性:矿渣粉可以改善混凝土的可加工性,使混凝土更加易于施工。
矿渣粉可以使混凝土的流动性和坍落度得到提高,从而减少混凝土中的气泡和裂缝,提高混凝土的密实性。
4. 降低混凝土的热释放:矿渣粉可以降低混凝土的热释放,减少混凝土中的温度变化。
矿渣粉可以减缓混凝土中水泥的水化反应速度,从而降低混凝土的热释放,避免混凝土出现龟裂和变形现象。
四、矿渣粉在混凝土中的应用方法矿渣粉可以取代部分水泥的使用,用于混凝土的制作。
矿渣粉的加入量可根据混凝土的要求进行调整。
一般来说,矿渣粉的加入量在20%~30%之间。
矿渣粉的加入量过多会影响混凝土的强度和可加工性,加入量过少则无法发挥矿渣粉的优点。
五、矿渣粉在混凝土中的应用案例1. 某高速公路桥梁工程:在该工程中,矿渣粉被用于混凝土的制作。
经过实测,混凝土的抗压强度、抗拉强度和耐久性均得到了提高,同时混凝土的可加工性也有所改善。
2. 某地铁站工程:在该工程中,矿渣粉被用于混凝土的制作。
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2)单掺矿粉会使混凝土的粘聚性提高,凝结时间有所延长,泌水量有增大的迹象,可能对混凝土泵送带来一定的不利影响;
3)矿粉和Ⅰ级粉煤灰复配配制混凝土,可以充分发挥二者的“优势互补效应”,使混凝土的坍落度增加,和易性好,粘聚性好,泌水得到改善。同时混凝土成本可显著降低。
4)针对水泥-粉煤灰-矿粉胶凝材料体系,在等量取代的前提下,粉煤灰的掺量以不超过20%为宜,粉煤灰和矿粉掺量以不超过40%为宜,同时建议采用60d或90d强度作为混凝土评定标准,以充分利用混凝土的后期强度。
随着国际上对矿粉研究的不断深入和大规模的开发利用,我国20世纪80年代改革开发的力度不断加大,预拌混凝土的崛起与发展以及政府日益注重环境保护,自20世纪90年代起,我国开始了矿粉的特点及应用研究。清华大学对矿粉在高强混凝土的应用进行了研究,在其编写的高强混凝土方面的巨大潜力。冶金部建筑研究总院在搜集大量国内外有关资料,尤其是在日本资料的基础上,立项进行矿粉成套技术的开发研究工作,在产品性能、矿粉混凝土性能等方面获得了大量数据,完成了“宝钢高炉矿渣微粉在混凝土中应用研究”课题的第一阶段工作,上海建筑材料科学研究院和上海宝钢企业开发总公司共同完成了该课题。此课题的完成为1998年上海市地方标准《混凝土和砂浆用粒化高炉矿渣微粉》,1999年《粒化高炉矿渣微粉在混凝土中应用技术规程》的制定颁布创造了条件。2000年国家标准《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉》(GB18046-2000)颁布实施。
3.复掺时,针对不同等级粉煤灰,选择合适的复合比例。
矿渣粉在商品混凝土搅拌站使用时,常与粉煤灰复合使用。这是因为,其一,粉煤灰比矿粉更为廉价,单掺矿粉对混凝土成本不利。虽然单掺粉煤灰可以大幅度降低成本,但掺量受到较大限制;其二,充分利用二者的“优势互补”,改善混凝土性能。
1)矿渣粉与Ⅱ级粉煤灰复合。矿粉与Ⅱ级粉煤灰复合使用时,粉煤灰的取代量宜控制在15%以内,矿粉宜控制在30%以内。由于Ⅱ级粉煤灰的来源较Ⅰ级粉煤灰要广,供应量充足,因此在商品混凝土搅拌站大量使用。然而Ⅱ级粉煤灰的质量稳定性很差,使用Ⅱ级粉煤灰的搅拌站技术人员经常为此而发愁。矿粉的质量稳定性远好于Ⅱ级粉煤灰,给我们配制混凝土带来了很好的选择,只要通过试验找出合适的复配比例及合适的掺量,就可以配制出和易性好而成本有无明显增加的混凝土。在条件允许的情况下,应尽可能多用矿粉,降低Ⅱ级粉煤灰质量波动给混凝土带来的不利影响。其实这种配制混凝土的原则适应于任何原材料。也就是说,质量差或质量稳定性差的原材料不得不用时,应在充分试验的基础上,在条件允许的前提下尽可能少用。另外,由于Ⅱ级粉煤灰和矿渣粉同样具有增加混凝土粘度的趋势,因此不宜配制高强混凝土。
三、矿渣粉在商品混凝土搅拌站中的应用
近两年来,北京市矿粉在商品混凝土搅拌站中的应用随唐龙和首嘉两大矿粉生产线的投产而迅速发展。为了更好地应用矿粉,减少问题,避免事故,在此谈一些应用体会,供大家参考。
1.严格控制矿粉质量,特别是矿粉的细度。
目前,大型立磨矿渣粉生产线生产的矿渣粉细度均控制在400~500m2/kg的范围内。由于其先进的生产工艺,矿渣粉的细度非常稳定,给配制混凝土带来了很大方便。而球磨矿粉的细度较难达到400m2/kg以上,即使通过延长磨细时间,增加能耗,勉强达到400m2/kg以上,也难以长期稳定。一旦其细度大幅度降低,会给混凝土带来诸多问题,如:粘聚性下降出现离析和泌水;凝结时间延长;早期强度降低,甚至28d强度也会不同程度降低等。这也是为什么在立磨矿粉之前矿粉的应用受到限制的原因之一。因此,在使用球磨矿粉时应加强检测。
二、矿粉对混凝土性能的影响
矿粉对混凝土性能的影响的研究可以由“矿粉+水泥浆体”到“矿粉+水泥胶砂”再到“矿粉混凝土”逐步进行。但对于普通应用单位,如商品混凝土搅拌站,就不必遵循此规律,可借鉴有关研究成果,直接进行混凝土试验,找出特定条件下的合理配合比。
1.矿粉对混凝土工作性能和力学性能的影响
1)矿粉比表面积在430m2/kg~520m2/kg之间,掺量在30%~40%范围,增强效应表现得最为显著。
5)混凝土收缩。按现行标准测试,在配制C30标号等级混凝土时,掺加40%细度为430m2/kg的矿粉混凝土的干缩值与基准混凝土相比变化不大;而在配制C50标号等级混凝土时,掺加40%细度为520m2/kg的矿粉,混凝土的干缩值有一定程度的增加,早期(3、7天)增幅较后期大。矿粉细度在430m2/kg~520m2/kg之间变化,对混凝土干缩值的影响不明显。矿粉与粉煤灰复掺与矿粉单掺相比,明显增加混凝土干缩值,混凝土标号越高增加幅度越大。考虑前3天的自收缩,无论是配制C30混凝土,还是配制C50混凝土,采用单掺矿粉,与基准混凝土相比,收缩值均无明显变化。
随着矿渣磨细技术的不断发展,矿渣被磨至相应细度的能耗越来越低,并且细度也很容易达到400m2/kg以上,为矿渣粉的大量应用打下了良好基础。2000年11月上海宝钢率先从日本引进的年产60万吨矿粉立磨生产线投产。随后的几年内,武钢、鞍钢、宝钢二线、唐钢、首钢、安徽朱家桥等大型矿粉立磨生产线相继投产,另外还有不少生产线在建。这样矿粉的应用已在全国范围内广泛展开。因此我国混凝土,特别是商品混凝土胶凝材料体系正由“水泥”、“水泥+粉煤灰”向“水泥+粉煤灰+矿粉”体系转变,由于理论研究和应用技术开发都存在着不足之处,大量应用势必出现这样或那样的问题,特别是我国地域辽阔,应用环境存在很大差别,技术水平也很不均衡,业内人士加强定期交流,总结经验,吸取教训,少走歪路是非常必要的。
2.避免利益驱动下盲目提高掺量
1)单掺矿粉时,以30%~40%为宜。大体积混凝土可增至50%以上,以达到明显降低水化热的目的。
2)复掺时,总取代量不宜超过50%。粉煤灰控制在20%以内,矿粉控制在30%以内。
3)初期使用时,建议粉煤灰控制在10%以内,矿粉控制在20%以内,大体积混凝土可适当放宽。
尽管在试配时,矿粉掺量在70%以内对混凝土强度影响不大,但过大的掺量在实际应用中确存在很多问题。其中两个问题特别值得关注,一是混凝土凝结时间问题。掺量过高时,薄壁结构由于混凝土温度很快与环境温度相同,其混凝土的凝结时间会明显加长,不利于施工。对于竖向结构,由于混凝土长期处于塑性状态,会使混凝土发生较大沉降收缩,常常出现沿箍筋的环行裂缝。大体积混凝土的凝结时间则不然。由于它能积聚水化热,凝结时间往往比试验要短的多。因此采用大掺量矿粉或矿粉与粉煤灰复配可降低水化热,延缓凝结时间,对大体积混凝土是比较有利的。另一个是混凝土粘聚性问题。我们知道,随着混凝土强度等级提高,混凝土的粘聚性不断增加,这样配制混凝土就存在着两头难的问题。低强度等级混凝土粘聚性差,需要设法增加其粘度,减少混凝土离析泌水的可能;高强度等级混凝土粘聚性大,需要设法降低其粘度来保证施工性能。由于细度达到400m2/kg以上的矿粉可增加混凝土粘度,因此它有利于低强度等级混凝土而不利于高强度等级混凝土配制。配制高强度混凝土时需要矿粉和可以降低混凝土粘度的优质Ⅰ级粉煤灰复合使用。
6)混凝土抗裂性能。矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果优于矿粉单掺,这可能是由于复掺时的早期强度比单掺时低造成的。混凝土早期强度对混凝土早期抗裂性有重要影响,混凝土24小时强度越高,混凝土早期越易开裂。混凝土早期抗裂性与早期强度之间可能存在一个临界值,小于该强度值,混凝土不易开裂,大于该强度值,混凝土容易开裂。该值与环境条件及约束状态有关。
2.矿粉对混凝土耐久性的影响
1)混凝土水化热。掺加矿粉,可降低浆体水化热,单掺量小于50%时,水化热降低不明显。当达到70%掺量时,3d和7d水化热分别降低约36%和29%;矿粉和粉煤灰复配,可显著降低浆体3d、7d水化热,采用20%矿粉和20%粉煤灰复配,浆体3d和7d水化热分别降低38%和20%,对要求严格控温的大体积混凝土,矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合,可以有效减少混凝土早期温缩裂缝的危险。
2)抗渗性能。混凝土中掺加矿粉或矿粉和粉煤灰复配,发挥掺合料的微集料效应和二次水化反应,可以使混凝土孔径细化,连通孔减少,混凝土密实性提高,从而大幅提高混凝土的抗渗性能。采用库仑电量方法评价,矿粉、粉煤灰和引气剂均能降低混凝土的渗透性,矿粉越细、掺量越大,特别是矿粉与粉煤灰和引气剂复合使用时,均能显著降低混凝土的渗透性;采用NEL方法评价,对于C30的混凝土,矿粉掺量、细度、复掺等措施均不能显著降低混凝土中的氯离子扩散系数,适当的引气剂则能明显降低混凝土的渗透性。对于C50的混凝土,矿粉及其与粉煤灰的复合掺和料,特别是引气剂均能显著降低混凝土的渗透性。
一、矿渣粉及其在国内外的应用情况
矿渣粉是水淬粒化高炉矿渣经粉磨后达到规定细度的一种粉体材料。自从1862年德国人发现水淬粒化高炉矿渣具有潜在活性后,矿渣长期作为水泥混合材使用。2000年以前,矿渣在作为水泥混合材使用上国内外存在差异,国外除将矿渣和水泥熟料混磨生产矿渣水泥外,还有将矿渣单独磨细,然后与磨细后的熟料混合,生产矿渣水泥,而国内只是通过混磨生产矿渣水泥。由于矿渣较熟料难磨细,混磨时水泥中矿渣的细度较熟料小的多,水泥细度控制在300m2/kg左右的情况下,矿渣粉的细度仅能达到200~250m2/kg左右,因而不但水泥中矿渣粉的活性不能充分发挥,而且矿渣用过高时,使混凝土的粘聚性很差,混合料容易离析和泌水,混凝土抗渗性能降低。这样矿渣在水泥中的掺量受到了较大限制,一般不超过30%。