礦粉-粉煤灰復摻技術在商品混凝土中的應用

　　礦粉-粉煤灰復摻技術，是指在商品混凝土中摻入粉煤灰的同時摻入一定量磨細的礦渣粉，以改善商品混凝土性能.粉煤灰是從電廠煙道氣體中收集下來很細的煤灰，或是干排灰經(jīng)粉磨達到規(guī)定細度，呈淺灰色.其主要礦物組成是鋁硅玻璃體，并有少量晶態(tài)礦物.礦粉是高爐冶煉生鐵時所得以硅酸鈣和鋁酸鈣為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后即為粒化高爐礦渣.2007年來，吉林市昌泰混凝土有限責任公司，對礦粉-粉煤灰復摻后的商品混凝土進行了反復試驗和生產實踐證明，復摻粉煤灰和礦粉的商品混凝土，不僅能夠降低商品混凝土的生產成本，降低環(huán)境污染程度，更重要的是它能夠改善商品混凝土的和易性和可泵性，降低坍落度損失，減少混凝土的早期開裂現(xiàn)象，提高混凝土的耐久性.筆者進行了礦粉和粉煤灰復摻技術在吉林市昌泰混凝土有限責任公司生產的混凝土中的應用試驗研究.

　　1 礦粉-粉煤灰復合摻合料增塑減水機理分析

　　礦粉-粉煤灰復合摻合料對新拌水泥混凝土的增塑減水作用，主要是與其顆粒的物理性態(tài)有關，這些物理性態(tài)包括摻合料顆粒大小及顆粒形狀，表面光滑度，是否堅硬、無孔，以及親水性如何等，可歸結為超細礦物摻合料的“微填充效應”、“形貌效應”、“比重效應”和“分散效應”[1]等.各類效應并不是相互獨立的在起作用，而是相互伴隨相互依存的.例如，摻合料顆粒的粒徑大小對填充效應有影響，同時也影響著顆粒的分散效應.所以，在對超細礦物摻合料的研究中，應將其作為整體.超細礦物摻合料的增塑減水機理在于物理性態(tài)的發(fā)揮，即在與高效減水劑的共同作用下，超細礦物摻合料才具有“微填充效應”、“形貌效應”、“比重效應”及“分散效應”.

　　2 試驗原料和試驗方法

　　2.1試驗原材料

　?。?）水泥.吉林亞泰水泥廠P.O 42.5；

　?。?）砂.松花江中砂，細度模數(shù)3.0，松散堆積密度1 620 kg/m3；

　?。?）石子.松花江卵石，5~25連續(xù)級配，松散堆積密度1 520 kg/m3；

　?。?）粉煤灰.吉林市江北熱電廠I級粉煤灰，燒失量1.6%，含水量0.1%；

　?。?）礦粉.明城礦粉S 95級，燒失量0，比表面積443 m2/kg；

　?。?）外加劑.吉林市新安新型建材有限公司萘系高效減水劑，含固量40%，自己復配混凝土泵送劑；

　?。?）水.符合國家飲用水標準的深井水.

　　2.2試驗方法

　　（1）配合比設計參照JG55-2000《普通混凝土配合比設計規(guī)范》并結合經(jīng)驗制定；

　?。?）混凝土的坍落度、和易性參照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能實驗方法標準》，在試驗室按當時的生產情況試驗的結果；

　?。?）混凝土的配合比.試驗采用最常用的幾種強度等級的混凝土配合比，其具體數(shù)據(jù)見表1.

　　3 試驗結果與分析

　　3.1試驗結果

　　按上述配比方案設計，各等級混凝土配合比的結果見表2.

　　3.2試驗結果分析

　　(1)對混凝土工作性的影響如表2所示，當達到相同的坍落度時，混凝土的單位用水量礦粉-粉煤灰復摻較單摻粉煤灰的混凝土要少，且泵送劑摻量亦少.這是由于礦粉-粉煤灰復合摻合料與高效減水劑雙摻時，具有復合減水率，它表現(xiàn)出強烈的增塑減水作用.對新拌混凝土的增塑減水作用，主要是與其顆粒的物理性態(tài)有關，光滑、堅硬的球形顆粒在水泥顆粒間可以起到一種“滾珠”的作用，增加了混凝土拌和物的流動性，所以，單位用水量減少.

　　采用復摻技術配制的混凝土流動性較單摻粉煤灰的混凝土要好，混凝土中摻入超細摻合料后，由于其細度小于水泥顆粒，在取代了部分水泥后，這些小顆粒在水泥顆粒的空隙間起填充作用，使膠凝材料具有更好的級配.在保持相同用水量的情況下，可增加混凝土的流動度，改善和易性.填充作用的另一好處是增加了粘聚性，降低混凝土的泌水、離析，有效地改善了混凝土的和易性和可泵性，使混凝土有良好的工作性能.

　　(2)對混凝土強度影響如表2所示，礦粉-粉煤灰復摻技術的混凝土3 d，7 d強度較低，但后期強度增長較快，28 d，60 d強度均超過單摻粉煤灰混凝土.這是由于礦粉具有較高的活性，并且礦粉和粉煤灰均能夠和水泥水化產物進行二次反應，提高了混凝土的后期強度，同時，由于礦粉和粉煤灰的微集料效應、形態(tài)效應及其兩者的互補效應，體現(xiàn)出“1+1>2”的效果，從而使混凝土的孔隙率下降，強度提高.

　　4 結語

　　采用復摻技術制備的商品混凝土，具有優(yōu)良的和易性，能夠降低混凝土的單位用水量，同時能提高混凝土的后期強度和耐久性，并具有顯著的環(huán)保效應.將復摻技術應用于商品混凝土中，能夠顯著地降低企業(yè)生產成本，提高企業(yè)的競爭力，對企業(yè)的發(fā)展具有良好的牽引力.因此，將復摻技術廣泛應用于商品混凝土中具有廣闊的前景.