不同礦物摻合料對混凝土性能影響的研究

張建彬，王軍，吳開云，劉治寧

（青島合匯混凝土工程有限公司，山東 青島 266102）

不同礦物摻合料對混凝土性能影響的研究

張建彬，王軍，吳開云，劉治寧

（青島合匯混凝土工程有限公司，山東 青島 266102）

本文研究了單摻中礦宏遠 S95 礦粉和頤豐德 S95 礦粉兩種礦粉，以及復摻粉煤灰和礦粉，對混凝土各項性能指標的影響。得出中礦宏遠 S95 礦粉性能較好，適合混凝土攪拌站在實際生產(chǎn)高性能混凝土時使用。

混凝土；礦粉；粉煤灰

0 概述

礦物摻合料對混凝土的各項性能有很大的影響，采用不同的礦物摻合料生產(chǎn)的混凝土性能差別很大。本攪拌站主要使用中礦宏遠 S95 礦粉，但同時會有其他廠家送樣進行檢測。通過實驗檢測中礦宏遠 S95 礦粉與其他樣品對普通混凝土工作性能及抗壓強度的影響，研究礦粉在混凝土生產(chǎn)過程中對混凝土的改善作用。

1 實驗用材料

（1）礦粉：中礦宏遠 S95 礦粉和頤豐德 S95 礦粉。主要技術(shù)指標及化學成分見表 1 和 2。

（2）水泥：頤豐德 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，主要技術(shù)指標見表 3。

（3）粗骨料：5～25mm 連續(xù)級配花崗巖碎石，符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》的要求。

（4）細骨料：符合 JGJ52—2006 要求的細度模數(shù)為 2.4的中砂，含泥量為 2%。

表 1 礦粉主要技術(shù)指標

表 2 礦粉化學成分 %

表 3 硅酸鹽水泥主要技術(shù)指標

2 混凝土配合比

本實驗針對常用的混凝土強度等級，采用了 C30 的混凝土，主要考察礦粉的加入對混凝土工作性能及抗壓強度的影響，實驗配合比見表 4。

表 4 實驗用混凝土配合比 kg/m3

3 實驗結(jié)果及分析

3.1 不同礦粉摻入對混凝土工作性能的影響

表 5 不同配合比混凝土各項性能指標

各種不同配合比混凝土的各項性能指標如表 5 所示。通過分析可以看出，單摻礦粉的試樣與復摻礦粉和粉煤灰的試樣相比，坍落度和擴展度均較小，說明單摻礦粉對混凝土流動性的改善沒有明顯效果，20min 后，單摻礦粉的試樣流動性損失較大，不適合于實際施工使用；相對比，復摻礦粉和粉煤灰的試樣流動性損失較小，大大改善了混凝土的流動性，對實際施工有利。通過棍度同樣可以得出上述結(jié)論，證明上述結(jié)論的正確性，說明復摻礦粉和粉煤灰可以有效改善混凝土的坍落度和流動性。這是因為單摻礦粉時，混凝土的粘聚性和泌水性有增加的趨勢，從而降低了混凝土的流動性，而復摻礦粉與粉煤灰時，粉煤灰中富含的球狀玻璃體對漿體起到“潤滑作用”，增大了拌合料的流動性，減小泵送阻力，大大提高了混凝土的坍落度和流動性。通過實驗 1 和2、3 和 4 對比可以看出，無論是單摻礦粉，還是復摻礦粉和粉煤灰，摻加中礦宏遠 S95 礦粉的試樣坍落度較摻加頤豐德S95 礦粉的大，說明中礦宏遠 S95 礦粉的和易性較頤豐德 S95礦粉好。同樣，棍度和粘聚性的數(shù)據(jù)也可以說明上述結(jié)論。

3.2 不同的礦粉摻入對混凝土強度的影響

測試上述配合比試樣的 3d 和 28d 強度，如表 6 所示。并制作了相應(yīng)的柱狀圖，如圖 1 和圖 2 所示。

表 6 不同礦粉混凝土試樣的抗壓強度 MPa

由表 6、圖 1 和 2 可以看出，摻加相同礦粉的試樣，單摻礦粉試塊的強度高于雙摻礦粉和粉煤灰試塊的強度。由表6 可見，試樣 1 和試樣 3 相比，3d 和 28d 強度分別高出 8.6%和 7.8%，試樣 2 和試樣 4 相比，3d 和 28d 強度分別高出1.18% 和 0.9%。這說明粉煤灰的摻入降低了混凝土的抗壓強度。這是因為粉煤灰與礦粉的化學組成不同，粉煤灰較礦粉火山灰效應(yīng)弱，因此摻加粉煤灰時使混凝土強度降低，但同時復摻粉煤灰與礦粉時，可以產(chǎn)生“復合化超疊加效應(yīng)”，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，其各自的形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)、火山灰效應(yīng)相互作用，形成“工作性能互補效應(yīng)”和“強度互補效應(yīng)”，使復摻礦粉和粉煤灰的混凝土同時具有較高的抗壓強度，又具有良好的工作性能。對比 1 號試樣和 2 號試樣的抗壓強度可以發(fā)現(xiàn)，1 號試樣的 3d 和 28d 強度分別比 2 號試樣高 11% 和 10.7%；對比 3 號試樣和 4 號試樣可以發(fā)現(xiàn)，3號試樣的 3d 和 28d 強度分別比 4 號試樣高 3.4% 和 3.6%，綜上兩組數(shù)據(jù)對比可以說明，摻加中礦宏遠 S95 礦粉的試樣強度高于摻加頤豐德 S95 礦粉的試樣。從表 1 兩種礦粉的性質(zhì)比較可以看出，中礦宏遠 S95 礦粉的比表面積、活性、流動度比等各方面性能指標都要更優(yōu)，因此，中礦宏遠礦粉在后期強度激發(fā)效果更明顯，大大提高了混凝土的后期強度。

4 結(jié)論

我們比較了兩種礦粉的性能，并對單摻礦粉、雙摻礦粉和粉煤灰對混凝土性能的影響進行了研究。通過研究發(fā)現(xiàn)，中礦宏遠 S95 礦粉較頤豐德 S95 礦粉具有更好的性能；單摻礦粉的混凝土具有更高的強度，但工作性能較差，不適于實際施工使用；粉煤灰的摻加可以大大改善混凝土的工作性能，但對混凝土強度不利。因此，在實際生產(chǎn)中應(yīng)該優(yōu)化配合比，生產(chǎn)出具有較高強度和工作性能優(yōu)異的混凝土。

圖 1 不同試樣的 3d 抗壓強度

圖 2 不同試樣的 28d 抗壓強度

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［通訊地址］青島市嶗山區(qū)沙子口街道彭家莊社區(qū) 青島合匯混凝土工程有限公司（250117）

Study of the influence of two kinds slag on the concrete performance

Zhang Jianbin, Wang Jun, Wu Kaiyun, Liu Zhining (Qingdao Hehui Concrete Engineering Limited Company , Qingdao, 266102, Shandong, China)

In this article, we have studied the impact of Zhongkuang Hongyuan S95 mineral powder, Yi Fengde S95 mineral powder and compound powder with slag and fly ash on concrete properties. The study showed that Zhongkuang Hongyuan S95 mineral powder had better properties. And it is suitable for the production of high-performance concrete.

concrete; mineral powder; fly-ash

張建彬（1985—），男，山東濰坊人，助工，主要從事商品混凝土技術(shù)研究。