矿粉-粉煤灰复掺技术在商品混凝土中的应用

　　矿粉-粉煤灰复掺技术，是指在商品混凝土中掺入粉煤灰的同时掺入一定量磨细的矿渣粉，以改善商品混凝土性能.粉煤灰是从电厂烟道气体中收集下来很细的煤灰，或是干排灰经粉磨达到规定细度，呈浅灰色.其主要矿物组成是铝硅玻璃体，并有少量晶态矿物.矿粉是高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后即为粒化高炉矿渣.2007年来，吉林市昌泰混凝土有限责任公司，对矿粉-粉煤灰复掺后的商品混凝土进行了反复试验和生产实践证明，复掺粉煤灰和矿粉的商品混凝土，不仅能够降低商品混凝土的生产成本，降低环境污染程度，更重要的是它能够改善商品混凝土的和易性和可泵性，降低坍落度损失，减少混凝土的早期开裂现象，提高混凝土的耐久性.笔者进行了矿粉和粉煤灰复掺技术在吉林市昌泰混凝土有限责任公司生产的混凝土中的应用试验研究.

　　1 矿粉-粉煤灰复合掺合料增塑减水机理分析

　　矿粉-粉煤灰复合掺合料对新拌水泥混凝土的增塑减水作用，主要是与其颗粒的物理性态有关，这些物理性态包括掺合料颗粒大小及颗粒形状，表面光滑度，是否坚硬、无孔，以及亲水性如何等，可归结为超细矿物掺合料的“微填充效应”、“形貌效应”、“比重效应”和“分散效应”[1]等.各类效应并不是相互独立的在起作用，而是相互伴随相互依存的.例如，掺合料颗粒的粒径大小对填充效应有影响，同时也影响着颗粒的分散效应.所以，在对超细矿物掺合料的研究中，应将其作为整体.超细矿物掺合料的增塑减水机理在于物理性态的发挥，即在与高效减水剂的共同作用下，超细矿物掺合料才具有“微填充效应”、“形貌效应”、“比重效应”及“分散效应”.

　　2 试验原料和试验方法

　　2.1试验原材料

　　（1）水泥.吉林亚泰水泥厂P.O 42.5；

　　（2）砂.松花江中砂，细度模数3.0，松散堆积密度1 620 kg/m3；

　　（3）石子.松花江卵石，5~25连续级配，松散堆积密度1 520 kg/m3；

　　（4）粉煤灰.吉林市江北热电厂I级粉煤灰，烧失量1.6%，含水量0.1%；

　　（5）矿粉.明城矿粉S 95级，烧失量0，比表面积443 m2/kg；

　　（6）外加剂.吉林市新安新型建材有限公司萘系高效减水剂，含固量40%，自己复配混凝土泵送剂；

　　（7）水.符合国家饮用水标准的深井水.

　　2.2试验方法

　　（1）配合比设计参照JG55-2000《普通混凝土配合比设计规范》并结合经验制定；

　　（2）混凝土的坍落度、和易性参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能实验方法标准》，在试验室按当时的生产情况试验的结果；

　　（3）混凝土的配合比.试验采用最常用的几种强度等级的混凝土配合比，其具体数据见表1.

　　3 试验结果与分析

　　3.1试验结果

　　按上述配比方案设计，各等级混凝土配合比的结果见表2.

　　3.2试验结果分析

　　(1)对混凝土工作性的影响如表2所示，当达到相同的坍落度时，混凝土的单位用水量矿粉-粉煤灰复掺较单掺粉煤灰的混凝土要少，且泵送剂掺量亦少.这是由于矿粉-粉煤灰复合掺合料与高效减水剂双掺时，具有复合减水率，它表现出强烈的增塑减水作用.对新拌混凝土的增塑减水作用，主要是与其颗粒的物理性态有关，光滑、坚硬的球形颗粒在水泥颗粒间可以起到一种“滚珠”的作用，增加了混凝土拌和物的流动性，所以，单位用水量减少.

　　采用复掺技术配制的混凝土流动性较单掺粉煤灰的混凝土要好，混凝土中掺入超细掺合料后，由于其细度小于水泥颗粒，在取代了部分水泥后，这些小颗粒在水泥颗粒的空隙间起填充作用，使胶凝材料具有更好的级配.在保持相同用水量的情况下，可增加混凝土的流动度，改善和易性.填充作用的另一好处是增加了粘聚性，降低混凝土的泌水、离析，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)对混凝土强度影响如表2所示，矿粉-粉煤灰复掺技术的混凝土3 d，7 d强度较低，但后期强度增长较快，28 d，60 d强度均超过单掺粉煤灰混凝土.这是由于矿粉具有较高的活性，并且矿粉和粉煤灰均能够和水泥水化产物进行二次反应，提高了混凝土的后期强度，同时，由于矿粉和粉煤灰的微集料效应、形态效应及其两者的互补效应，体现出“1+1>2”的效果，从而使混凝土的孔隙率下降，强度提高.

　　4 结语

　　采用复掺技术制备的商品混凝土，具有优良的和易性，能够降低混凝土的单位用水量，同时能提高混凝土的后期强度和耐久性，并具有显著的环保效应.将复掺技术应用于商品混凝土中，能够显著地降低企业生产成本，提高企业的竞争力，对企业的发展具有良好的牵引力.因此，将复掺技术广泛应用于商品混凝土中具有广阔的前景.