浅谈矿渣粉对混凝土性能的影响以及应用

水泥与混凝土　广东建材２００７年第２期　浅谈矿渣粉对混凝土性能的影响以及应用　谭建标　（广州市建筑集团混凝土有限公司）　　矿渣的全称是粒化高炉矿渣。它是钢铁厂冶炼生铁　续水化，发挥强度效应，其强度增长幅度在１４％￣３８％，见表１）。　时产生的废渣，在高炉炼铁过程中，生成了以硅酸盐与　并与矿渣粉的比表面积呈负相关（硅铝酸盐为主要成分的熔融物浮在铁水表面，定期从排　渣口排出，经过空气或水急冷处理，形成粒状颗粒物，这　就是粒化高炉矿渣。　编　比表面积　掺量　号　（ｍ２／ｋｇ）　（％）　１　６２５　５０　抗压强度（Ｍｐａ）／强度增长率（％）　３ｄ　７ｄ　２８ｄ　９０ｄ　１８０ｄ　３６０ｄ　２６．０　４６．９　７４．６　８１．６　８３．３　８５．４１　３４．９　６２．９　１００．０　１０９．４　ｌ１１．７　１１４．５　２ｌ＿９　４０．３　７１．１　８３．９　８５．９　８８．５　３０８　５６．７　１００．０　１１８．０　１２０．８　１２４．５　．矿渣粉是将符合ＧＢ／Ｔ２０３标准规定的粒化高炉矿　渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细　度且符合相应活性指数的粉体。（矿渣粉磨时允许加入　助磨剂，加入量不得大于矿渣粉质量的１％），这就是矿　渣粉。　矿渣粉的意义作用：矿渣微粉具有潜在的水硬性和　２　４４４　５０　１９．８　３６．１　６７．６　８３．０　８４．３　８７．７　３　３７６　５０　２９．３　５３．４　１００．０　１２２．８　１２４．７　１２９．７　１．２矿渣粉对混凝土耐久性的影响　混凝土在硬化过程中，水泥水化反应产生大量的水　较强的混凝土活性，是水泥和混凝土的优质掺合料。随　着粉磨工艺技术的发展及预拌混凝土的兴起，超细矿渣　化热，而混凝土的内部和表面散热速度不一样，致使形　微粉得以广泛应用。自八十年代以来，英、美、加、日、法、　成较大的温差，就会导致混凝土不均匀温度变形而产生　澳等国相继制定了国家标准，使矿渣微粉的应用得到有　拉应力，一旦拉应力超过混凝土即时的抗拉强度，就会　序的发展，我国在多年研究的基础上，也于２０００年４月　在混凝土内部或表面产生裂缝，是混凝土早期开裂的主　对混凝　发布、１２月开始实施国家新标准ＧＢ／ＴＩ８０４６—２０００《用于　要因素之一，这种裂缝通常是贯穿性有害裂缝，　水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》，必将促进我国矿　土的耐久性非常不利。渣粉的推广使用和提高混凝土的性能及质量。　根据《高炉矿渣微粉生产技术及开发应用研究》资　矿渣粉用于配制预拌混凝土，不但可以高比例的等　料中实测数据，矿渣微粉能降低水泥水化热峰温值３～　Ｃ，延迟峰温出现的时间（见表２）。　量替代水泥（一般可代替３０％￣５０％的水泥），而且可以　４＂大大改善混凝土的性能，如泌水少、流动度和可塑性好，　由表中可以看出，混凝土中掺加矿粉可降低浆体的　水化热降低，有利于防止大体积混凝土内部温升引起的　水化热，掺量小于５０％时，水化热降低不明显。当达到　　裂缝和变形。掺有矿渣微粉的硬化混凝土具有良好的抗　７０％掺量时，３ｄ、７ｄ的水化热明显降低。硫酸盐、抗氯盐、抗碱性能，并且能大幅度提高长期强　度，具有良好的耐久性，可达到节能、降本、环保、利废的　１．３矿渣微粉提高混凝土的抗渗性能　矿渣微粉的主要化学成分有ＳｉＯ　、ｈｉ２０　等，具有超　高活性，将其作为掺合料掺入水泥混凝土中，这些活性　的ＳｉＯ　、ｈｉｓＯ。即可与水泥中Ｃ２Ｓ水化产生的Ｃａ（０Ｈ）　反　目的，已越来越多地应用于各类重点建设工程。　１矿渣粉对混凝土性能的影响　１．１矿渣粉对混凝土强度的影响　应，进一步形成水化硅酸钙产物，填充于水泥混凝土的　孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，从而改善孔　在标准养护条件下，水泥硬化２８天后，矿渣粉仍继　结构，减少孔隙率并减少最大孔径的尺寸，使混凝土形　表２￥９５级矿渣微粉对水泥水化热的影响　序号　１　２　３　水泥　品种　生产厂　４２．５ＰＩ　４２．５Ｐ１　４２．５ＰＩ　江南　江南　江南　胶结料配比　水泥　矿渣微粉　１００　５０　３０　０　５０　７０　水化热Ｑ　：ＫＪ／ｋｇ）（％）　３ｄ　７ｄ　２４３（１００）　２２６（９３）　２０９（８６）　２７２（１００）　２８０（１０３）　２４３（８９）　峰温（℃）　峰温出现时问　（ｈ）　３３　２９．３　２８．７　１１　２１　２５　—１５—　维普资讯 http://www.cqvip.com

水泥与混凝土　广东建材２００７年第２期　成了密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系，达到　全符合可持续发展的思想和战略。同时，对混凝土来说，　提高混凝土的抗渗性能，水渗透系数得到明显降低（见　具有良好的能长期保持的力学性能、水化温峰小且延　表３）。同时也防止产生泌水、离析的现象。　迟、体积稳定性好等特性。矿渣微粉作为掺合料在混凝　土中的应用将会有良好的前景。　（３）商品混凝土应用效益分析　表３矿渣微粉混凝土水渗透系数试验结果　混凝土的品种　试件号　水渗透系数　Ｋ×ｉ０　（ｃｍ／ｓ）　平均（ｃｍ／ｓ）　Ｃ４０泵送粉煤灰砼　Ｃ４０泵送矿渣微粉砼　Ｆ４０—１　Ｆ４０—２　￥４０－１　￥４０－２　１７　．２．１　１．Ｏ　１．２　①用于普通水泥混凝土可节省水泥用量，降低混凝　土成本：　②可有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，显著提高　１．９×ｉ０一ＩＩ　１．９×１０一ＩＩ　注：通混凝土的水渗透系数一般为１×１０￣ｃｍ／ｓ　１．４矿渣微粉对混凝土工作性能的影响　商品混凝土要求有很好和易性和可泵送性，在水泥　水化初期，矿渣微粉分布并包裹在水泥颗粒的表面，起　到了延缓和减少水泥初期水化物相互搭接的隔离作用。　由于矿渣微粉掺入，降低了新拌混凝土的屈服应力，使　屈服应力在较长时间内在较低水平，及矿渣微粉的高比　表面积具有优越于水泥的保水效果，减缓水份的蒸发速　度。因此，使坍落度经时损失有所改善。在同样混凝土配　合比及掺用同样高效减水剂的情况下，矿渣混凝土的坍　落度经时损失比普通混凝土小，有利于商品混凝土的泵　送施工。　２矿渣微粉的经济效益以及在商品混凝　土的应用　矿渣微粉是对炼铁废渣的二次开发，是一项利废工　程。按年产ｉ００万吨矿渣微粉计，每年可节约大量废渣　堆积土地，并减少废渣对土地的改性污染。矿渣微粉可　等量替代混凝土中的水泥用量，而水泥在生产过程中要　向空气中排放大量Ｃ０　。据统计，每生产１吨水泥熟料要　向大气排放１吨ｃ０　，按每年ｉ００万吨矿渣微粉等量替　代水泥计，可减少ｉ００万吨Ｃ０　排放量，大大减轻了大　气层中Ｃ０　的累积量，对减轻地球温室效应起了一定的　作用。　矿渣微粉产生的经济效益：　（１）节约能源。据统计，每生产ｉｋｇ水泥熟料需消耗　４１８０ＫＪ的热量和约０．０６５ＫＷＨ的电力，按年产１００万吨　矿渣微粉替代水泥计，每年可节约８．５７１万吨标煤和　３９×１０６ＫＷＨ电力。　（２）适用范围及市场前景。随着我国经济的发展，商　品混凝土的需求量越来越大。矿渣微粉作为掺合料，不　但能降低混凝土的成本（每方约降低ｉ０￣２０元），经济　价值可观，而且能有效利用矿渣资源，解决环保问题，完　一１６一　水泥混凝土的抗碱骨料反应性能，提高水泥混凝土的耐　久性：　③可有效提高水泥混凝土的抗海水浸蚀性能，特别　适用于抗海水工程；　④可显著减少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝　土的和易性；　⑤可显著增加水泥混凝土的致密度，改善水泥混凝　土的抗渗性；　．　⑥可显著降低水泥混凝土的水化热，适用于配制大　体积混凝土。　３矿渣微粉在商品混凝土应用中应注意　的问题　３．１要严格控制矿渣微粉的细度　由于矿渣微粉较难磨细，要长期稳定控制在国家标　准范围内有一定难度，所以一定要加强检测矿渣微粉的　细度。一旦矿渣微粉的细度大幅度降低，会给混凝土带　来很多的问题，如粘聚性下降、出现离析和泌水、凝结时　间过长、早期强度降低，甚至２８天强度也会有不同程度　降低。　３．２要注意矿渣微粉的掺量　（１　单掺’矿粉时，可按等量取代原则并根据以下方　法确定矿粉的合适掺量：　①对于地上结构以及有较高早期强度要求的混凝　土结构，掺量一般为２ｏ％－￣３ｏ％；　②对于地下结构、强度要求中等的混凝土结构，掺　量一般为３ｏ％￣５ｏ％：　③对于大体积混凝土或有严格温升限制的混凝土　结构，掺量一般为５ｏ％￣６５％；　④对于有较高耐久性能要求的特殊混凝土结构（如　海工防腐蚀结构、污水处理设施等），掺量可达５０％～　７０％。　（２）采用“双掺’，粉煤灰和矿粉时，由于受粉煤灰掺量　维普资讯 http://www.cqvip.com

广东建材２００７年第２期　水泥与混凝土　浅谈楼板混凝土裂缝和砌体裂缝　梁继长　（佛山市南海华樵建筑工程有限公司）　摘　要：混凝土楼板和墙体的裂缝是多种因素造成的。必须从图纸会审开始，制定综合的治理方　案，促进建设、监理、设计、施工单位的配合，加强施工过程中的严格把关，才能最大限度的减少裂缝的　产生，使住宅工程质量达到用户满意的程度。　关键词：房屋；楼板；裂缝；裂缝防治措施　房屋的墙体裂缝和现浇钢筋混凝土楼面的裂缝是　目前较难克服的质量通病，特别是住宅工程的墙体、楼　１．１裂缝现状调查分析　包括对所处理裂缝调查其产生形式、裂缝宽度和长　面出现裂缝，往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等。虽　度，是否贯通，缝内有无异物及裂缝宽度的变化等情况。　然这些裂缝多数均在规范允许范围内，并不影响结构安　裂缝末端位置是推断混凝土应力状态的重要参数，一定　全及使用功能，但其具有一定的普遍性和危害性。因此，　要仔细观察到看不见为止。　工程技术人员对裂缝产生的原因有足够的了解并采取　相应的措施是非常必要的。　１．１．１裂缝宽度　裂缝宽度是判断裂缝对混凝土结构影响程度的重　要参数，应预先查明裂缝宽度是否发展变化，因为它是　分析开裂原因，决定修补加固方法的重要项目。　１混凝土裂缝的主要内容　建筑物的破坏，特别是钢筋混凝土结构的破坏，往　物危险的征兆，只有那些影响结构承载力、稳定性、刚度　１．２裂缝位置分布特征　往是从裂缝开始的。但是，并不是所有的裂缝都是建筑　１．般应调查清楚裂缝位于建筑物的第几层，出现在　以及节点连接可靠等的裂缝才可能危及建筑物的安全　哪类构件（梁、板、桩、墙）上，裂缝在构件的部位，如梁两　　使用。而大量的常见的裂缝，如温度、收缩开裂等，并不　端或跨中，板的顶面或底面等。１．３裂缝的方向与形状　危及建筑结构的安全。因此，各类裂缝对建筑物的危害　１．般裂缝的方向同主拉应力面是相互垂直的，因此　是不同的，故对各类裂缝的处理应有所区别，所以准确　一一鉴别不同类型的裂缝，对于加固修补处理方案起决定性　要注意分清楚裂缝的方向。要注意区分裂缝的形状是上　宽下窄、上窄下宽、两端窄中间宽或宽度变化不大等不　的作用。　和质量波动的影响很大，只能根据上述基本原则，通过　，４结束语　随着建筑工业的发展，建筑材料的需求量日趋增　具体试验确定各组份正确的掺加量。　３．３要注意矿渣微粉混凝土的养护　大，而传统建材在生产上一直存在着严重的弊端，即原　当养护温度适宜、湿度较大时。混凝土中水分蒸发　材料需大量消耗土壤和矿产资源，结果造成能源浪费和　少，水化充分，孔隙率及孔隙平均尺寸减小，因此良好的　自然环境的破坏。矿渣应用于建筑材料，不仅有利于解　养护是混凝土强度、耐久性能的发展是非常重要的条　决环保和节能问题，而且对提高建筑材料的性能尤其是　件。而掺量（如３０％￣４０％）以上矿粉混凝土对早期养护　材料的耐久性。而对于商品混凝土搅拌站而言，这种矿　条件非常敏感，应有严格要求。　粉的出现给我们配制混凝土带来了很大的方便，随着　（１）早期养护应在混凝土终凝前进行（如喷洒养护　矿粉研究和应用的不断深入，混凝土质量会逐步改善。　剂、覆盖湿麻布或塑料布等）；　同时，矿粉的应用，可以克服仅掺粉煤灰时取代水泥量　（２）水养护时间至少为７天：　有限的弱点，可以进一步降低水泥用量，不仅可以改善　（３）当掺量达５０％以上时，水养护期应延长至ｌ４天。　混凝土耐久性，同时降低混凝土成本，节约能源，改善环　境。●　一１７—