超细矿渣粉在水泥混凝土中的应用

蔺学贤

0 引言

超细矿渣粉(或超细粒化高炉矿渣粉)是指符合国家标准GB/T 203-1994用于水泥中粒化高炉矿渣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。

从1969年起，英国、德国等发达国家就开始了超细矿渣粉在混凝土中作为矿物掺合料的应用。自20世纪90年代起，我国开始了超细矿渣粉的应用研究工作。2000年，国家标准GB/T 18046-2000用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉正式颁布。2002年，国家标准《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》颁布实施。在该标准中，正式将超细矿渣粉命名为矿物掺合料。从此，超细矿渣粉作为一个独立的新产品被广泛地接受。

2008年7月1日，国家标准GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉正式实施。该标准替代了GB/T 18046-2000。与2000版标准相比，2008版标准提高了各级别(S75，S95，S105)矿渣粉比表面积和流动度比要求，增加了“矿渣粉玻璃体含量”(注:玻璃体含量影响矿渣粉的活性)选择性指标及相应试验方法。

为了超细矿渣粉能在全公司各项目工地推广应用，我做了一些相关对比试验，对比结果如下。

1 质量技术方面对比

基准配比采用我公司阳翼高速公路L16合同段工地现用配比，原材料亦与工地现场相同。

表1 混凝土试验用配合比

1.1 试验用原材料

水泥:山西中条山新型建材有限公司“中条”牌P.O42.5R，P.O52.5;山西新降威顿 P.O52.5 水泥;

超细矿渣粉:山西曲沃旭东水泥厂，S95级矿渣粉;

砂:河南砂，Ⅲ区粗砂，含泥量、颗粒级配符合规范要求;

碎石:沁水下沃泉石料厂4.75 mm～26.5 mm连续级配;

外加剂:山西路桥新型建材有限公司GQ-3A(液体)、GQ-3A(粉剂)高效减水剂。

1.2 试验及试验结果

混凝土试验用配合比见表1，试验结果见表2。

表2 混凝土和易性、坍落度及抗压强度

1.3 试验分析

1)在水泥混凝土中，用矿粉等量替代部分水泥后，7 d和28 d抗压强度均有增长，尤其是后期强度增长明显(注:基准配合比C25，C30未掺减水剂)。

2)掺加一定量矿粉后，可明显改善混凝土拌合物的和易性。由于超细矿渣粉是细微球状体，其表面光滑，性能稳定，在混凝土中能够起到一种类似于轴承的微珠润滑作用，降低摩擦阻力，有效地改善了混凝土拌合物的和易性(包括流动性、粘聚性、保水性等)。混凝土拌合物的和易性好，则坍落度经时损失小，工作性好(例如可泵性等)。

3)在水泥混凝土中掺入矿粉，可降低混凝土空隙率，增加混凝土的密实度，提高水泥混凝土的耐久性。

4)在水泥混凝土中掺入矿粉后，可减少或避免混凝土裂缝的产生(掺入矿粉，混凝土会产生适度的微膨胀)，比在混凝土中掺入微硅粉效果要好。

2 经济效益方面对比

相关原材料运到阳翼高速工地现场的价格:P.O52.5水泥480 元/t，P.O42.5R 水泥 430 元/t，矿粉 200 元/t，GQ-3A 高效减水剂(液)3 300元/t，GQ-3A高效减水剂(粉)6 100元/t。

1)C25。

基准配比:水泥0.43 t×430 元/t=184.9 元。

掺加矿粉后:水泥0.237 t×430 元/t=101.9 元;矿粉0.193 t×200元/t=38.6元;GQ-3A(粉)0.004 3 t×6 100 元/t=26.2 元(合166.7元，与基准配比对比每立方米混凝土能节省18.2元)。

2)C30。

基准配比:水泥0.396 t×430 元/t=170.3 元。

掺加矿粉后:水泥0.218 t×430 元/t=93.7 元;矿粉 0.178 t×200元/t=35.6元;GQ-3A(粉)0.003 96 t×6 100 元/t=24.2元(合153.5元，与基准配比对比每立方米混凝土能节省16.8元)。

3)C50。

基准配比:水泥0.485 t×480 元/t=232.8 元。

掺加矿粉后:水泥 0.315 t×490 元/t=154.35 元。

矿粉0.170 t×200 元/t=34.0 元(合185.2 元，与基准配比对比每立方米混凝土能节省47.6元)。

从上述计算，可以看出在水泥混凝土中掺入超细矿渣粉后，比较经济省钱，尤其在配制高强度等级混凝土中经济性更加明显。

3 综合分析

目前，公路市场竞争激烈，标价越来越低，加之各种原材料价格大幅度上涨，造成工程项目利润空间越来越小。在这种情况下，在水泥混凝土中掺入适量的价格相对比较低廉的矿物掺合料(如:超细矿粉、粉煤灰、微硅粉等)，以便降低成本，显得尤为重要。建议在全公司推广应用。

根据试验结果分析，超细矿渣粉掺量可在20%～50%间选择。具体掺量要根据超细矿渣粉的质量等级(见国家标准GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉)和现场原材料质量情况，经过试验确定。为切实降低成本，建议各分公司项目部就地取材，在工程项目所在地周边地区联系超细矿渣粉，以降低运输成本。

［1］ GB/T 18046-2008，用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉［S］.

［2］ 谭建标.浅谈矿渣粉对混凝土性能的影响以及应用［J］.广东建材，2007(2):35-36.

［3］ 付洪波.矿物掺合料对水泥砂浆强度和早期开裂的影响［J］.山西建筑，2010，36(7):135-136.