超细矿渣粉在特细砂水工混凝土中的应用研究

(新疆水利水电学校, 新疆 乌鲁木齐 830013)

在上世纪三十年代，由于在混凝土当中掺杂较多的外加剂，提升了混凝土种类，全面改善混凝土性能。长期以来，大多数建筑工程都使用中砂作为混凝土的细骨料，特细砂无法用作混凝土的配置材料或者配置出来的混凝土强度较低，所以很少有学者研究特细砂混凝土配置。在上世纪七十年代左右，外国开始使用特细砂作为混凝土细骨料，我国也开始研究混凝土细骨料的新材料。该种混凝土在实际使用期间需要注意施工环境的湿度情况，实验室养护湿度与实际施工环境的湿度之间存在较大的差异性。超细矿渣粉主要是将粒化高炉矿渣经过研磨和干燥处理之后，符合相关活性指数的粉体。我国在矿渣资源方面占据独特优势，将矿渣粉作为外加剂不仅能够加强混凝土性能，还能够避免对环境造成较大的污染。

1 试验设想以及相关要求

1.1 试验设想

此次试验主要是在配置水工混凝土时将超细矿渣粉作为细骨料。在实际配置期间需要使用我国标准的特细砂。由于特细砂具有较小的细度模数，但是表面积和孔隙率比较大，这就造成在配置混凝土时需要加大水量和水泥量。这样就导致混凝土当中的含水量持续增加，使用大量的水泥将会提升混凝土当中的浆体含量，这样将会严重影响硬化之后混凝土的体积收缩以及强度等。

为了避免影响混凝土质量，此次研究主要是采用高性能泵送剂和超细矿渣粉进行联合使用。高性能泵送剂能够降低混凝土配置期间的用水量，超细矿渣粉能够提升混凝土的膨胀作用和强度，这样能够全面改善混凝土结构当中的薄弱部位。从混凝土配置的理论知识看，复合使用两种外加剂能够有效避免特细砂水工混凝土当中存在的强度问题，全面改善混凝土性能。

1.2 试验相关要求

此次试验需要满足以下要求：（1）针对特细砂混凝土当中砂的含量需要按照中砂和粗砂的含量进行确定，坚决不能含有泥团；（2）需要将新伴混凝土的坍落度控制在一小时之后不会出现损失情况；（3）混凝土在硬化之后，其物理收缩值需要科举制在常规收缩值范围之内；（4）在检验混凝土时需要按照特细砂混凝土相关质量要求进行确定。

2 试验原材料

在特细砂混凝土试验基地，需要选取大量样本对其进行检验分析，按照试验结果显示。此次使用的特细砂的各个质量指标都能够全面满足标准二类砂的要求，能够配置多等级混凝土。

此次试验主要是使用 P·O32.5R级水泥，其抗压强度能够达到 46.2MPa，碎石厚度控制在15毫米左右，细度模数为1.21的特细砂。

各个原材料的质量都能够满足国家标准要求，特细矿渣粉和高性能泵送剂的技术指标见表1。

表1 超细矿渣粉的技术指标

表2 高性能泵送剂技术指标

3 试验结果

此次试验主要是配置五个强度的特细砂水工混凝土，强度等级为C15，C20，C25，C30和C35，每个强度都是使用9次平行试验进行优化选择。抗压强度一共制作270组，1组收缩试件和5组抗渗试件。在试配期间，首先选择200kg/m3水泥用量，直至将水泥用量提升到 300kg/m3；此次使用的碎石主要是二级配，在复配之后的碎石为5-30.5等级范围之内，级配合格。将混凝土初始坍落度控制在（220 ±20）毫米范围之内，下表为混凝土坍落度以及初始配合比情况。

表3 混凝土坍落度值和初始配合比

4 分析试验结果

（1）从上表可以看出，不同强度等级混凝土的坍落度在一小时之内没有出现较大的改变，这就标准此次试验符合设计要求。并且随着不断增加的高性能泵送剂剂量，将会逐渐减少坍落度损失程度。以上现象可以看出，在混凝土拌合物当中随着不断增加的缓凝组分，将会有效弥补拌合物坍落度损失。

（2）相比于同等级常规细砂水工混凝土，夹杂了超细矿渣粉的特细砂混凝土具有较高的强度以及良好的性能，导致该种现象的主要原因在于超细矿渣粉能够全面发挥其活性作用。随着不断增加的混凝土强度，将会减少其用水量，这样就能够形成较小水胶比。在此次试验期间，用水量比较稳定，并且具有显著的水胶比层次，强度等级呈现均匀递增情况。

（3）对于水工混凝土来讲，衡量混凝土耐久性的主要技术指标在于抗渗性，在添加超细矿渣粉之后的特细砂水工混凝土，其抗冻性和抗渗性都能够满足标准要求，能够全面应用在水利工程当中。

5 结束语

综上所述，此次研究主要是将高性能泵送剂和超细矿渣粉进行联合使用，该种技术经过试验验证之后比较成功。高性能泵送剂能够减少混凝土在拌合期间的用水量，能够形成较小水胶比。再加上超细矿渣粉，能够全面加强混凝土的微膨效果和强度等，在较大程度上能够加强特细砂混凝土强度，并且能够有效补偿收缩。此次试验全面满足鲍罗米公式的规律。但是该种混凝土在实际使用期间需要注意以下方面：在施工期间需要注重施工环境的湿度情况，实验室养护湿度与实际施工环境的湿度之间存在较大的差异性。在混凝土体积收缩方面最重要的就是养护湿度，特别体现在特细砂混凝土当中。

[1]王学兵,潘志华,沈晓冬,等.硫酸铵环境下超细矿渣粉掺量对水泥砂浆性能的影响[J].南京工业大学学报(自然科学版),2017,39(06):32-38.

[2]邢亚兵,王毅,胡凯伟.超细矿渣粉对硅酸盐水泥性能和微观结构的影响[J].材料导报,2017,31(S1):402-405.