浅析矿粉在工程应用中的重要性

2018-06-01吴东海

四川水泥 2018年5期

吴东海

（中交二航局第四工程有限公司，安徽芜湖 241000）

近年来，在配制预拌砂浆和混凝土时一般会掺入一定比例的外掺料，用来改善混凝土性能。其中粉煤灰和矿粉是最重要的两种外掺料。但是随着技术要求的提高和建筑施工工艺的不断升级，对这两种外参料的要求也越来越高。因此国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会于2017年分别更替了新的的粉煤灰和矿粉标准，两个产品的标准也将于2018年相继实施。本文就即将实施的矿粉新标准简要分析并说明矿粉在工程应用中的重要性供大家参考。

1 矿粉的重要性

1.1 矿粉的物理性能指标

从新标准GB/T 18046-2017可以看出矿粉的主要物理指标为密度、比表面积、活性指数、流动度和初凝时间比。其中初凝时间比为新增的物理指标，是指矿粉与硅酸盐水泥按1:1比例配成500g胶凝材料制成的水泥净浆初凝时间与500g水泥制成的净浆的初凝时间的比值。这是因为矿粉对水泥混凝土和砂浆的初凝时间与普通硅酸盐水泥初凝时间相比，具有一定缓凝作用。因此，加入初凝时间比就是要检测矿粉对水泥混凝土和砂浆的缓凝作用的程度，以便在混凝土和砂浆的配制中很好的计算矿粉的掺入量达到优化混凝土配合比的目的。新标准中还降低了S95型号矿粉的7天活性指数的要求由原来的≥75%改为现在的≥70%，S95型号的矿粉是实际参配混凝土中应用最多的一种型号，矿粉的活性指数指标是直接检验矿粉掺入后对混凝土强度影响的关键指标，从新标准的更改来看，降低了对 7天活性指数要求说明在工程实践中 7天活性指标≥70%也能满足后期对混凝土强度的要求。此外，笔者还发现对矿粉烧失量的要求相应的提高了由原来的≤3.0%改为现在的≤1.0%，因为随着工艺的不断改进，混凝土中的掺料种类越来越多，导致混凝土中的烧失量会大，烧失量大会吸附混凝土中的外加剂，影响混凝土的和易性。

1.2 混凝中掺入矿粉能够改善其和易性、提高混凝土强度、增强抗渗及抗冻融能力

矿粉作为混凝土的掺合料之一，不仅能部分取代水泥，获得一定的经济效益，而且还能够明显地改善和增强混凝土的工作性能。这与矿粉的自身特性有关，矿粉的玻璃体含量高，脆性强容易碎很难磨细，内含比较多的钙矾石结晶体，能够降低混凝土中的孔隙率，防止 CL-的渗透，造成对对钢筋笼腐蚀。此外还能降低水泥中的3CaO·Al2O3 及Ca(OH)2可溶物的含量，消除由于硫酸根离子存在而带来的的侵蚀，改善了混凝土的泵送性能、控制了混凝土的坍落度损失，通过与水泥的二次水化作用促进了混凝土的后期强度的增长，提高混凝土强度，增强抗渗及抗冻融能力。

1.3 要控制好掺入混凝土中矿粉粉的比例和质量

当掺入较低量矿粉时，无法达到优化混凝土配合比的目的，经济也无法显现；当掺入矿粉量较大时，会导致混凝土出息离析，保水性不良，水泥浆体下沉。于此同时，也要注意控制好矿粉的质量，矿粉的质量直接影响到混凝土的性能。例如，当矿粉比表面积越小时，矿粉颗粒能很好的填充进水泥颗粒的间隙形成较好的颗粒级配，从而增加了混凝土的密实性、增强了混凝土的耐久性；当矿粉的比表面积越大时，矿粉颗粒无法填充入比水泥颗粒的间隙，无法形成较好的颗粒级配，从而使混凝土的密实性查、和易性不良等。

1.4 试验论证

通过以上论述笔者再利用掺入矿粉不同比例来说明矿粉在混凝土配制中的重要性和科学性。本次试验混凝土设计强度为 C40混凝土，坍落度设计值为 200±20 mm，矿粉按一定比例等量取代水泥，矿渣粉掺量分别为20%、30%、40%和基准水泥配合比分别进行拌合，对其进行测试。（注：其他材料相同）

表1

通过表1可以发现，不同矿粉掺量的混凝土7天强度较基准配合比的混凝土的强度相比，掺量越大相比强度越低；但7d强度达到设计强度的80%以上。而掺入矿粉的混凝土试件28d强度均大于基准水泥混凝土试件强度，从60天强度情况可以看出，掺入矿粉的混凝土后期强度增长幅度要远远大于基准配合比的强度。综上所述，掺入矿粉的混凝土不仅能够提高混凝土强度还能降低成本增加经济价值。