超細礦渣粉在水泥混凝土中的應用

藺學賢

0 引言

超細礦渣粉(或超細粒化高爐礦渣粉)是指符合國家標準GB/T 203-1994用于水泥中粒化高爐礦渣規定的粒化高爐礦渣經干燥、粉磨(或添加少量石膏一起粉磨)，達到相當細度且符合相應活性指數的粉體。

從1969年起，英國、德國等發達國家就開始了超細礦渣粉在混凝土中作為礦物摻合料的應用。自20世紀90年代起，我國開始了超細礦渣粉的應用研究工作。2000年，國家標準GB/T 18046-2000用于水泥和混凝土的粒化高爐礦渣粉正式頒布。2002年，國家標準《高強、高性能混凝土用礦物外加劑》頒布實施。在該標準中，正式將超細礦渣粉命名為礦物摻合料。從此，超細礦渣粉作為一個獨立的新產品被廣泛地接受。

2008年7月1日，國家標準GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉正式實施。該標準替代了GB/T 18046-2000。與2000版標準相比，2008版標準提高了各級別(S75，S95，S105)礦渣粉比表面積和流動度比要求，增加了“礦渣粉玻璃體含量”(注:玻璃體含量影響礦渣粉的活性)選擇性指標及相應試驗方法。

為了超細礦渣粉能在全公司各項目工地推廣應用，我做了一些相關對比試驗，對比結果如下。

1 質量技術方面對比

基準配比采用我公司陽翼高速公路L16合同段工地現用配比，原材料亦與工地現場相同。

表1 混凝土試驗用配合比

1.1 試驗用原材料

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

超細礦渣粉:山西曲沃旭東水泥廠，S95級礦渣粉;

砂:河南砂，Ⅲ區粗砂，含泥量、顆粒級配符合規范要求;

碎石:沁水下沃泉石料廠4.75 mm～26.5 mm連續級配;

外加劑:山西路橋新型建材有限公司GQ-3A(液體)、GQ-3A(粉劑)高效減水劑。

1.2 試驗及試驗結果

混凝土試驗用配合比見表1，試驗結果見表2。

表2 混凝土和易性、坍落度及抗壓強度

1.3 試驗分析

1)在水泥混凝土中，用礦粉等量替代部分水泥后，7 d和28 d抗壓強度均有增長，尤其是后期強度增長明顯(注:基準配合比C25，C30未摻減水劑)。

2)摻加一定量礦粉后，可明顯改善混凝土拌合物的和易性。由于超細礦渣粉是細微球狀體，其表面光滑，性能穩定，在混凝土中能夠起到一種類似于軸承的微珠潤滑作用，降低摩擦阻力，有效地改善了混凝土拌合物的和易性(包括流動性、粘聚性、保水性等)。混凝土拌合物的和易性好，則坍落度經時損失小，工作性好(例如可泵性等)。

3)在水泥混凝土中摻入礦粉，可降低混凝土空隙率，增加混凝土的密實度，提高水泥混凝土的耐久性。

4)在水泥混凝土中摻入礦粉后，可減少或避免混凝土裂縫的產生(摻入礦粉，混凝土會產生適度的微膨脹)，比在混凝土中摻入微硅粉效果要好。

2 經濟效益方面對比

相關原材料運到陽翼高速工地現場的價格:P.O52.5水泥480 元/t，P.O42.5R 水泥 430 元/t，礦粉 200 元/t，GQ-3A 高效減水劑(液)3 300元/t，GQ-3A高效減水劑(粉)6 100元/t。

1)C25。

基準配比:水泥0.43 t×430 元/t=184.9 元。

摻加礦粉后:水泥0.237 t×430 元/t=101.9 元;礦粉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，與基準配比對比每立方米混凝土能節省18.2元)。

2)C30。

基準配比:水泥0.396 t×430 元/t=170.3 元。

摻加礦粉后:水泥0.218 t×430 元/t=93.7 元;礦粉 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，與基準配比對比每立方米混凝土能節省16.8元)。

3)C50。

基準配比:水泥0.485 t×480 元/t=232.8 元。

摻加礦粉后:水泥 0.315 t×490 元/t=154.35 元。

礦粉0.170 t×200 元/t=34.0 元(合185.2 元，與基準配比對比每立方米混凝土能節省47.6元)。

從上述計算，可以看出在水泥混凝土中摻入超細礦渣粉后，比較經濟省錢，尤其在配制高強度等級混凝土中經濟性更加明顯。

3 綜合分析

目前，公路市場競爭激烈，標價越來越低，加之各種原材料價格大幅度上漲，造成工程項目利潤空間越來越小。在這種情況下，在水泥混凝土中摻入適量的價格相對比較低廉的礦物摻合料(如:超細礦粉、粉煤灰、微硅粉等)，以便降低成本，顯得尤為重要。建議在全公司推廣應用。

根據試驗結果分析，超細礦渣粉摻量可在20%～50%間選擇。具體摻量要根據超細礦渣粉的質量等級(見國家標準GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土的粒化高爐礦渣粉)和現場原材料質量情況，經過試驗確定。為切實降低成本，建議各分公司項目部就地取材，在工程項目所在地周邊地區聯系超細礦渣粉，以降低運輸成本。

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

［2］ 譚建標.淺談礦渣粉對混凝土性能的影響以及應用［J］.廣東建材，2007(2):35-36.

［3］ 付洪波.礦物摻合料對水泥砂漿強度和早期開裂的影響［J］.山西建筑，2010，36(7):135-136.