礦物摻合料混凝土在水利工程項目施工中的應用研究

崔行

【摘要】分析了礦物摻合料應用研究現狀，探討了混凝土中礦物摻合料的種類和作用效應。在水利工程建設中，摻加不同的礦物摻合料可以改善混凝土各方面的性能。由于礦物摻合料的種類較多，如粉煤灰、礦渣、硅灰等，在這些礦物摻合料中，選擇最好的摻合料改善混凝土的性能，這對提高整個工程質量至關重要。

【關鍵詞】水利工程；礦物摻合料；混凝土

1、前言

由于高性能混凝土能夠為特殊建設工程和大型混凝土工程提供結構材料上的保障，因此在世界范圍內其利用率不斷提高。高性能混凝土大幅度提高了混凝土的耐久性及性能，預示著混凝土向高科技材料邁進了一大步，代表著混凝土的發展方向。高性能混凝土耐久性的設計涉及到適當組分的選擇及組分間的配比，使制備的材料具有細孔結構、孔隙率極低，能有效防止有害物質（如氯和硫酸根離子，二氧化碳，水和氧氣）的滲透的特征，并以此增強混凝土的耐久性，延長這種人造材料的生命周期。

2、水利工程施工中礦物摻合料混凝土的應用

2.1對混凝土工作性能的影響

混凝土的工作性能是衡量混凝土可用性的一個重要指標。特別是在水利工程建設中，混凝土的工作性能是高性能混凝土的主要技術要求之一。在礦物摻合料對混凝土性能的試驗研究中，三種礦物摻合料，即粉煤灰、礦渣粉和硅灰，是最常用的礦物摻合料。在實驗中，假定減水劑的用量及其對混凝土坍落度的影響是線性的，設定一個系數 K，用于描述礦物摻合料對混凝土工作性能的影響：K= 坍落度 / 外加劑的摻量。由試驗過程可知（限于篇幅試驗過程省略），三種摻合料分別加入時，K值將隨著粉煤灰摻量的增加而提高，能對混凝土性能的外加劑的摻入提高程度的增加起到了積極的作用，能改善改善度；提高礦渣對混凝土性能的影響相對較弱，當摻雜量為25%時，改善效果最為明顯，但添加量的不斷增加，對提高混凝土性能不明顯，當摻雜量增加到35%，基本上沒有表現出改善效果；三種礦物摻合料，提高效果硅粉對混凝土工作性能的影響最差，而有害影響也隨之產生，隨著硅粉摻量的增加，混凝土的工作性能變差。可見，粉煤灰對混凝土性能的影響是最好的。

2.2對混凝土力學性能的影響

由試驗過程可知（限于篇幅試驗過程省略），摻粉煤灰混凝土前90d強度隨著摻量的增加而下降。120 d后，混凝土強度呈現超過基準強度的趨勢，這與業內專家學者的研究成果是一致的。這說明粉煤灰會使混凝土的早期強度降低，但后期強度會提高，摻入礦渣混凝土前14天強度下降，隨著礦渣摻量的增加而降低，在14 d時回彈強度超過基準混凝土強度。強度隨礦渣摻入量的增加而增加；硅灰、高強混凝土強度隨著許多基準的增加、硅粉摻量的增加、混凝土強度的提高而增大。由于水利工程對混凝土結構早期強度要求不高，后期強度要求較高，為了提高混凝土的強度，應增加適量的粉煤灰。

3、礦物摻合料混凝土應用中存在的問題

3.1礦物摻合料的應用缺乏科學性

礦物摻合料可以讓普通混凝土實現耐久、耐磨、抗酸堿、高強等目的，但是實際使用中還存在很多問題，摻合料的使用缺乏理論和技術科學指導，仍然難以真正達到改善混凝土質量的目的。由于礦物摻合料品質和種類不同，因此特性各異，給實際應用中帶來了一定的難度。目前礦物摻合料可以分為火山灰質、有潛在水硬性的、其他（能與水泥某些組分發生反應的）三類，因此在應用中需要將混凝土需求和礦物特質相結合，有區別的對待。

3.2礦物摻合料與現代混凝土發展不相適應

隨著礦物摻合料的研究不斷的深入，已經開始凸顯出普通礦物摻合料的缺陷，以粉煤灰和礦渣硅灰為例。粉煤灰存在水化初期活性低，相應的混凝土早期強度低，導致混凝土易碳化，在凍融的環境下，混凝土表層容易脫落；礦渣粉容易使新拌混凝土泌水，同時混凝土的收縮增大，使建筑物存在開裂風險。同時，現代混凝土的發展中還存在很多問題沒能解決，如混凝土早強（低溫或常溫條件下）、混凝土耐久性提升與保持（特殊或嚴酷條件時）、混凝土（復雜膠凝體系且低水膠比條件下）黏度調節。要將現代混凝土發展中遇到的問題解決，關鍵是對膠凝材料體系進行改善，實現礦物摻合料的功能化、高性能的重要舉措。

3.3礦物摻合料制備技術和裝備的不足

我國對超細礦物摻合料的制備已經做了一些嘗試和研究，但是從所報道的研究成果來看，所使用的制備技術和裝備多是針對單一礦物摻合料的裝備，而且能耗大、成本高，未見能夠同時制備多種超細礦物摻合料的裝備的報道。由于礦物摻合料的種類、品種較多，使用礦物摻合料時要結合當地情況和資源狀況有針對性地選擇使用當地的礦物摻合料，然而裝備的多樣性不利于礦物摻合料的制備和應用，這也與現代混凝土發展高性能、多功能、精細化的混凝土摻合料方向不相適應，這就要求生產礦物摻合料的企業在裝備和制備技術上做出改進和革新，才能制備出適合混凝土發展需要的高性能混凝土摻合料。

4、結束語

總之，混凝土是建筑業最重要的原材料之一。衍生的混凝土礦物摻和料在建筑業中占有重要地位。礦物摻合料技術的發展越來越受到人們的重視。隨著混凝土復合礦物摻合料技術的發展，由于對混凝土礦物復合外加劑的需求日益增加，今后的生產將不可避免地走向專業化和產業化。

參考文獻：

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