矿粉对商品混凝土（安阳）性能的作用及注意事项

韩德丰 贾红强 李小雨

安阳市建筑工程质量检测中心站（455000）

矿粉是粒化高炉矿渣粉磨后产生的极细的材料，活性高，应用领域广。近年来，随着安阳市城市建设的快速发展,我市的商品混凝土行业发展迅速，已投入使用的有十三、四家，市场竞争非常激烈，企业效益与混凝土质量的协调统一愈发显得重要。这就要求混凝土生产企业在保证质量的前提下，合理地控制产品的成本。控制产品的成本，理论上可通过使用高效减水剂和矿物掺合料降低水泥用量。但就目前情况而言，聚羧酸盐类等高效减水剂价格昂贵，且我市商品混凝土中C20～C40中低强度等级占大多数，使用后成本反而提高；粉煤灰的应用技术已经非常成熟，已经没有挖掘的潜力；而矿粉胶凝系数高、强度发展比粉煤灰快，可有效改善混凝土拌合物性能和长期性能，同时，矿粉与水泥存在一定的价差，等量取代后经济效益是显而易见的。但安阳地区的商品混凝土企业总体发展不太平衡，技术管理上水平不一，对矿粉的应用，技术上还不太稳定，不顾实际情况，生搬硬套现象较多，没有自己一个较成熟的技术体系，作为安阳市技术研究较早的一个专业机构，我站对矿粉在混凝土中的应用作了一个初步系统的试验，并通过工程应用得到一些体会。

1 原材料

1）金湖波42.5普通硅酸盐水泥，技术指标见表1。

表1 金湖波42.5普通硅酸盐水泥技术指标

2）安钢产矿粉S95级

表2 安钢产矿粉S95级

3）安阳电厂II级粉煤灰

表3 安阳电厂Ⅰ级粉煤灰

4）砂

表4 天然邢台河砂

表5 安丰人工砂

5）碎石

表6 水冶5～31.5 mm连续级配

6）外加剂

卫辉金建元BL-ZR缓凝高效减水剂（液态）,掺量1.8%（水泥重量），减水率大于18%。

表7

配合比及检测结果（原材料重量单位为kg;抗压强度单位为MPa）人工砂:天然砂=8:2

表8

表中粉煤灰为外掺，主要起改善混凝土和易性的作用。

从表中可看出，矿粉等量取代水泥，随着矿粉掺量的增大，混凝土的早期强度有所降低（水胶比越小，这种差距越小），而28天强度影响不大，甚至随矿粉掺量的增大，强度略有增加。从试验结果来看，在矿粉掺量为30%时，强度最高，也就是说30%的矿粉掺量是试验的最佳掺量。在安阳市常用的混凝土强度（C20～C40）中具有极有效的参考价值。

另外，在试验中也发现，矿粉掺量过大时，比如本试验中最大掺量为45%，混凝土拌合物泵送性能变差，表现为黏聚性大、流动性小等现象，对混凝土的输送特别是远距离输送性能会产生不良影响。在试验过程中掺入了一定量的粉煤灰，对改善这种状况起到了一定的作用，主要是粉煤灰的＂润滑＂作用起到了很好的效果。

由于受试验条件的限制，挑选水胶比为0.45的四组配合比进行凝结时间、抗渗、抗冻试验，以此来推定混凝土的长期性和耐久性。

表9

从表中可以看出，随着矿粉掺量的增大，混凝土的平均渗透高度减小,说明混凝土的密实度增加，提高了混凝土的抗渗性能（条件所限，没有对混凝土的抗渗性做完）；冻融强度损失率减小，说明混凝土的抗冻性能提高；凝结时间增大，说明有一定的缓凝作用，提高了混凝土的泵送性能；碳化深度有略微增加，但影响不是太大，不会增加混凝土钢筋锈蚀的风险。

对上述配合比进行了工程实际应用，在安阳市多个高层住宅小区进行了使用，工作性能、力学性能、耐久性能良好，未发现因水化热出现的温度裂缝，业主反映良好。

2 在工程中使用时应注意的问题

矿粉虽然有很多优点，但在使用中要注意一些问题，才能发挥矿粉的优势，避免出现一些不必要的麻烦。

1）矿粉的掺量要合理。

矿粉等量代替水泥时，随着掺量的增加，一方面影响混凝土的早期性能，另一方面对混凝土的长期性和耐久性也有不同程度的影响，《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011,对不同水胶比下矿粉的最大掺量有了明确的规定，在实际应用中，对高掺量矿粉的配合比一定要通过试验来确定。

2）加强矿粉质量的控制。

目前我市的矿粉进货渠道较多，在质量控制上存在一定的隐患。所以各搅拌企业应加强对矿粉质量的检测，特别是更换水泥品种时，一定要对该水泥与矿粉的适应性作出系统的评价。

3）注意养护条件

掺矿粉的混凝土的养护环境比普通混凝土要求更高，特别是早期的养护环境（温、湿度）对混凝土后期强度影响非常大，因此应加强施工人员对混凝土早期保湿、保温养护重要性的认识，以免造成混凝土后期强度不足的质量隐患。

3 结语

1）适量的掺加矿粉，可以有效改善混凝土的力学性能、长期性、耐久性。具体表现在提高混凝土的强度、提高抗渗、抗冻能力。

2）适量的掺加矿粉（加入适量的粉煤灰）可以改善混凝土的和易性,延缓混凝土的凝结时间，提高泵送能力。

3）有效合理的利用矿粉，可以降低混凝土生产企业的生产成本，提高经济效益。

4）加强对搅拌企业的管理的前提下，可以提高混凝土产品的整体质量，对建筑业的发展有着积极的作用。

[1] 黄荣辉,连国俊,张文明.矿物掺合料在商品混凝土中的应用[J].混凝土,2004(07).

[2] 刘津明.混凝土结构施工技术[M].机械工业出版社,2009,01.