复掺磨细矿粉和粉煤灰在商品混凝土中的应用

覃 宾（新兴县润江混凝土有限公司）

复掺磨细矿粉和粉煤灰在商品混凝土中的应用

覃 宾
（新兴县润江混凝土有限公司）

复掺磨细矿粉和粉煤灰应用到商品混凝土中，可以增大新拌混凝土的流动性，改善泌水离析，增加混凝土硬化后的强度，提高耐久性能。试验研究了磨细矿粉和粉煤灰的最佳掺量，以及两种矿物质掺合料复掺的复合效应。简要概括了复掺磨细矿粉和粉煤灰的商品混凝土的技术优势和应用难点，并给出了工程实例。

商品混凝土；掺合料；复掺

1.引言

随着建筑业的发展，商品混凝土的应用越来越广泛，商品混凝土生产行业也逐渐发展壮大，成为建筑业中的新兴产业。商品混凝土一般采用泵送工艺，除了满足强度要求外，必须具有良好的工作性能，并能在较长时间内保持塑性。粉煤灰在商品混凝土中的广泛使用，带来了可观的经济效益和环保效益。在商品混凝土中掺入粉煤灰的同时，再掺入磨细矿渣粉或沸石粉、硅灰等两种以上的掺合料，称为复掺技术。本文主要研究复掺磨细矿粉和粉煤灰对商品混凝土的性能产生什么影响，复掺磨细矿粉和粉煤灰的商品混凝土具有哪些技术优势和应用难点。

2.复掺磨细矿粉和粉煤灰商品混凝土的性能

2.1 商品混凝土对工作性的特殊要求

混凝土的性能包括两个方面，即新拌混凝土的工作性能以及混凝土硬化后的性能。混凝土的工作性通常用和易性表示，它是混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌台物的和易性好时，泵送混凝土的可泵性好，混凝土容易浇筑振实，且不发生离析，而不易造成质量缺陷。由于商品一般采用泵送工艺，因此商品混凝土的和易性是保证浇筑质量的主要因素。

对商品混凝土而言，通常是以新拌混凝土形式提供给用户，最终在用户处形成硬化混凝土[1]。它与现场搅拌混凝土不同之处在于，新拌混凝土的制备与使用不是在同一个地方，从制备地点到使用地点需要经过一个运输过程，因而需要一定的运输时间。在这段时间里，如果新拌混凝土的性能发生较大变化的话，制备出的新拌混凝土性能再好也不一定能满足使用要求。因此，商品混凝土要求具有良好的保塑性，在新拌混凝土使用之前的一段时间内必须保持性能稳定，这段时间通常是几小时到十几小时。

2.2 复掺磨细矿粉和粉煤灰对商品混凝土性能的影响

1.增加了新拌混凝土的流动性

新拌浆体中的水有两部分：一部分是填充水，它填充在颗粒间的空隙中，对浆体的流动性没有贡献；另一部分是表面层水，它在颗粒表面形成水膜层，浆体的流动性取决于水膜层的厚度。在商品混凝土中掺入磨细矿粉和粉煤灰超细粉等掺合料，它们较小的颗粒粒径与水泥颗粒在微观上形成级配体系，将原来填充在空隙之中的填充水置换出来成为自由水[2]。

与多孔性的球状粉煤灰颗粒相比，磨细矿粉尽管颗粒形状不佳，但它与水泥颗粒之间或矿粉颗粒之间的接触点较少，而且矿粉颗粒具有疏水作用，对减水剂的吸附作用也小，所以比同等掺量粉煤灰浆体的流动度大。

2.改善了新拌混凝土的离析泌水

混凝土的流动性与稳定性是相互矛盾的，商品混凝土具有良好的可泵性，同时又不泌水离析，关键在于其胶凝料浆体具有适当的塑性粘度，它能减少骨料间的接触应力，削弱骨料的固体特性，抑制骨料起拱堆集从而有效抑制离析。

粉煤灰和磨细矿粉等超细粉掺合料不仅具有物理填充效应，其细小颗粒和巨大的表面积产生出较大的内表面力，显著提高混凝土的粘聚性，能够防止组成材料的离析，包括阻止骨料的沉降和水分泌出。

3.增加了硬化后混凝土的抗压强度

一般而言，单掺一种矿物质掺合料，混凝土的早期强度随掺量的增加而降低，但后期强度会有较大幅度增长。粉煤灰对混凝土强度的贡献随龄期的增加而增加，随水胶比的降低而增加。而复合掺入磨细矿粉和粉煤灰不是两种掺合料简单的混合，而是发挥两种掺合料的更大优势，在强度上尚有一定的互补作用。复掺后更能有效地提高其火山灰效应，增加体系中微粒间的化学反应，诱导激发作用，使混凝土早强和后期强度均能得到提高[3]。

4.提高了硬化后混凝土的耐久性

在商品混凝土中掺入磨细矿粉和粉煤灰，对其内部结构影响不同，但是总的特点是使水泥石的结构密实、水泥石与骨料之间的界面结构得到改善，从而降低混凝土内部水化热早期干燥、收缩程度，混凝土抗渗性能、抗冻能力、抗碳化能力、混凝土抗裂性能及耐化学腐蚀能力更有显著的提高。

2.3 磨细矿粉和粉煤灰与减水剂的适应性

1.问题的提出

我们只有同过试配才能掌握减水剂-水泥+磨细矿粉、减水剂-水泥+粉煤灰、减水剂-水泥+粉煤灰+磨细矿粉各体系之间的适应性。不同的胶凝材料体系将会有可能出现不同的适应性。当外减水剂与胶凝材料不适应时，通常会出现如下现象：⑴混凝土流动性较差；⑵混凝土坍落度损失较大；⑶出现离析、泌水现象。因此，我们在做试配时在原有水泥的基础上作了如下的技术措施：⑴增加粉煤灰的掺量，减少磨细矿粉的掺量。一般来说，粉煤灰混凝土对化学外加剂的适应性较强些，而磨细矿粉混凝土对外加剂的适应性较弱些。⑵选择低浓型的高效萘系减水剂。最终，我们解决了磨细矿粉和粉煤灰与减水剂的适应性问题。

2.磨细矿粉和粉煤灰的使用掺量

磨细矿粉和粉煤灰复掺时，应针对不同等级的粉煤灰选择合适的复合比例。

目前，我们云浮地区的商品混凝土搅拌站普遍使用的是Ⅱ级粉煤灰，磨细矿粉的细度一般是在300m2/kg—400m2/kg以内。所以，磨细矿粉磨细矿粉与Ⅱ级粉煤灰复合使用时，粉煤灰的取代量宜控制在15%以内，磨细矿粉掺量宜控制在30%以内。由于Ⅱ级粉煤灰的质量稳定性较差，细度上下范围内波动较大，而矿粉的质量稳定性远好于Ⅱ级粉煤灰，我们配制混凝土等级时，通过试配可以找出合适的复配比例及合适的掺量，配制出的混凝土的和易性良好，可以很好的满足工地施工的需要。从强度方面说，粉煤灰等量取代水泥时，28d强度基本都比空白混凝土强度低，而矿粉在合适的掺量下会使混凝土的28d强度稍有提高，这样二者有较好的“强度互补效应”。同时，二者复合兼顾混凝土早期强度与后期强度，早期发挥矿粉的火山灰效应，改善浆体和集料的界面结构，弥补由于粉煤灰的火山效应滞后于水泥熟料水化，从而使得火山灰反应生成物和水泥水化生成的凝胶数量不足导致与未反应的粉煤灰之间界面粘结不牢引起的早期强度损失；后期发挥粉煤灰的火山效应所带来的孔径细化作用以及未反应的粉煤灰颗粒的“内核作用”，使混凝土后期强度持续得到提高。

3.工程实例

新兴县某商业住房多层梁板采用C30等级商品混凝土，采用复掺磨细矿粉和粉煤灰技术。粉煤灰采用云浮某厂Ⅱ级粉煤灰，磨细矿粉为阳江某厂提供（比表面积约为330m2/kg）。混凝土配合比设计中胶凝材料总量为380kg/m3，粉煤灰掺量占胶凝材料总量的15%，磨细矿粉掺量15%，水胶比为0.45。

测得新拌混凝土坍落度≥160mm，坍落扩展度≥480mm，且坍落度损失小，混凝土工作性良好。混凝土硬化后7d平均抗压强度为26.6MPa，28d平均抗压强度为42.1MPa。与不掺矿物质掺合料的商品混凝土相比，成本降低可达10%以上。

5.结语

本文研究了复掺磨细矿粉和粉煤灰的商品混凝土的工作性和强度以及耐久性，提出将磨细矿粉和粉煤灰复合使用比单掺更能提高新拌混凝土工作性。在实际应用中，应加强对复掺磨细矿粉和粉煤灰的商品混凝土的早期养护，防止出现裂缝。

[1]张承志.商品混凝土[M].北京：化学工业出版社，2006：149～150

[2]王爱勤，张承志，唐明述.火山灰质材料的填充作用[J].混凝土与水泥制品，1995（5）：19～21

[3]王玉瑛，刘翔太，杜守明，等. 复掺技术在冬施商品混凝土中的应用[J].低温建筑技术，2007（5）：16～17

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1007-6344（2016）04-0314-01