工程技术 对矿渣微粉在水泥混凝土中应用的研究① 闰飞 （身份证：１４２２２６１９８６０６０４４４１６） 摘要：随着近年来我国经济发展速度的不断加快，建筑行业也呈现出积极的发展态势。混凝土作为建筑施工中最常使用的建筑材料，其 质量好坏直接影响着建筑本身的施工质量以及使用寿命。在混凝土中使用添加荆可以大幅度改善混凝土的各嚼使用性能，试文研究者结 合自身多年的实践经验，详细论述了用作混凝土掺合料的矿渣微粉的主要技术条件与矿渣微粉混凝土的主要性匏特征。并对矿渣微粉的 工作机理进行了介铝，给出了其在水泥制品生产中庄得到开发虚用，期望为我国建筑行业的发展提供一定的导向性作用。 关键词：矿渣截扮 水泥混凝土 使用性能 作用机理 中图分类号：Ｔｕ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２ｏ１ ５）０４（ｃ）－００７４－－０１ 近年来，我国建筑工程的施工质量不 ＣａＯ、ＳｉＯ，、ＡＩ，０ 以及ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｆｅ，０ 等氧 断提高，为国民经济的发展提供了有力的 化物。又因为不同高炉矿渣中氧化物的含 条件，新材料、新技术不断被引用到实际施 量各不相同，这也导致了矿渣具有碱性、 工中也为建筑行业的发展注入了新鲜的血 中性、酸性的区别。目前根据渣微粉的活 液。化学外加剂在混凝土工程上得到了普 性指数、流动度比和比表面积三个参数将 遍的应用，使得混凝土的质量和使用性能 矿渣分为ｓ９５、Ｓ１０５与Ｓｌ１ ５三个品级。其中 也有了极大的提高。生产中所使用的矿渣 活性是指受检胶砂与基准胶砂标准养护 微粉可以概括为是将粒化水淬高炉矿渣经 至规定龄期的抗压强度比，活性主要反应 过粉磨后达到规定细度的一种粉体材料。 了矿渣微粉对硬化混凝土力学性能的影 其已经被广泛应用到水泥混凝土的生产 响 流动度则表示了受检胶砂与基准胶砂 中，但其使用性能与高炉矿渣硅酸盐水泥 流动度之比值，反映了矿渣微粉对新拌混 有着较大区别。主要表现在在矿渣硅酸盐 凝土工作性的影响 实验表明，矿渣微粉 水泥生产过程中，水泥熟料与矿渣是在一 的细度对活性有着明显的影响作用，在制 起混磨的，而矿渣的易磨性比水泥熟料羞， 备微粉矿渣的过程中，需要考虑到矿渣的 当水泥熟料已粉磨到规定的细度时，矿渣 水化反应能力、混凝土的温升速率、微粉 的细度以比表面积表示比水泥小了很多。 细度所导致的混凝土产生早期的自收缩 近年来逐渐发展起来的活性矿物细掺 程度以及耗电成本等因素来确定矿渣微 合料已逐渐被各科研单位所重视，成为实 粉的最佳细度。 现现阶段混凝土技术进步的一个重要途径 与措施。通常情况下，可以讲活性矿物细掺 ２简析矿渣微粉混凝土的使用性能 合料分为有胶凝性或称潜在活性的矿物细 相较于传统混凝土而言，改性后的水 掺合料，本身具有较小的胶凝性，但在粉态 泥混凝土无论是在新拌状态选还是在硬化 条件下可以发生水化反应生成具有胶凝性 之后其各项使用性能都有着较大幅度的提 能的水化产物的矿物掺合料以及不仅具有 高，矿渣微粉作为近年来广泛使用的混凝 胶凝性能，同时还具有火山灰活性的矿物 土活性矿物掺合料能够等量取代水泥，在 掺合料。 水泥性能的改善上有着明显的作用。 在实际使用中，更加倾向于使用粒化 相对与新拌混凝土而言，矿渣微粉混 水淬高炉矿渣，这不仅是因为此类矿渣同 凝土的初凝与终凝时间虽然比普通混凝土 时具有较好的胶凝性与火山灰活性，其已 有所延缓，但延缓作用并不十分明显；使用 经在水泥混凝土的发展中有了一定的应 矿渣微粉拌合的混凝土，其坍落度有着明 用。通常情况下，在矿渣硅酸盐水泥中的矿 显的提高，且能够明显缓解因坍落度经时 渣颗粒较粗，这就造成了矿渣微粉的潜在 所造成的损失。不仅如此，由于Ｃ３Ａ矿物相 活性不能够得到完全发挥，这就造成了水 的含量有所降低而与减水剂有更好的相容 泥的早期强度不达标，同时还会出现泌水 性，因此，在将矿渣微粉制备到一定细度之 现象，在水泥熟料中掺入矿渣微粉就能够 后，还能够起到很好的减水作用。此外，矿 在很大程度上提高水泥混凝土的强度，改 渣微粉还有着较好的粘聚性，对混凝土泌 善泌水性。 水性的改善有着很好的促进作用。 矿渣微粉不仅能够取代等质量的水 对于硬化混凝土而言，矿渣微粉混凝 泥。产生极大的经济效益，同时还能够改善 土的早期强度比普通混凝土略低，但在后 混凝土的各项物理化学性能，如改善混凝 期的强度成长上则明显好于普通混凝土， 土的工作性，降低水化热、改善内部结构， 由于矿渣微粉能吸收水泥水化生成的Ｃ ａ 提高制品的抗腐蚀能力以及耐久性，这些 （ＯＨ） 晶体，对混凝土的内在界面结构起到 都是对混凝土制品使用性能起到决定性作 很好的改善作用，这也说明了矿渣微粉能 用的因素，已经广泛使用在生产高强、高性 够起到很好的抗渗作用。此外，矿渣微粉还 能混凝土、中强混凝土，大体积混凝土以及 能够吸收混凝土中存在的氯离子，起到了 工作在恶劣环境下的混凝土制品。 显著的护筋作用。由于矿渣微粉混凝土的 密实性提高了，因此，在同样混凝土配合比 １混凝土矿渣的技术参数及品级 与强度等级的情况下，矿渣微粉混凝土的 生产上所使用的高炉矿渣主要含有 抗冻性也优于普通混凝土。 ①作者简介：闰飞（１９８６－），男，陕西繁峙人，从事土木工程技术工作。 ７４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ３对矿渣微粉在混凝土硬化过程中的热 学性能的分析 在生产大体积混凝土时，需要严格控 制混凝土的水化热，希望水化热峰值出现 的时间向后推迟，比保证混凝土的初始结 构强度，避免由于温差所导致的裂缝现象 发生。在使用了矿渣微粉后，由于能够显著 减少水泥用量，这也就在很大程度上改善 了混凝土硬化过程的热学性能。 ４简述矿渣微粉的作用机理 研究表明，之所以矿渣微粉能够起到 显著改善水泥混凝土各项性能的作用，主 要原因是矿渣微粉在混凝土中具有微集料 效应和微晶核效应，并且能够改善混凝土 界面区的结构，减少了水泥初期水化产物 的相互搭接。矿渣微粉的细度比水泥颗粒 细，在混凝土中起到了更细颗粒的作用，因 而改善了混凝土的孔结构，使混凝土形成 了密实充填结构。矿渣微粉还能够起到微 晶核效应，为水花产物提供了一定的空间， 从而改善了水化产物的分布情况，保证混 凝土具有良好的力学性能。 综上所述，矿渣微粉是现代水泥混凝 土生产中经常采用的改性剂，对于混凝土 的各项物理化学性能均有着很好的改善作 用，随着科研工作者对此领域研究的不断 深入，矿渣微粉混凝土也必将取得更大的 社会效益和经济效益。 参考文献 ［１］同济大学材料学院材料工程研究所． ５２５＃早强低热高掺量矿渣水泥（鉴定资 料）．１９９８． 【２］同济大学混凝土材料研究国家重点实 验室与湖南韶峰水泥集团有限公司．高 性能混凝土矿渣复合混合材（鉴定资 料）．１９９６． 【３］朱稚石．高炉矿渣微粉混凝土的研究、 生产与应用［Ｃ】．２００１年矿渣微粉应用技 术交流会论文集，２００１（１０）． 【４】张荫济，朱稚石，等．宝钢高炉矿渣微粉 混凝土的生产应用研究【Ｃ】．２００１年矿渣 微粉应用技术交流会论文集，２００ｌ（１Ｏ）．
