不同矿物掺合料对混凝土性能影响的研究

张建彬，王军，吴开云，刘治宁

（青岛合汇混凝土工程有限公司，山东 青岛 266102）

不同矿物掺合料对混凝土性能影响的研究

张建彬，王军，吴开云，刘治宁

（青岛合汇混凝土工程有限公司，山东 青岛 266102）

本文研究了单掺中矿宏远 S95 矿粉和颐丰德 S95 矿粉两种矿粉，以及复掺粉煤灰和矿粉，对混凝土各项性能指标的影响。得出中矿宏远 S95 矿粉性能较好，适合混凝土搅拌站在实际生产高性能混凝土时使用。

混凝土；矿粉；粉煤灰

0 概述

矿物掺合料对混凝土的各项性能有很大的影响，采用不同的矿物掺合料生产的混凝土性能差别很大。本搅拌站主要使用中矿宏远 S95 矿粉，但同时会有其他厂家送样进行检测。通过实验检测中矿宏远 S95 矿粉与其他样品对普通混凝土工作性能及抗压强度的影响，研究矿粉在混凝土生产过程中对混凝土的改善作用。

1 实验用材料

（1）矿粉：中矿宏远 S95 矿粉和颐丰德 S95 矿粉。主要技术指标及化学成分见表 1 和 2。

（2）水泥：颐丰德 P·O42.5 普通硅酸盐水泥，主要技术指标见表 3。

（3）粗骨料：5～25mm 连续级配花岗岩碎石，符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求。

（4）细骨料：符合 JGJ52—2006 要求的细度模数为 2.4的中砂，含泥量为 2%。

表 1 矿粉主要技术指标

表 2 矿粉化学成分 %

表 3 硅酸盐水泥主要技术指标

2 混凝土配合比

本实验针对常用的混凝土强度等级，采用了 C30 的混凝土，主要考察矿粉的加入对混凝土工作性能及抗压强度的影响，实验配合比见表 4。

表 4 实验用混凝土配合比 kg/m3

3 实验结果及分析

3.1 不同矿粉掺入对混凝土工作性能的影响

表 5 不同配合比混凝土各项性能指标

各种不同配合比混凝土的各项性能指标如表 5 所示。通过分析可以看出，单掺矿粉的试样与复掺矿粉和粉煤灰的试样相比，坍落度和扩展度均较小，说明单掺矿粉对混凝土流动性的改善没有明显效果，20min 后，单掺矿粉的试样流动性损失较大，不适合于实际施工使用；相对比，复掺矿粉和粉煤灰的试样流动性损失较小，大大改善了混凝土的流动性，对实际施工有利。通过棍度同样可以得出上述结论，证明上述结论的正确性，说明复掺矿粉和粉煤灰可以有效改善混凝土的坍落度和流动性。这是因为单掺矿粉时，混凝土的粘聚性和泌水性有增加的趋势，从而降低了混凝土的流动性，而复掺矿粉与粉煤灰时，粉煤灰中富含的球状玻璃体对浆体起到“润滑作用”，增大了拌合料的流动性，减小泵送阻力，大大提高了混凝土的坍落度和流动性。通过实验 1 和2、3 和 4 对比可以看出，无论是单掺矿粉，还是复掺矿粉和粉煤灰，掺加中矿宏远 S95 矿粉的试样坍落度较掺加颐丰德S95 矿粉的大，说明中矿宏远 S95 矿粉的和易性较颐丰德 S95矿粉好。同样，棍度和粘聚性的数据也可以说明上述结论。

3.2 不同的矿粉掺入对混凝土强度的影响

测试上述配合比试样的 3d 和 28d 强度，如表 6 所示。并制作了相应的柱状图，如图 1 和图 2 所示。

表 6 不同矿粉混凝土试样的抗压强度 MPa

由表 6、图 1 和 2 可以看出，掺加相同矿粉的试样，单掺矿粉试块的强度高于双掺矿粉和粉煤灰试块的强度。由表6 可见，试样 1 和试样 3 相比，3d 和 28d 强度分别高出 8.6%和 7.8%，试样 2 和试样 4 相比，3d 和 28d 强度分别高出1.18% 和 0.9%。这说明粉煤灰的掺入降低了混凝土的抗压强度。这是因为粉煤灰与矿粉的化学组成不同，粉煤灰较矿粉火山灰效应弱，因此掺加粉煤灰时使混凝土强度降低，但同时复掺粉煤灰与矿粉时，可以产生“复合化超叠加效应”，充分发挥各自优势，其各自的形态效应、微集料效应、火山灰效应相互作用，形成“工作性能互补效应”和“强度互补效应”，使复掺矿粉和粉煤灰的混凝土同时具有较高的抗压强度，又具有良好的工作性能。对比 1 号试样和 2 号试样的抗压强度可以发现，1 号试样的 3d 和 28d 强度分别比 2 号试样高 11% 和 10.7%；对比 3 号试样和 4 号试样可以发现，3号试样的 3d 和 28d 强度分别比 4 号试样高 3.4% 和 3.6%，综上两组数据对比可以说明，掺加中矿宏远 S95 矿粉的试样强度高于掺加颐丰德 S95 矿粉的试样。从表 1 两种矿粉的性质比较可以看出，中矿宏远 S95 矿粉的比表面积、活性、流动度比等各方面性能指标都要更优，因此，中矿宏远矿粉在后期强度激发效果更明显，大大提高了混凝土的后期强度。

4 结论

我们比较了两种矿粉的性能，并对单掺矿粉、双掺矿粉和粉煤灰对混凝土性能的影响进行了研究。通过研究发现，中矿宏远 S95 矿粉较颐丰德 S95 矿粉具有更好的性能；单掺矿粉的混凝土具有更高的强度，但工作性能较差，不适于实际施工使用；粉煤灰的掺加可以大大改善混凝土的工作性能，但对混凝土强度不利。因此，在实际生产中应该优化配合比，生产出具有较高强度和工作性能优异的混凝土。

图 1 不同试样的 3d 抗压强度

图 2 不同试样的 28d 抗压强度

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［通讯地址］青岛市崂山区沙子口街道彭家庄社区 青岛合汇混凝土工程有限公司（250117）

Study of the influence of two kinds slag on the concrete performance

Zhang Jianbin, Wang Jun, Wu Kaiyun, Liu Zhining (Qingdao Hehui Concrete Engineering Limited Company , Qingdao, 266102, Shandong, China)

In this article, we have studied the impact of Zhongkuang Hongyuan S95 mineral powder, Yi Fengde S95 mineral powder and compound powder with slag and fly ash on concrete properties. The study showed that Zhongkuang Hongyuan S95 mineral powder had better properties. And it is suitable for the production of high-performance concrete.

concrete; mineral powder; fly-ash

张建彬（1985—），男，山东潍坊人，助工，主要从事商品混凝土技术研究。