公路监理工程师

三、矿渣粉在商品混凝土搅拌站中的应用

近两年来，北京市矿粉在商品混凝土搅拌站中的应用随唐龙和首嘉两大矿粉生产线的投产而迅速发展。为了更好地应用矿粉，减少问题，避免事故，在此谈一些应用体会，供大家参考。

1. 严格控制矿粉质量，特别是矿粉的细度。

目前，大型立磨矿渣粉生产线生产的矿渣粉细度均控制在400～500m2/kg的范围内。由于其先进的生产工艺，矿渣粉的细度非常稳定，给配制混凝土带来了很大方便。而球磨矿粉的细度较难达到400m2/kg以上，即使通过延长磨细时间，增加能耗，勉强达到400m2/kg以上，也难以长期稳定。一旦其细度大幅度降低，会给混凝土带来诸多问题，如：粘聚性下降出现离析和泌水；凝结时间延长；早期强度降低，甚至28d强度也会不同程度降低等。这也是为什么在立磨矿粉之前矿粉的应用受到限制的原因之一。因此，在使用球磨矿粉时应加强检测。

2. 避免利益驱动下盲目提高掺量

1）单掺矿粉时，以30％～40％为宜。大体积混凝土可增至50％以上，以达到明显降低水化热的目的。

2）复掺时，总取代量不宜超过50％。粉煤灰控制在20％以内，矿粉控制在30％以内。

3）初期使用时，建议粉煤灰控制在10%以内，矿粉控制在20%以内，大体积混凝土可适当放宽。

尽管在试配时，矿粉掺量在70％以内对混凝土强度影响不大，但过大的掺量在实际应用中确存在很多问题。其中两个问题特别值得关注，一是混凝土凝结时间问题。掺量过高时，薄壁结构由于混凝土温度很快与环境温度相同，其混凝土的凝结时间会明显加长，不利于施工。对于竖向结构，由于混凝土长期处于塑性状态，会使混凝土发生较大沉降收缩，常常出现沿箍筋的环行裂缝。大体积混凝土的凝结时间则不然。由于它能积聚水化热，凝结时间往往比试验要短的多。因此采用大掺量矿粉或矿粉与粉煤灰复配可降低水化热，延缓凝结时间，对大体积混凝土是比较有利的。另一个是混凝土粘聚性问题。我们知道，随着混凝土强度等级提高，混凝土的粘聚性不断增加，这样配制混凝土就存在着两头难的问题。低强度等级混凝土粘聚性差，需要设法增加其粘度，减少混凝土离析泌水的可能；高强度等级混凝土粘聚性大，需要设法降低其粘度来保证施工性能。由于细度达到400m2/kg以上的矿粉可增加混凝土粘度，因此它有利于低强度等级混凝土而不利于高强度等级混凝土配制。配制高强度混凝土时需要矿粉和可以降低混凝土粘度的优质Ⅰ级粉煤灰复合使用。

3. 复掺时，针对不同等级粉煤灰，选择合适的复合比例。

矿渣粉在商品混凝土搅拌站使用时，常与粉煤灰复合使用。这是因为，其一，粉煤灰比矿粉更为廉价，单掺矿粉对混凝土成本不利。虽然单掺粉煤灰可以大幅度降低成本，但掺量受到较大限制；其二，充分利用二者的“优势互补”，改善混凝土性能。

1） 矿渣粉与Ⅱ级粉煤灰复合。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，矿粉宜控制在30％以内。由于Ⅱ级粉煤灰的较Ⅰ级粉煤灰要广，供应量充足，因此在商品混凝土搅拌站大量使用。然而Ⅱ级粉煤灰的质量稳定性很差，使用Ⅱ级粉煤灰的搅拌站技术人员经常为此而发愁。矿粉的质量稳定性远好于Ⅱ级粉煤灰，给我们配制混凝土带来了很好的选择，只要通过试验找出合适的复配比例及合适的掺量，就可以配制出和易性好而成本有无明显增加的混凝土。在条件允许的情况下，应尽可能多用矿粉，降低Ⅱ级粉煤灰质量波动给混凝土带来的不利影响。其实这种配制混凝土的原则适应于任何原材料。也就是说，质量差或质量稳定性差的原材料不得不用时，应在充分试验的基础上，在条件允许的前提下尽可能少用。另外，由于Ⅱ级粉煤灰和矿渣粉同样具有增加混凝土粘度的趋势，因此不宜配制高强混凝土。

2） 矿渣粉与Ⅰ级粉煤灰复合。矿粉与Ⅰ级粉煤灰复合使用应是最佳组合。粉煤灰可控制在20％以内，矿粉可以控制在40％以内，它们之间的比例可以根据不同强度等级，不同技术要求进行调整。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，二者复合使用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灰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（引自黄士元等编着《近代混凝土技术》）；后期发挥Ⅰ级粉煤灰的火山灰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。从混凝土粘聚性方面说，矿粉有增加混凝土粘聚性和泌水的趋势，Ⅰ级粉煤灰却能明显降低混凝土的粘聚性和减少混凝土泌水的趋势，二者的互补优势更为明显，适合于配制各种强度等级的混凝土。因此，条件允许的情况下，实际应用中，建议采用矿粉和Ⅰ级粉煤灰复配配制混凝土，以充分发挥二者的“优势互补效应”，配制性能更为优异同时成本更为经济的混凝土。

4. 矿粉（或矿粉和粉煤灰复掺）混凝土对养护条件要求更为苛刻。因此商品混凝土搅拌站技术人员应加强与施工方沟通，确保混凝土的养护条件。

受施工进度、结构形式、养护手段和人员素质等方面因素的影响，混凝土的养护经常得不到重视。特别是竖向结构，如剪力墙、柱等，由于不便养护，一些单位常常是涂刷养护剂了事，而养护剂的效果很难在短期验证，使混凝土的养护出现不少问题。在矿粉或矿粉和粉煤灰复合掺加的情况下，更需要加强养护，只有充分养护才能发挥掺合料的作用。养护不好对表面混凝土的影响很大，曾经遇到过这样一个问题：C40墙体混凝土，矿粉取代水泥25%，Ⅱ级粉煤灰取代水泥15%，28d回弹值很低，推断强度只有C30左右，表面碳化很严重，一般在1.5～2.5mm之间，严重的高达4mm，而取芯检测混凝土强度很高，强度值在47～62MPa之间。这说明，尽管试验室的结果表明，矿粉或矿粉和粉煤灰复合掺加取代水泥在一定比例内不会对混凝土的碳化产生较大影响，但实际应用中由于养护条件等方面的影响，是否还能遵循这一规律就很值得怀疑。

当然在施工中也见到过较好的养护方法，其实方法很简单，实际效果确很好，值得借鉴。由于竖向结构不便蓄水养护，他们在拆模后就由专人负责一遍又一遍地用喷雾器在墙上喷水，这样既能长期保持混凝土表面的湿度，又节约用水，还减少了因养护用水四处流淌影响施工。

综上所述，大型立磨矿渣技术在我国的快速发展，使大量细度在400m2/kg的矿粉得到广泛应用。矿粉的大量应用，改变以往仅以粉煤灰为主要掺合料的局面。对于商品混凝土搅拌站而言，这种矿粉的出现给我们配制混凝土带来了很大的方便，随着矿粉研究和应用的不断深入，混凝土质量会逐步改善。同时，矿粉的应用，可以克服仅掺粉煤灰时取代水泥量有限的弱点，可以进一步降低水泥用量，不仅可以改善混凝土耐久性，同时降低混凝土成本，节约能源，改善环境。因此，我们应在加大研究力度的同时，积极推广应用，不断总结经验，扬长避短，使矿粉应用进一步扩大。

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（责任编辑：pgl）

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