矿渣微粉在商品混凝土中的应用

[摘 要] 本文介绍了国内外矿渣微粉的应用情况，并分析了矿渣微粉对商品混凝土性能的影响，说明了将矿渣微粉与I 级粉煤灰复合配制商品混凝土可以发挥优势互补效应，使混凝土的性能得到进一步改善。阐述了矿渣微粉在商品混凝土应用过程中应注意的问题。 [关键词] 矿渣微粉； 商品混凝土 1 引言

矿渣作为水泥混合材在我国已有40 多年的历史，但20 世纪90 年代以前，大多数是将矿渣和水泥熟料一起粉磨，属粗放型应用。由于矿渣与水泥熟料的易磨性相差很大，与熟料混磨后的矿粉较粗，其比表面积为300m2/ kg 左右，在水泥水化时矿渣的活性不能充分发挥。因此，掺混合材的水泥一般都是早期强度低，凝结时间长。如将矿渣经过单独粉磨得到矿渣粉，由于其比表面积达到400m2/ kg 以上，颗粒较细，则其活性可以得到充分发挥，这种颗粒细小的粉磨矿渣就是磨细矿渣( GGBFS) (矿渣微粉) 。 2 矿渣微粉在国内外的应用情况

1862 年德国人发现水淬矿渣具有潜在的活性后， 矿渣长期作为水泥混合材使用。1865 年德国开始生产石灰矿渣水泥。随着矿渣硅酸盐水泥良好的耐久性及应用价值不断为人们所认识，19 世纪初在欧洲得到了广泛的应用。德国有关矿渣硅酸盐水泥的研究资料比硅酸盐水泥的还要多。1933 年出现了湿碾矿渣及湿碾矿渣混凝土技术，50 年代这一技术曾在大型混凝土和预制混凝土中应用，因湿碾矿渣浆具有储存和运输困难的缺点，该技术并未得到广泛推广。1958 年南非将水淬矿渣烘干磨细，克服了湿碾矿渣浆储存及运输困难的缺点，首次将矿粉用于商品混凝土。进入60 年代，随着预拌混凝土工业的兴起和发展，矿粉作为混凝土的组分得到了广泛应用，90 年代在东南亚、我国、地区也得到了广泛的使用。目前，国外一些发达国家已将掺有矿粉的混凝土普遍用于各类建筑工程。西欧掺有矿粉的水泥约占水泥总用量的20 %；荷兰矿粉掺量65 %～70 %的水泥约占水泥总销量的60 % ，几乎各种混凝土结构都采用此种水泥;英国矿粉的每年销售量已达到100 多万吨;美国、加拿大现在也将矿粉掺入水泥中应用于各种建筑工程;在日本、新加坡、东南亚地区矿粉普遍地应用于商品混凝土和掺入水泥中。

美国1982 年发布了《混凝土和砂浆用的磨细粒化高炉矿渣》标准(ASTM C9 - 82) ，并于19 年进行了修订。澳大利亚、加拿大、英国等在1980 年- 1986 年期间也相继制定了矿粉的材料标准。日本在1986 年由土木学会制定了《混凝土用矿渣粉》标准草案，于1995 年3 月正式修订为日本的国家工业标准(J ISA6206 - 1995) ，日本1988 年还制定了《掺高炉矿渣粉的混凝土的设计与施工指南(草案)》。这些标准的制定和实施极大地推动了矿粉混凝土技术的研究， 并促使矿粉混凝土技术得到了令人瞩目的发展。在我国，矿渣运用的历史久远，但都是作为活性混合材添加在水泥熟料中，成为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水

泥或矿渣硅酸盐水泥。随着国际上对矿粉研究地不断深入和大规模地开发利用，我国20 世纪80 年代改革开放的力度不断加大，预拌混凝土的崛起与发展以及日益注重的环境保护，自20 世纪90 年代起，我国开始了矿粉的特性及应用研究工作。1998 年上海市实施地方标准《混凝土和砂浆用粒化高炉矿渣微粉》，1999 年《粒化高炉矿渣微粉在混凝土中应用技术规程》制定颁布。2000 年国家标准《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉》( GB18046 - 2000) 颁布实施，2002 年国家标准《高强、高性能混凝土用矿物外加剂》颁布，在该标准中正式将矿渣微粉命名为“矿物外加剂”纳入混凝土第六组分。磨细矿渣作为一个的产品出现在建筑市场，广泛应用于商品混凝土中。矿粉的应用逐渐成熟，并被广泛接受和使用。据不完全统计上海每年用于商品混凝土和掺加在水泥中的矿粉已达到80 万吨。 3 矿渣微粉对混凝土性能的影响

3。1 矿粉细度( 比表面积) 及其对混凝土强度的影响

磨细矿渣微粉磨到一定细度(比表面积) ，才能充分参与水化反应提高活性。矿粉细度大小直接影响矿粉的增强效果，原则上矿粉细度越大则效果越好， 但要求过细则粉磨困难，成本大幅度增加。综合考虑矿粉的细度以400m2/ kg～600m2/ kg 为佳，从表1 中的试验数据分析矿粉的细度也应为400m2/ kg ～ 600m2/ kg。

但实际应用中，由于矿渣较难磨细，考虑到磨机效率，矿渣磨细到400m2/ kg～500m2/ kg 已经比较好了。从颁布执行的GB/ T18046 - 2000 标准来看，只要将矿渣比表面积控制在420m2/ kg～450m2/ kg 即可满足标准中S95 级要求。这样，即可满足预拌混凝土公司配制≤C60 混凝土的要求。除非需配制C80 以上的混凝土，否则勿需耗费大量电能生产比表面积600m2/ kg 的磨细矿渣。另外，仅用比表面积作为矿渣粉的质量指标是不够严谨的，因为不同粉磨系统制备的磨细矿渣，即使比表面积相同，其活性指数(特别是7d 龄期时) 也不一定相同。