应用矿渣微粉和粉煤灰微粉复合配制商品混凝土
磨细矿渣及磨细粉煤机取代混凝土中的部分水泥,能够提高混凝土的强度,改善混凝土的工作性能,降低温升,延缓凝结时间,提高耐久性。在我国该项技术的研究和实践越来越多,北京每年的用量已接近20 万吨,而上海每年用量已超过80 万吨。秦皇岛前几年由于受磨细矿渣粉加工水平限制以及产量低等原因,使得磨细矿渣粉及磨细粉煤灰粉在商品混凝土中未得到推广和使用,但随着唐钢60 万吨生产线的建成,在产品的供应上均得到了保证。秦皇岛近两年建成的混凝土搅拌站都增加了矿粉仓,掺加矿粉混凝土已在一些重点工程中应用,例如,秦皇岛滨海城车库等,可以预见未来数年将掀起磨细矿渣微粉的使用高潮。
矿粉在商品混凝土搅拌站中应用时应注意的问题
(1)使用球磨矿粉时应加强检测,严格控制矿粉的细度大型立磨矿渣粉生产线生产的矿渣粉细度均控制在400m2/ kg~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。而球磨矿粉的细度较难达到400m2/ kg 以上,如果通过延长磨细时间, 勉强达到400m2/ kg 以上,也难以长期稳定。一旦矿粉细度大幅度降低,会给混凝土带来很多问题,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。因此,在使用球磨矿粉时应加强检测,严格控制矿粉的细度。
(2)注意矿粉的掺量
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。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。初期使用时,最好粉煤灰控制在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却存在很多问题。首先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。对于大体积混凝土,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。其次是混凝土粘聚性,随着混凝土强度等级提高,混凝土的粘聚性不断增加,这样就会给配制混凝土带来一定的困难。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;另外,矿粉和粉煤灰复配时能充分利用二者的“优势互补”,改善混凝土性能。
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 级粉煤灰较I 级粉煤灰供应量充足,因此在商品混凝土搅拌站大量使用。但II级粉煤灰的质量稳定性很差,给配制混凝土带来很多不便。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又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。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。
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。
注意矿粉(或矿粉和粉煤灰复掺)混凝土的养护