高炉矿渣粉在混凝土中的应用

粒化高炉矿渣粉在混凝土中的应用

摘要：基于目前混凝土材料制备过程中存在的问题，文章分析了研究粒化高炉矿渣粉应用于混凝土生产建设中的重要性与基本作用原理，并提出了实际优化应用的方式方法，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，粒化高炉矿渣粉在混凝土中应用效果，需将掺入量控制在10%-40%之间才能实现从质量、施工及经济性考虑掺量控制在10%-40%为宜。

关键词：高炉矿粉渣；活性指数；流动度比；

0.引言：

随着我国市场经济发展进程的不断加快，建筑工程发展建设对混凝土的使用性能质量要求越来越高。然而，通过控制混凝土外加剂以及配合比的方法很难使混凝土达到工程建设的耐久性以及力学性能要求。针对这一问题，相关人员应加大粒化高炉矿渣粉等掺合料的活性研究，从而使混凝土的易开裂、外观差以及断板问题能够得到有效控制。这是促进我国现代化经济建设背景下建筑行业快速稳定发展的重要课题内容，研究人员应将其重视起来，从而满足人们对建筑物建设使用的安全稳定性需求。

1.研究粒化高炉矿渣粉在混凝土中应用的重要性

矿渣是高炉炼铁的废渣产物，其具有一定的水硬性，因此，可用于与熟料生产水泥与混凝土。然而，就目前来说，因矿渣的掺量不大，使得其整体作用效果并没有发挥出来。研究表明，导致高炉矿渣掺量不高的原因为：矿渣的易磨性差且经混磨后混凝土中的矿渣要比熟料粗，这就使矿渣的活性受到了限制，从而影响相关产品的整体强度。为此，研究人员提出了粒化粒化高炉矿渣粉这一基本概念，使其与石膏和助磨剂反应，进而组成混凝土材料生产的重要胶凝材料。这是解决混凝土材料外观差、易产生微裂缝以及断板问题的重要课题内容，相关建设人员应将其重视起来[1]。

2.粒化高炉矿渣粉应用于混凝土生产的基本工作原理

研究表明，水泥基体的密实度是混凝土材料生产使用性质的直接影响因素。而混凝土的密实性除了通过添加混凝土外加剂以及调整配合比外，还可加入适当的活性掺合料来优化使用性能。对于活性掺合料中的粒化高炉矿渣粉来说，其作用原理在于：利用活性混合料的物理填合作用或是通过化学反应来提高水泥基体的密实性。具体来说，就是将水泥因水化作用而产生的固化Ca（OH）2，来形成水化硅酸钙凝胶。而这一物质就是提高混凝土密实度，从而实现改善混凝土使用耐久性以及力学性能的目标[2]。

对于物理作用性能的实现，需要相关人员按照规范标准中要求的试验方法，来控制粒化高炉矿渣粉的技术指标。如表1所示，为超细矿渣粉使用技术指标。

表1 超细矿渣粉使用技术指标

对于活性指数来说，其试验方法与普通水泥胶砂相同。经试验得出了数据，就可以科学合理的参与混凝土的生产。对于流动度比来说，其试验方法更为简单，只需通过检验流动度比就能直接检验出高炉超细

矿渣粉的作用效果。即使是磨细石灰岩粉磨掺杂在其中，检验也能通过流动度比的降低来控制整个混凝土的水胶比[3]。

3.优化粒化高炉矿渣粉在混凝土中的应用策略

要想优化粒化高炉矿渣粉在混凝土中的应用需从优化配合比的设计方面入手。首先，相关人员要明确混凝土配合比设计的流程，即将水泥配合比设计模式作为粒化高炉矿渣粉混凝土设计模板，其关键点在于：控制好活性指数和流动度比。具体来说，就是要根据混凝土产品使用的强度等级和强度标准值要求，采用与实际工程建设使用材料相同的原材料。即按照JGJ55普通混凝土配合比的设计规范标准，来进行设计实践。对于超细矿渣粉的选择，要求混凝土生产工作人员不仅要考虑矿物掺合料本身的性能，还应结合混凝土所处工程性质、环境因素以及其他参数的影响来进行综合确定。例如，对于混凝土处在水胶比较小、气温与浇筑温度较高以及混凝土强度验收时间较长的情况下，相关人员应适当的加大粒化高炉矿渣粉的用量。当混凝土构件的最小截面尺寸较大时，即水下工程混凝土、大体积混凝土以及具有抗腐蚀性能要求的混凝土，需要加大矿渣粉的用量。对于最小截面尺寸小于 150 mm的构件混凝土( 例如现浇楼板混凝土) ，宜采用较小坍落度，超细矿渣粉宜采用较小掺量。如果工程虽混凝土的早期作用强度要求较高或者处在温度较低的环境，就要降低矿渣粉的掺量。最后，当混凝土中矿渣粉配合比设计完成后，还要进行验证，即通过24L的混凝土强制搅拌机搅拌，来确定最佳的混凝土配合比设计[4]。

值得注意的是，在混凝土中掺入矿渣粉时，最好采用硅酸盐水泥或是普通硅酸盐水泥。如条件不允许，只能采用其他品种的水泥，也应在充分了解水泥混合料的掺量和品种后，通过试验来确定混凝土矿渣粉的掺量。对于掺入矿物掺合料的混凝土，其放射性核素的放射性比活度要按照国家相关管理部门制定的规范标准进行控制。在利用粒化高炉矿渣粉制备混凝土的过程中，相关人员应采用强制式的搅拌机，适当增加搅拌的时间来保证掺合料的活性。此过程，在计量矿渣粉时，每盘的计量偏差不能超过±2%。而且，对于混凝土运送至实际浇筑施工现场的过程，也应避免离析和分层现象出现，这是满足工程施工建设均匀性以及工作性要求的关键。此外，当混凝土制备需掺入多种矿物掺合料，施工人员应在试验以及验证的前提下，将其投入使用[5]。

4.应用实例

某质量监督检验检测单位根据JGJ55-2011标准，对不同比例矿渣粉应用的C30混凝土进行试验。其混凝土坍落度为：30-50mm，所用材料为：普硅42.5水泥、莱芜中砂、饮用水以及石子。如表2所示，为混凝土配合比和性能测试结果。

表2 混凝土配合比和性能测试结果

从表中可以看出，在制备混凝土过程中矿渣粉掺量的增加，3d抗压强度和坍落度有所下降。但在混凝土制备中掺入10%的矿渣粉时，28d抗压强度却提高到了48.3MPa。由此可以判断，掺入10%-40%的矿渣粉就能替代水泥制备C30混凝土[6]。

5.结束语：

综上所述，粒化高炉矿渣粉的掺入要想提高混凝土使用的耐久性和力学性能，除了要对其进行试验检测外，还要控制好其活性指数和流动度比。在实际应用过程中，相关人员应采用强制式的搅拌机来增加搅拌时间，从而保证掺合料的活性。事实证明，只有这样才能实现粒化高炉矿渣粉基本作用原理的目标价值，从而使工程建设使用混凝土材料的制备具有一定稳定性和适用性。这是满足现代化经济建设背景下建筑行业快速稳定发展的关键，研究人员应将其重视起来，以提高混凝土材料的效用。

参考文献：

[1]张爱军. 粒化高炉矿渣粉在高性能混凝土中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版),2011,03:23-25.

[2]冯立红. 商品混凝土中配合比的优化——掺入粒化高炉矿渣粉[J]. 交通标准化,2012,13:97-98.

[3]钱嘉伟,倪文,许国东,张亚挺. 矿渣粉在加气混凝土中的应用研究[J]. 新型建筑材料,2012,08:62-64.

[4]何世华. 脱硫石膏矿渣粉在混凝土中的应用研究[J]. 福建建设科技,2014,02:24-26-41.

[5]陈建军. 矿渣粉在生产蒸压加气混凝土中的应用[J]. 墙材革新与建筑节能,2016,01:36-38.

[6]化志国. 矿渣粉对混凝土性能的影响探讨[J]. 江西建材,2016,09:1-2.