矿粉和粉煤灰复掺砼在莱州电厂建筑工程中的应用
矿渣微粉（以下简称矿粉）用于混凝土的浇筑施工在国内建筑行业已经是比较成熟的技术。各研究机构也专门对矿渣微粉的特性进行了深入研究和大规模的开发利用，我国混凝土胶凝材料体系正由“水泥”、“水泥+粉煤灰”向“水泥+粉煤灰+矿粉”体系转变。随着国家标准《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣微粉》（GB18046-2008）颁布实施，也为我们合理应用矿渣微粉提供了理论和实践基础。
研究结果显示掺矿粉混凝土性能良好，节约能源，改善环境，被成为绿色混凝土。我们根据相关规范，借鉴有关成果，直接进行混凝土试验，并已经成功运用于华电莱州项目的混凝土工程中，取得良好成效。
我们通过大量试验总结，针对矿粉对混凝土性能的影响进行了总结比较：
1. 矿粉对混凝土工作性能和力学性能的影响
1）矿粉和Ⅱ级粉煤灰复合配制混凝土，可以充分发挥二者的“优势互补效应”，使混凝土的坍落度增加，和易性好，粘聚性好，泌水现象得到改善。同时混凝土成本可显着降低。
2）针对水泥-粉煤灰-矿粉胶凝材料体系，在等量取代的前提下，粉煤灰的掺量以不超过20%为宜，粉煤灰和矿粉掺量以不超过40%为宜，同时重视60d或90d混凝土强度，以充分利用混凝土的后期强度。
“水泥+粉煤灰”和“水泥+粉煤灰+矿粉”体系混凝土不同龄期强度比较
|
水泥 |
粉煤灰 |
矿粉 |
3d |
7d |
14d |
28d |
60d | |
|
C35 |
345 |
108 |
-- |
24.5 |
31.2 |
34.6 |
40.3 |
40.7 |
|
225 |
90 |
120 |
13.6 |
20.3 |
26.3 |
37.1 |
45.6 | |
|
C30 |
300 |
100 |
-- |
19.2 |
26.1 |
28.4 |
34.9 |
35.3 |
|
180 |
80 |
120 |
12.1 |
19.5 |
27.2 |
32.1 |
38.7 |
2. 矿粉对混凝土耐久性的影响
1）混凝土水化热。
对要求严格控温的大体积混凝土，矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合，可以有效减少混凝土早期因温度应力产生裂缝的的风险。
2）抗渗性能。
矿粉和粉煤灰复配，发挥掺合料的微集料效应和二次水化反应，可以使混凝土孔径细化，连通孔减少，混凝土密实性提高，从而大幅提高混凝土的抗渗性能。
3）抗碳化能力。
在达到相同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化作用能力。
4）抗冻融能力。
掺加矿粉，对混凝土的抗冻融性能有一定的改善作用，随混凝土标号的不同提高的幅度在25～50次范围。
5）混凝土收缩。
根据相关研究，矿粉与粉煤灰复掺对混凝土早期收缩，特别是3天、7天的影响较大。
6）混凝土抗裂性能。
矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果良好，这可能是由于复掺时的早期强度比单掺时低造成的。因此用复掺混凝土进行大体积施工对于预防结构开裂有非常大的优势。
“水泥+粉煤灰”和“水泥+粉煤灰+矿粉”体系混凝土成本比较
|
材料名称 |
水泥 |
矿粉 |
粉煤灰 |
砂子 |
石子 |
外加剂 |
单方成本 |
差价 |
|
C35 |
345 |
/ |
108 |
750 |
1035 |
12.23 |
191.19 |
10.77元/方 |
|
C35掺矿粉 |
225 |
120 |
90 |
750 |
1035 |
11.75 |
180.42 | |
|
C30 |
300 |
/ |
100 |
750 |
1070 |
10.00 |
172.92 |
11.03元/方 |
|
C30掺矿粉 |
180 |
120 |
80 |
750 |
1070 |
9.50 |
161.89 | |
|
备注 |
所有材料每方（吨）单价由物资公司提供，其中水泥：299元/吨；石子：49元/方；砂子：37元/方；粉煤灰：105元/吨；矿渣微粉：234元/吨；外加剂：2260元/吨。 | |||||||
综上所述可知：
1．矿渣微粉的大量应用，将改变公司以往仅以粉煤灰为主要掺合料的局面，随着我们对矿粉研究和应用的不断深入，混凝土的质量会逐步得到改善；
2．矿粉的大量使用，可以克服仅仅掺粉煤灰混凝土取代水泥量有限的弱点，可以进一步降低水泥用量，改善混凝土的各项性能指标（特别是其耐久性，对于海滨工程有其更大的优越性）；
3．可以降低混凝土单方成本；
4．节约能源，改善环境。
因此，我们认为掺加矿渣微粉的“水泥+粉煤灰+矿粉”体系混凝土方案是可行、可取的，我们应加大研究力度，在莱州项目工程中积极应用，不断总结经验，积累宝贵技术数据。进而进行广泛推广。
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