两种矿物对混凝土性能影响的比较试验

石运中，吴爱芹，罗金垒

（青岛青建新型材料有限公司，山东 青岛 266108）

1 概述

不同的矿物掺合料对混凝土各项性能指标有很大的影响。本搅拌站采用浩德和鲁新两种矿粉，通过试配试验考察不同矿粉的掺入对普通混凝土工作性能及抗压强度的影响，探讨其作为混凝土掺合料在改善混凝土性能中所起的作用。

2 试验用原材料

（1）矿粉：青岛浩德建材有限公司生产的浩德 S95 矿粉和济南鲁新建材有限公司生产的鲁新 S95 矿粉。主要技术指标及化学成分见表 1 和表 2。

（2）水泥：济南山水水泥有限公司生产的 P·O42.5 普通硅酸盐水泥，主要技术指标见表 3。

（3）粉煤灰：Ⅱ 级粉煤灰。

（4）细集料：普通中砂，细度模数 2.9，级配组成见表4。

表1 矿粉主要技术指标

表2 矿粉化学成分 %

（5）粗集料：普通碎石，5～31.5mm 连续级配，级配组成见表 5。

（6）外加剂：聚羧酸高效减水剂（浓度为 10%）。

表3 硅酸盐水泥主要技术指标

表4 细集料级配组成

表5 粗集料级配组成

3 混凝土配合比

本试验针对常用的混凝土强度等级，采用了 C30 的混凝土，主要考察矿粉的加入对混凝土工作性能及抗压强度的影响，试验配合比见表 6。

4 试验结果及分析

4.1 不同的矿粉掺入对混凝土工作性能的影响

根据以上配比进行试验，得出不同矿粉的掺入对混凝土工作性能的影响，各项性能指标见表 7。

表6 试验用混凝土配合比 kg/m3

表7 不同的矿粉掺入后混凝土各项性能指标

从表 7 中我们可以看出，单独掺矿粉，混凝土的坍落度较矿粉与粉煤灰复掺的小，说明单独掺矿粉不利于改善混凝土的坍落度，而粉煤灰的加入对改善混凝土坍落度有较明显的作用，经过 20min 后，单独掺矿粉的试样流动性损失较大，不利于实际生产施工，有一定量的粉煤灰加入可以有效地改善流动度损失，对生产施工比较有利。从棍度的评判也可以佐证坍落度的数据，说明矿粉与粉煤灰复掺能有效改善混凝土的坍落度和流动性。通过编号 1 和 2、3 和 4 的对比还可以看出，掺浩德 S95 矿粉的试样坍落度均较掺鲁新 S95 矿粉的低，说明鲁新 S95 矿粉的和易性较浩德 S95 矿粉的好。而且棍度和粘聚性的对比也可以说明鲁新 S95 矿粉较浩德S95 矿粉的和易性好。但在实际的搅拌站生产过程中，由于鲁新 S95 矿粉的价格要高，所以搅拌站可以根据工程所需混凝土要求做出实时的改变，在生产中灵活选择矿粉的种类。

4.2 不同的矿粉掺入对混凝土强度的影响

测量上述试验试样的 3d 和 28d 强度，结果如表 8 所示。分别将试样的 3d 和 28d 强度做柱状图，如图 1 和图 2。

表8 不同的矿粉掺入后混凝土的抗压强度 MPa

从表 8、图 1 和图 2 中可以看出单独掺加矿粉的试样强度均优于复掺矿粉和粉煤灰的，其中 1 号试样的 3d 和 28d 抗压强度较 3 号试样增长了 9.4% 和 7.2%，2 号试样的 3d 和28d 抗压强度较 4 号试样增长了 14.8% 和 12.6%。这说明矿粉对混凝土强度贡献较粉煤灰大，但是单掺矿粉不利于混凝土的施工性能。2 号试样的 3d 和 28d 抗压强度较 1 号试样增长了 13.1% 和 12.8%，4 号试样的 3d 和 28d 抗压强度较 3 号试样增长了 7.7% 和 6.8%，说明掺加鲁新 S95 矿粉的试样强度均优于掺加浩德 S95 矿粉的。从表 1 中看出鲁新矿粉的比表面积、活性、流动度比等技术指标均优于浩德矿粉，由于具有较高的比表面积及较好的活性，使得鲁新 S95 矿粉在后期强度形成阶段能更好地激发活性，对混凝土强度贡献较大，所以掺鲁新 S95 矿粉的试样强度高于掺浩德 S95 矿粉的。

图1 不同试样的 3d 抗压强度

图2 不同试样的 28d 抗压强度

5 结论

（1）在单掺矿粉的情况下，混凝土的坍落度明显较矿粉与粉煤灰复掺的试样差，而且流动度的损失较为严重。棍度、粘聚性等其他性能指标也较复掺的试样差。掺鲁新 S95的试样坍落度等各项性能指标优于掺浩德 S95 矿粉的，混凝土有较好的和易性。

（2）单掺矿粉的试样强度均优于复掺矿粉与粉煤灰的试样，掺鲁新 S95 的试样强度均优于掺浩德 S95 矿粉的，说明矿粉更有利于混凝土强度的提高，鲁新 S95 矿粉较浩德 S95矿粉对混凝土的强度贡献大。

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