水泥对矿渣粉活性指数检测结果的影响研究

梅立全

(唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，河北 唐山 063200)

0 前 言

在建筑施工过程中，水泥是至关重要的施工材料。在水泥中掺加矿渣粉能够提高水泥比表面积，对提高水泥的耐腐蚀性能、降低水泥标准稠度用水量以及水泥水化热有重要作用。但是在掺加矿渣粉时，不同的矿渣粉质量会对水泥的性能产生影响，特别是对水泥28 d强度产生的影响相对较大。因此，对矿渣粉质量和掺加量都有明确的规定。在日常施工过程中，需要加强矿渣粉活性指数检验，这是对矿渣粉性能进行准确判断的重要参数。同一矿渣粉样品在使用过程中选择的水泥不同，活性指数也存在较大差距。在矿渣粉应用过程中，不同的检验机构使用的对比水泥具有较大差别，在检验过程中可能会出现同一矿渣粉样品活性指数检验数据差距较大的情况，甚至可能被判定为不合格，直接影响矿渣粉的应用效益。为了对矿渣粉的具体运用情况进行准确了解，需要通过对比水泥选用，掌握不同水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的具体影响，并根据矿渣粉活性指数合格标准提出水泥的选用建议[1]。

1 试验分析

1.1 试验材料

在分析水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响时，需要开展有效的试验工作。为了保证试验作业顺利进行，需要加强试验材料准备。在实际试验过程中需要准备的原材料主要包括以下内容：①矿渣粉，在试验过程中使用的矿渣粉主要包括两组：第1组为不同矿渣粉生产厂家的产品(K1、K2、K3、K4)；第2组为同一厂家生产的不同批次的矿渣粉(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4、K1-5、K1-6；K2-1与K2-2)；②对比水泥，在试验过程中采取的水泥包括不同生产厂家的水泥以及相同品种相同强度等级但生产批次不同的水泥。试验中不同生产厂家对比水泥的标号、物理性能和化学成分见表1。

表1 试验中不同生产厂家水泥标号与物理性能、化学成分表

1.2 试验方法

在试验过程中需要严格根据相应的规范标准开展检测作业，其中对矿渣粉活性指数进行检测时，要按照《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2017)标准附录A完成检测作业。而对水泥胶砂强度进行检测时，要按照《水泥胶砂强度试验》(GB/T 17671—1999)标准进行检测作业[2]。

2 试验结果

根据相应的试验操作要求完成检测作业后，需要对对比水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响进行深入探讨。与其他辅助性胶凝材料相比，矿渣粉的活性更强，是多种混合材料和掺合料中能够利用等量取代水泥的重要建筑材料，可以对矿渣粉的活性指数进行有效检测。从而对矿渣粉的质量好坏进行科学判断。尤其是早期3 d和7 d矿渣粉的活性检测结果至关重要。但是在实际检测过程中7 d活性指数达标的矿渣粉可能会被使用单位或者检测单位判断为不合格，会出现降级使用或者降级出检测报告。而不同企业和用户使用的基准水泥存在一定差异，会导致同一矿渣粉的活性检测结果出现较大差距，很容易产生质量纠纷。因此，需要对不同水泥的具体影响准确掌握。

2.1 不同水泥厂水泥对矿渣粉活性指数检测结果的影响

在对不同生产厂家生产的水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响进行分析时，需要确定不同批次的水泥作为对比水泥开展矿渣粉活性指数检测试验作业。在第一次试验中使用的水泥标号为：A-1、A-2、A-3、C、D-1、D-2；使用的矿渣粉标号为：K3、K4、K1-1、K1-2、K1-3、K1-4、K2-1与K2-2。获取的检测结果主要包括以下内容。

1)将A-1、A-2、A-3作为对比水泥后，对4家矿渣粉厂使用的8个矿渣粉样品进行检测分析，发现3 d活性指数为56%～79%，而7 d矿渣粉的活性指数达到72%～100%，28 d矿渣粉的活性指数在101%～120%。这三个龄期的矿渣粉活性指数都处于正常水平范围内。

2)将C、D水泥生产厂家的水泥作为对比水泥进行矿渣粉活性指数检测试验时，发现3 d矿渣粉活性指数比A水泥生产厂家使用的水泥检测结果更高，平均高17%左右；28 d矿渣粉活性指数检测结果比A水泥生产厂家水泥的矿渣粉活性指数检测值更低，平均为15.67%；7 d矿渣粉活性指数检测值中，有2组比A厂家水泥检测结果更低，其余都比A厂家水泥检测结果高，平均高出8.5%。D-1水泥检测的28 d活性指数平均值仅为84.5%，比A厂家检测获取的平均值104.5%低20%左右；而D-2水泥检测的3 d活性指数达到92%，比A厂家水泥检测的平均值70.3%高21.7%。利用C、D水泥生产厂作为对比水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响进行分析可以发现，3 d、28 d活性指数检测值与常规水平的差距相对较大。

3)将A-1、C作为对比水泥分析矿渣粉活性指数，在此次试验过程中使用的矿渣粉各项指标都能够满足《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉砂渣粉》(GB/T 18046—2017)标准附录A中对对比水泥的各种要求。对试验数据进行分析发现与A厂家水泥相比，C、D厂家生产的水泥在不同龄期强度都存在偏高或偏低的趋势，并且对矿渣粉活性指数进行检测发现具有相同的变化趋势。3 d矿渣粉活性指数检测值都相对较高；28 d矿渣粉活性检测结果偏低；7 d矿渣粉活性指数检测值相对较高，但是差距相对较小。

4)将A-2、A-3、D-1、D-2作为对比水泥分析矿渣粉的活性指数变化情况。发现发加入矿渣粉后，D-1、D-2的2 d强度和7天强度都比A-2、A-3的3 d强度和7 d强度更高，主要是因为水泥生产厂使用的水泥在生产过程中本身加入的混合材料比较多，早期强度比较低。而混合材料与水泥共同粉磨后，矿渣等混合材料颗粒相对较粗，加入矿渣粉后，比较细的矿渣粉颗粒可以填充水泥中粗颗粒的孔隙，对提高水泥的密实度有积极帮助，从而提高水泥早期强度。而检测出来的矿渣粉早期活性水平也相对较高，但是这种检测结果为一种假象。除此之外，在试验过程中，按照1∶1的比例加入矿渣粉后，混合物中的熟料含量相对较低，水化反应产生的Ca(OH)2含量比较少，不能激发大量矿渣粉活性。再加上熟料量比较少会导致水泥后期强度降低。因此，水泥后期强度等级比较低，并且检验的矿渣粉后期活性值也相对较低[3]。

2.2 不同批次水泥对矿渣粉活性指数检测结果的影响

将不同水泥生产厂家不同批次水泥作为对比水泥时，分析矿渣粉活性指数检测结果，可以掌握不同水泥对矿渣粉活性指数检测结果的具体影响。在实际分析时，主要研究A-4、B-1、B-2、B-3水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响进行对比分析，可以获取以下检测结果。

1)将B-1和B-2水泥作为对比水泥对相同矿渣粉样品进行检验，发现3 d、7 d、28 d龄期的矿渣粉活性指数检测值具有一定的差距。其中7 d活性指数检测值差距比较大，相差9.3%左右；28 d活性指数的差距相对较小，为6.7%。同一生产厂家的不同批次水泥本身具有一定差别，将其作为对比水泥会对矿渣粉活性指数检验结果产生直接影响。

2)将A-4水泥和B-3水泥作为对比水泥分析矿渣粉样品的活性指数。可以发现3 d、7 d、28 d龄期的矿渣粉活性指数检测值的差距也相对较大。其中28 d矿渣粉活性指数的差距最大为18.3%；7 d活性指数差别比较小，为12.3%；3 d矿渣粉活性指数差别为15.2%。表明不同生产厂家水泥本身具有较大差别，而将其作为对比水泥会导致同一矿渣粉样品的活性指数产生较大差异。

3 基于矿渣粉活性指数检测结果对水泥进行选择

在全面掌握对比水泥差距对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响后，需要对对比水泥进行科学选择。这样才能够尽可能减少生产单位、使用单位以及检测单位在检测过程中水泥不同而产生的结果差距。目前，在水泥混合材料和混凝土掺合料应用过程中种类比较多，而不同种类的产品都有独立的标准，在相应的标准中对比水泥的性能要求存在较大差异。即使是同一种水泥产品在不同标准下，水泥的性能要求也有一定差距。因此，需要根据矿渣粉活性指数检测工作的具体要求对水泥进行科学选择。要加强水泥性能指标控制工作，才能够确保矿渣粉活性指数检测试验顺利进行。

3.1 科学选择水泥种类

在对比水泥选择过程中，需要确定水泥的具体种类。对矿渣粉活性指数进行检测时，选择的对比水泥强度等级必须保持在42.5 MPa或者更高强度等级，熟料含量的占比要维持在95%～100%。一般情况下，需要利用没有掺加混合材料的纯硅酸盐水泥进行检测，可以在一定程度上确保矿渣粉活性指数检测结果的可靠性。在我国对矿渣粉活性指数检测过程中的对比水泥进行选择时，主要是以P·O 42.5硅酸盐水泥为主，也可以利用其他普通硅酸盐水泥进行检测。一般作为检测试验的水泥混合材料和混凝土掺合料比较低，可以在极大程度上降低水泥中混合材料对检测结果产生的不良干扰。

3.2 合理控制水泥强度

水泥强度等级也会对矿渣粉活性指数检测结果产生一定影响，并且对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响比较直接和明显。因此，在矿渣粉活性指数检测试验过程中，需要加强对比水泥强度控制工作。一般要根据我国相关规定中对比水泥强度范围对水泥的强度波动范围进行严格控制。通常对比水泥的3 d强度要控制在30～35 MPa、7 d强度等级要控制在40～45 MPa、28 d强度必须控制在50～55 MPa。

3.3 科学管理水泥细度

在矿渣粉活性指数检测过程中，对水泥细度进行合理控制也是提高检测结果可靠性的重要措施。在我国矿渣粉活性指数检测标准中，水泥比表面积的规定已经由300～420 m2/kg调整为350～400 m2/kg。主要考虑的是水泥比表面积对活性指数检测结果产生的影响。要尽可能缩小水泥比表面积的范围，一般情况下，对比水泥的比表面积控制难度相对较低，可以通过比表面积控制工作，降低对比水泥差距对矿渣粉活性指数检测结果产生的影响。一般情况下，在对比水泥细度控制过程中，要保证其比表面积为(350±10)m2/kg。

3.4 对比水泥中不同元素含量控制

除了对水泥各项性能指标进行控制外，还需要注意对对比水泥中SO3、C3A、C3S、fCaO等含量进行严格控制。在我国矿渣粉活性指数检测过程中，相应的规范中对对比水泥各项元素含量控制范围为：SO3含量控制在2.3%～2.8%；C3A含量要保持在6%～8%；C3S的含量要控制在55%～60%；fCaO的含量为1.2%以下。在实际控制过程中不同水泥用户与质量检测单位最好使用特定的对比水泥，同时对对比水泥性能进行定期监测，可以准确掌握随着储存时间不断变化，水泥性能产生的变化。如果水泥性能指标超出规定范围，需要及时更换水泥。通常每三个月更换一次水泥。这样可以在最大程度上降低对比水泥对矿渣粉活性指数检测结果产生的不良影响，确保可以准确判定矿渣粉质量与性能。

3.5 对比水泥碱含量控制

在对比水泥中的碱含量也会对水泥混合材料和混凝土掺合料的活性指数产生一定影响。目前，在国内外的相关标准中，对水泥中碱含量都有严格的规定。特别是美国的相关标准中对对比水泥中碱含量的规定范围最小。为了保证矿渣粉活性指数检测结果的可靠性，在我国开展检测试验时，需要将对比水泥的碱含量控制在0.5%～0.9%。否则可能会导致矿渣粉活性检测结果之间的差距比较大，影响矿渣粉质量判断的可靠性。

4 结 论

通过有效的试验分析可以了解不同水泥生产厂家的水泥、相同生产厂家不同批次的水泥都会对矿渣粉活性指数检测结果产生一定影响。虽然在研究过程中将不同生产厂家的水泥作为对比水泥时，矿渣粉活性指数检测结果仍然在相关标准范围内，但是检测结果的差距相对较大，不能正确反映矿渣粉活性的具体情况。因此，在对矿渣粉活性指数进行检测时，最好选择混合材料掺量相对较低的水泥作为对比水泥，可以防止质量纠纷。

为了对矿渣粉的具体质量进行全面掌握，需要分析矿渣粉的具体性能。以此为基础，要从不同角度出发对水泥进行科学选择，提高矿渣粉活性指数检测的可靠性。在对水泥进行选择时，一般要从水泥种类、水泥强度、水泥细度、水泥中SO3等含量、水泥碱含量等不同角度出发，保证对比水泥选择的合理性，提高矿渣粉活性指数检测结果的准确性，从而准确确定混凝土配制中矿渣粉的掺用量，提高建筑材料的整体质量。

[ID:013579]