超细矿渣粉在灌浆料中的应用
来源：技术电话：18611775217 发表时间2013-12-04 15:33:00 点击：
超细矿渣粉在灌浆料中的应用
超细矿渣粉（或超细粒化高炉矿渣粉）指符合国家规范《用于水泥中粒化高炉矿渣》GB/T203-1994规定的粒化高炉矿渣，经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。
笔者认为，除了原材料的质量以外，混凝土结构中最为薄弱的环节（或部位）主要有两个：一是骨料与水泥的过渡区。二是水泥水化产物（或二次水化产物）之间的空隙。那么，凡是能够改善灌浆料结构单薄环节（或部位）措施，都能够改善灌浆料的性能。
所论述的超细矿渣粉在灌浆料中的应用，正是由于改善了灌浆料结构中“水泥水化产物（或二次水化产物）之间的空隙”单薄环节（或部位）混凝土的各种性能（拌合物性能、力学性能和临时耐久性能等）自然能够得以改善。
1.改善灌浆料的微结构。主要是通过改善灌浆料细微颗粒的级配，即改善粉体资料在灌浆料中的粒度分布，发生密实堆积填充效应，使灌浆料的孔结构优化，即大孔数量减少，小孔数量增加，平均孔径降低，分布更为合理；空隙率降低，特别是水泥水化产物之间的空隙，微结构更为密实。
2.降低灌浆料的拌合用水量（特别是游离态有害水的含量）水泥的完全水化仅仅需要一小局部水，灌浆料中的大部分水是为了满足其工作性而引入的称之为游离态有害水。灌浆料施工和硬化中仅仅有一小局部游离态有害水可能会通过空气蒸发和模板渗出，但是大部分游离态有害水会在灌浆料硬化后形成较大的空隙，从而给灌浆料结构造成了永久的伤害。当灌浆料的孔结构优化、空隙率降低时，其游离态有害水的含量可相应降低。
3.改善灌浆料拌合物的和易性。由于超细矿渣粉是细微球状体，其表面光滑，且性能稳定，灌浆料中能够起到一种类似于轴承的微珠润滑作用，减少了摩擦阻力，有效改善了灌浆料拌合物的和易性（即流动性、黏聚性、保水性等）灌浆料拌合物的和易性好，则坍落度经时损失小，工作性好（可泵性等）
4.提高灌浆料的强度。其一是改善灌浆料的微结构，增加密实度，以提高灌浆料的强度。其二，超细矿渣粉中含有丰富的活性SiO2等，能够与水泥的水化产物CaOH2进行二次水化反应，生成密实度更高的硅酸凝胶。
试验用的原材料技术指标如下。水泥：海鑫PS42.5矿渣硅酸盐水泥。矿粉：彤阳S105级矿渣粉，密度为2.9g/cm3比表面积为460㎡ /kg活性指数为117%流动度比为93%三氧化硫为1%氯离子为0.017%烧失量为0.2%粉煤灰：河津Ⅱ级粉煤灰。砂：杨徐砂，Ⅱ区中砂，颗粒级配基本符合规定。碎石：岭西东碎石，5mm~26.5mm连续级配。外加剂：高性能泵送剂（粉剂）凝结时间：14~16小时。试验结果见表 1~表3
随着超细矿渣粉掺量的增加，灌浆料（水泥）各龄期的抗压强度均有增长。但是当掺到50%时，其快养和28天抗压强度有缓慢的下降趋势；当掺到60%时，其快养和28天抗压强度已经有比较明显的下降趋势。因此，必需确定其最佳掺量。
超细矿渣粉最佳掺量的确定应符合以下两点：一是必需满足各类工程和各种施工工艺的要求；二是必需满足灌浆料的和易性、凝结时间和强度的要求。根据以上两点，并结合水泥的品种、标号、强度和大气温度及超细矿渣粉的质量确定其最佳掺量。
5.降低混凝土的水泥用量和水化热。国家规范规定：灌浆料中心温度与表面温度的温差不得超越25℃。灌浆料强度一定的情况下，掺加超细矿渣粉，可大幅降低水泥用量。同时可推迟热峰的呈现时间。
6.提高灌浆料的抗渗性。采用试验编号为0506灌浆料抗渗试件，分别在2.5MPa压力下恒压48h结果是其试件上端面无一渗水。劈开试件，丈量其最大渗水高度。结果如下：编号为05试件最大渗水高度为3cm编号为06试件最大渗水高度为1.8cm
2.5MPa压力下，其试件上端面无一渗水，且最大渗水高度都较小。这充沛说明掺入超细矿渣粉的混凝土有相当好的抗渗性。
7.提高灌浆料的抗冻性。大量研究标明：灌浆料的胶凝材料用量、水胶比、引气性能等是影响灌浆料抗冻性的主要因素。灌浆料水胶比大时，其游离态有害水多，硬化后内部孔结构差、空隙率大，则受冻融循环破坏的几率大。当在灌浆料中引入大量的细微的均匀的气泡时，这些细微气泡即细微空间可以作为体积膨胀的缓冲阀”降低和避免其他物理和化学反应引起的破坏。经试验表明，掺入超细矿渣粉的灌浆料，其抗冻性明显高于普通灌浆料。
8.提高灌浆料的抗裂性。混凝土在硬化过程中，由于化学减缩、冷缩和干缩等原因会引起体积收缩，其收缩值为自生体积的0.04%左右。这些收缩会给混凝土的体积稳定性带来很大的危害。经试验表明，掺入超细矿渣粉的混凝土，会产生适度的微膨胀。钢筋和骨料的约束下，可产生一定的预压应力，以抵消混凝土在硬化过程发生的拉应力，弥补局部水化热引起的温度应力，减少和防止灌浆料裂缝的发生。
9.提高灌浆料的耐腐蚀性。超细矿渣粉中含有丰富的活性SiO2等，能够与水泥的水化产物CaOH2进行二次水化反应，从而降低了混凝土硬化后水泥胶体与SO42--反应生成钙矾石的机会，一定水平上抑制了SO42-等离子的侵蚀破坏。这种钙矾石，由于体积膨胀发生的应力受到硬化后混凝土的约束，因此，其破坏力最强。另外，超细矿渣粉的掺加减少了水泥用量，即减少了水泥引入的碱含量，从而降低混凝土发生碱-集料反应的破坏的可能性。
10.延长灌浆料结构的使用寿命。Mehta美特）整体论模型指出：一个不透水但存在微裂缝且多孔的混凝土→经侵蚀冷热循环、干湿循环→混凝土结构微裂缝增加、相连→水的渗入，有害物质侵蚀→混凝土膨胀、钢筋锈蚀、碱骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀使灌浆料强度和刚度降低→开裂破坏与整体性丧失。
模型清楚地表明：混凝土的不透水性是任何物理、化学破坏过程中的第一道防线。因此，超细矿渣粉在混凝土中的应用对混凝土的可持续发展，即节约利用混凝土原材料，提高混凝土结构耐久性有着非常重要的意义。
二、超细矿渣粉的最佳应用范围
1.高强度等级灌浆料。配制C50混凝土，采用目前的水泥有相当的难度。那么，配制C60C70甚至C80灌浆料，就必需掺加超细矿渣粉及高性能外加剂才干够完成。
2.大体积灌浆料。可以降低水泥用量和水化热，推迟热峰的呈现时间，有效地防止诸如裂缝等问题。
3.除了上述最佳应用范围以外，只要采用水泥、灌浆料，都可以掺加不同掺量的超细矿渣粉。
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