礦粉粉煤灰對混凝土性能影響試驗

在之前礦粉、粉煤灰的文章中介紹了其在混凝土中起到的作用。俗話說百聞不如一見，直觀的試驗圖片可以極大地加深對各種性能的理解。於是我簡單設計了不同摻量的礦粉、粉煤灰、水泥試驗。

針對此次試驗所應用的各種原材料都是公司實際生產所用。為了更好的體現各種摻合料之間的差別，我將外加劑的生產配方進行了簡化。去掉了保坍母液和引氣劑組分，降低了緩凝組分用量。最終確認的外加劑配方如表一。

混凝土適配方法還是應用之前介紹的簡易適配法進行1L適配。試驗方法的簡化必然會帶來某些性能和實際應用的不同。不過商品混凝土公司無論是出於提高混凝土性能還是節省成本的目的，都不會應用序列2中的純水泥配合比。表二中的配合比摻量所得到的數據也僅僅是為了對比不同摻合料之間的差別，只要能達到目的即可。其次，這些事情都是筆者在工作之外進行的。人手和精力實在是滿足不了進行正常配合比試驗。在此還希望讀者見諒。為了彌補這方面的缺陷，筆者會引用一些其他作者的文獻進行補充。

表二中，序列1和序列2初始擴展度有60mm的差距，說明純水泥混凝土對需水量或者外加劑有更大的需求。2號初拌混凝土靜置一小時後，損失比1號小了有120mm。通過兩組試驗對比可以看出礦粉和粉煤灰在初拌混凝土中起到的作用是至關重要的。3號和4號試驗分別單摻粉煤灰和礦粉，這兩組試驗初始擴展度和經時損失擴展度都好於2號試驗略差於1號。單摻粉煤灰的初始270mm；單摻礦粉的初始250mm，粉煤灰的滾珠效應對混凝土的流動性貢獻要大於礦粉。筆者用手攪拌的過程中也能明顯的感覺到單摻粉煤灰的這個混凝土相對比較柔和。下圖是各序列試驗的圖片展示。

序列1中混凝土的初始和一小時後狀態

序列2中混凝土的初始和一小時後狀態

序列3中混凝土的初始和一小時後狀態

序列4中混凝土的初始和一小時後狀態

序列5中混凝土的初始和一小時後狀態

序列6中混凝土的初始和一小時後狀態

在《礦物摻合料對商品混凝土新拌性能的影響》文章中，著重進行了S95礦粉、一級粉煤灰、二級粉煤灰單摻的方式對比試驗。試驗對象為C40混凝土，水膠比0.43，膠材用量460kg/m3，砂率37%，礦物摻合料單摻替代比例分別為10%、20%、30%、40%。

折線圖一是不同摻量的礦粉、Ⅰ粉煤灰、Ⅱ粉煤對混凝土初凝時間的影響。由折線圖一可見，不同摻合料的加入均會使混凝土初凝時間隨著摻量增大而延長，但延長數值有所不同；摻加礦粉和Ⅰ級粉煤灰的混凝土初凝時間延長和摻合料摻量基本呈線性關係，而摻加Ⅱ級粉煤灰的混凝土初凝時間增長幅度較大，在摻量40%時，其初凝時間較純水泥混凝土越延遲了5小時，較同摻量的礦粉、Ⅰ級粉煤灰分別延長3.5小時和3小時。

折線圖一

折線圖二、折線圖三是不同摻量的礦粉、Ⅰ級粉煤灰、Ⅱ級粉煤對混凝土初始坍落度和一小時後坍落度的影響。由折線圖二可見，摻礦粉和Ⅰ級粉煤灰混凝土的坍落度較基準混凝土有所提高，且隨著摻量增加坍落度不斷增大。但是Ⅱ級粉煤灰混凝土坍落度卻隨著粉煤灰摻量增加呈下降趨勢。粉煤灰的品質降低對於混凝土的坍落度影響很大。折線圖三可見，礦粉、Ⅰ級粉煤灰的摻入明顯改善了混凝土的經時坍落度損失，對改善混凝土的工作性能具有很大幫助。在試驗過程中，礦粉和Ⅰ級粉煤灰相比對混凝土坍落度的貢獻基本相同。Ⅱ級粉煤灰在一小時經時損失方面也明顯遜色於其它兩種摻合料。

折線圖二

折線圖三

折線圖四是不同摻合料對混凝土壓力泌水率的影響。壓力泌水率是表徵混凝土可泵送性能的一個重要指標。由折線圖四可見，隨著礦粉摻量的增加，混凝土的壓力泌水率逐漸增大，隨粉煤灰摻量的增加，混凝土的壓力泌水率逐漸減小，且摻Ⅱ級粉煤灰的混凝土壓力泌水率要低於同摻量下的Ⅰ級粉煤灰混凝土。

折線圖四

總結

水泥、礦粉、粉煤灰按比例搭配進行混凝土生產已經是非常成熟的技術，不僅極大的節省了成本還將對環境造成污染的礦粉、粉煤灰變廢為寶。實際應用中礦粉廠或者熱電廠因設備或技術不達標導致的產品品質不行、不穩定會影響攪拌站的日常使用。甚至有不法供應商為了謀求利潤，對粉煤灰摻假。一車粉煤灰可以做到上層合格品、下層掩蓋著殘次品。攪拌站實驗室對各種膠材嚴格把關是杜絕混凝土出現質量問題的第一道關卡。