矿渣微粉的品质差别直接影响混凝土性能

矿渣微粉是近年来新兴的混凝土矿物掺合料。等量或超量取代水泥时， 不仅有较好的经济效益， 还能显著地改善新拌混凝土的工作性、降低混凝土水化温升速率， 并可提高混凝土的抗腐蚀、抗渗透等耐久性能。   　　

鉴于其优异的技术经济性能， 目前在长三角地区，矿渣微粉的生产和应用发展迅速， 已成为商品　混凝土市场不可或缺的重要原料。自2002 年至2005 年， 仅供应上海地区市场的矿渣微粉生产企业已增加到十几家。这其中有大型的专门矿渣微粉生产企业， 也有从原小水泥厂闲置的粉磨设备转产而来的小型矿渣微粉粉磨站。但是， 由于各生产企业的原料来源、工艺和设备的水平、生产能力、技术力量等差别很大， 造成了市场上流通的矿渣微粉产品质量参差不齐。当前， 矿渣微粉生产企业一般采用国标GB/T 18046- 2000 进行质量控制， 而在实际应用的过程中， 某些矿渣微粉生产企业为片面追求经济效益， 在矿渣微粉中掺入其他未经试验研究及标准许可的外掺料、激发剂等， 使这些掺杂的“矿渣微粉”在按照国家标准进行检测时， 可以获得“优良”的检测结论， 但实际应用时往往会造成混凝土强度波动大， 新拌混凝土工作性能异常等问题， 特别是混凝土后期强度出现倒缩及伴随而生的混凝土开裂，对混凝土结构的安全性和耐久性带来了很大的隐患，使用户的更终利益在不知情的情况下受到损害， 严重影响了矿粉优异性能的发挥及其在商品混凝土中的推广应用。本文研究了不同矿粉的品质差别及其对混凝土性能的影响， 旨在为各混凝土搅拌站合理选择矿粉时提供帮助， 以避免不必要的损失。

一般矿渣微粉比表面积控制在400~430 m2/kg 之间， 而相对应的颗粒级配的特点是0~1μm 之间的颗粒占总体积的17%左右， 1~6μm之间的颗粒在25%左右波动， S4、S5 矿渣微粉在0~1μm 之间的颗粒占总体积分别达到29．8%和2 7．9%，1~6μm 之间的颗粒也分别达到31．2%和30．1%， 细粉含量明显偏高， 而上文XRD 分析已经发现S4、S5 中掺入了其他物质， 可进一步判断出其中加入的外掺料可能是一些易磨性较好的活性矿物。此外， 在表2 中， S4、S5 矿渣微粉CaO、SO2 含量偏高， 进一步证实了上述推断。

掺入普通矿渣微粉的混凝土能大大改善其抵抗氯离子渗透的性能， 如掺S1、S2、S3 矿渣微粉， 氯离子渗透性能（库仑值）要比不掺矿渣微粉的混凝土低一半以上。但对于掺入早强组分的矿渣微粉如S4、S5 来说， 抗氯离子渗透性能不如未掺早强组分的矿渣微粉， 这可能和矿渣微粉中掺入的石灰石水化晶体较大， 微孔缺陷较多有关， 或者是与掺入的石膏组分造成的钙矾石膨胀引起缺陷增多有关。对于混凝土的抗裂性能， 掺入S1、S2 等纯矿渣微粉成分的混凝土， 其当量裂缝的长度一般在300~500mm 之间， 说明掺入此类矿渣微粉能改善混凝土的抗裂能力。但掺S4 矿渣微粉混凝土的当量裂缝长度很大， 原因可能和S4 矿渣微粉中的石灰石成份有关。而掺S5 矿渣微粉的当量裂缝长度却大大地改善了， 原因可能和S5 中有石膏等成分在硬化过程中产生的微膨胀效应有关。

不同矿粉在水泥胶砂和混凝土中对强度发展的作用和该矿粉的比表面积、组分及颗粒级配有关。较高的比表面积、适当的化学组成及较好的颗粒级配对胶砂强度和混凝土强度均有好的贡献。在矿粉中掺入能改善其早期强度的组分如石灰石粉、水泥膨胀剂或其他化学添加剂等， 在一定程度上可以改善矿粉的早期活性， 有助于产品通过质量验收， 但在后期很可能会产生强度倒缩及混凝土耐久性下降等问题， 因此， 单纯为了提高矿粉验收指标而在矿粉中加入活性早强组分可能会给混凝土中、后期质量带来严重的隐患。由于不同组分矿粉对混凝土质量影响较大， 建议混凝土生产企业尽量使用不掺任何活性添加剂的“纯”矿粉， 以保证混凝土质量， 降低混凝土中后期质量风险。