礦渣粉是什麼

一、輔助性膠凝材料

現代混凝土的組分中通常都摻有輔助性膠凝材料（SCM）。這些材料通常都是其它工業生產過程中產生的副產品或者天然材料。其中，有一部分材料需要進行深加工處理才能適合用於混凝土。這些材料中有些本身就具有膠凝特性；另外，還有部分材料本身不具有膠凝特性，我們稱之為火山灰材料。

二、礦渣粉與粉煤灰的化學組分以及成分穩定性

礦渣粉和粉煤灰是混凝土行業應用最廣泛的兩種輔助性膠凝材料。現如今，大多數混凝土的生產過程中都摻加了其中一種或兩種材料。正因如此，它們的效能也被混凝土技術人員頻繁進行相互比較，以此尋求最佳的混凝土配比。

雖然，這些材料在化學組分上存在相似性，但它們對混凝土效能的影響仍然存在較大差異。這種差異主要是基於每種材料組分中氧化物的比例不同（表1）。

表1不同膠凝材料中的主要氧化物組成

圖1 不同膠凝材料中的氧化物三元相圖

如圖1三元相圖所示，礦渣粉的化學成分相比於粉煤灰更接近矽酸鹽水泥。這也是礦渣粉之所以能大摻量應用於混凝土中的原因之一。礦渣粉和粉煤灰都可以部分取代矽酸鹽水泥應用於混凝土中。在普通混凝土中，礦渣粉的摻量可以高達50%（在一些特殊應用中，比如大體積混凝土，礦渣粉的摻量可以達到80%）。而粉煤灰的摻量通常控制在20%~30%之間。

礦渣粉是鍊鐵過程中產生的一種副產品，整個工藝受到嚴格控制，所以即使原材料來源有所波動，其化學組分仍能保持相對穩定。而粉煤灰是燃煤電廠煤粉燃燒後產生的副產品，原材料的差異則會直接導致粉煤灰化學成分的波動。

三、礦渣粉與粉煤灰對混凝土效能影響的異同

與粉煤灰相比，礦渣粉的化學組分波動更小。因此，摻礦渣粉混凝土的質量穩定性要比摻粉煤灰混凝土的質量穩定性更優。

1、兩者對塑性混凝土效能的影響

1）減水性：

使用這兩種材料均會減少混凝土達到指定流動效能所需的用水量。礦渣粉之所以具有減水作用是因為它可以影響到漿體特性及其吸附效能。（微神新材：礦渣粉的顆粒級配合理，摻量合適的情況具有一定的減水作用。這是因為礦渣粉的微觀形狀為不規則的玻璃體，對水的吸附性相比矽酸鹽水泥更小，表現出一定的減水性。）而對於粉煤灰來說，則主要是因為其具有較好的形態效應及尺寸效應（微神新材：粉煤灰的形態為球狀玻璃微珠，起到滾珠軸承的作用，從而表現出一定的減水性）。因此，這就使得這兩種材料對於混凝土拌合物具有一定程度的減水作用。

2）含氣量：

有多種不同因素會影響到混凝土的含氣量。粉煤灰中碳含量的差異是導致混凝土含氣量波動的一個主要因素。礦渣粉中不含碳，所以不會影響混凝土含氣量的穩定性。

3）凝結時間：

混凝土中的摻入礦渣粉和粉煤灰均會影響到混凝土的初凝時間。摻礦渣粉混凝土的凝結時間比摻粉煤灰混凝土的凝結時間更短（圖2）。

圖2 礦渣粉及粉煤灰對初凝時間的影響

4）可泵性及收光性：

礦渣粉和粉煤灰摻入到混凝土中相當於向混凝土空隙中填充細小顆粒，故能大幅改善混凝土的可泵性及其收光性。

2、兩者對混凝土硬化效能的影響

1）強度：

摻礦渣粉和C級粉煤灰的混凝土的28天強度比摻F級粉煤灰的水泥混凝土更高。

2）滲透性：

在正常規定摻量下，按照ASTM 1206（快速氯離子滲透測試法）標準進行測試，摻礦渣粉混凝土相比於摻F級或C級粉煤灰配製的混凝土具有更低的滲透性。

3）硫酸鹽侵蝕及鹼骨料反應：

摻礦渣粉和F級粉煤灰可以保護混凝土不受硫酸鹽侵蝕及鹼骨料反應的破壞。而C級粉煤灰則可能不具備這種能力。

4）顏色：摻

礦渣粉混凝土相比於矽酸鹽水泥混凝土具有更淺的顏色及更高的反射率。而C級粉煤灰和F級粉煤灰則會分別使混凝土呈現淺黃色或者深灰色。

宣告：

和所有混凝土一樣，應進行多批次的試驗以驗證混凝土的效能。試驗結果可能因環境溫度、混合物組分等因素的不同而有所不同。建議您諮詢礦渣粉專業人士以獲得相關幫助。本文包含的任何內容都不應該被認為或解釋為明示或暗示的保證，包括任何適用於某一特定用途的保證。