礦物摻合料混凝土在水利工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用研究

崔行

【摘要】分析了礦物摻合料應(yīng)用研究現(xiàn)狀，探討了混凝土中礦物摻合料的種類和作用效應(yīng)。在水利工程建設(shè)中，摻加不同的礦物摻合料可以改善混凝土各方面的性能。由于礦物摻合料的種類較多，如粉煤灰、礦渣、硅灰等，在這些礦物摻合料中，選擇最好的摻合料改善混凝土的性能，這對提高整個工程質(zhì)量至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】水利工程；礦物摻合料；混凝土

1、前言

由于高性能混凝土能夠?yàn)樘厥饨ㄔO(shè)工程和大型混凝土工程提供結(jié)構(gòu)材料上的保障，因此在世界范圍內(nèi)其利用率不斷提高。高性能混凝土大幅度提高了混凝土的耐久性及性能，預(yù)示著混凝土向高科技材料邁進(jìn)了一大步，代表著混凝土的發(fā)展方向。高性能混凝土耐久性的設(shè)計(jì)涉及到適當(dāng)組分的選擇及組分間的配比，使制備的材料具有細(xì)孔結(jié)構(gòu)、孔隙率極低，能有效防止有害物質(zhì)（如氯和硫酸根離子，二氧化碳，水和氧氣）的滲透的特征，并以此增強(qiáng)混凝土的耐久性，延長這種人造材料的生命周期。

2、水利工程施工中礦物摻合料混凝土的應(yīng)用

2.1對混凝土工作性能的影響

混凝土的工作性能是衡量混凝土可用性的一個重要指標(biāo)。特別是在水利工程建設(shè)中，混凝土的工作性能是高性能混凝土的主要技術(shù)要求之一。在礦物摻合料對混凝土性能的試驗(yàn)研究中，三種礦物摻合料，即粉煤灰、礦渣粉和硅灰，是最常用的礦物摻合料。在實(shí)驗(yàn)中，假定減水劑的用量及其對混凝土坍落度的影響是線性的，設(shè)定一個系數(shù) K，用于描述礦物摻合料對混凝土工作性能的影響：K= 坍落度 / 外加劑的摻量。由試驗(yàn)過程可知（限于篇幅試驗(yàn)過程省略），三種摻合料分別加入時，K值將隨著粉煤灰摻量的增加而提高，能對混凝土性能的外加劑的摻入提高程度的增加起到了積極的作用，能改善改善度；提高礦渣對混凝土性能的影響相對較弱，當(dāng)摻雜量為25%時，改善效果最為明顯，但添加量的不斷增加，對提高混凝土性能不明顯，當(dāng)摻雜量增加到35%，基本上沒有表現(xiàn)出改善效果；三種礦物摻合料，提高效果硅粉對混凝土工作性能的影響最差，而有害影響也隨之產(chǎn)生，隨著硅粉摻量的增加，混凝土的工作性能變差。可見，粉煤灰對混凝土性能的影響是最好的。

2.2對混凝土力學(xué)性能的影響

由試驗(yàn)過程可知（限于篇幅試驗(yàn)過程省略），摻粉煤灰混凝土前90d強(qiáng)度隨著摻量的增加而下降。120 d后，混凝土強(qiáng)度呈現(xiàn)超過基準(zhǔn)強(qiáng)度的趨勢，這與業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的研究成果是一致的。這說明粉煤灰會使混凝土的早期強(qiáng)度降低，但后期強(qiáng)度會提高，摻入礦渣混凝土前14天強(qiáng)度下降，隨著礦渣摻量的增加而降低，在14 d時回彈強(qiáng)度超過基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度。強(qiáng)度隨礦渣摻入量的增加而增加；硅灰、高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度隨著許多基準(zhǔn)的增加、硅粉摻量的增加、混凝土強(qiáng)度的提高而增大。由于水利工程對混凝土結(jié)構(gòu)早期強(qiáng)度要求不高，后期強(qiáng)度要求較高，為了提高混凝土的強(qiáng)度，應(yīng)增加適量的粉煤灰。

3、礦物摻合料混凝土應(yīng)用中存在的問題

3.1礦物摻合料的應(yīng)用缺乏科學(xué)性

礦物摻合料可以讓普通混凝土實(shí)現(xiàn)耐久、耐磨、抗酸堿、高強(qiáng)等目的，但是實(shí)際使用中還存在很多問題，摻合料的使用缺乏理論和技術(shù)科學(xué)指導(dǎo)，仍然難以真正達(dá)到改善混凝土質(zhì)量的目的。由于礦物摻合料品質(zhì)和種類不同，因此特性各異，給實(shí)際應(yīng)用中帶來了一定的難度。目前礦物摻合料可以分為火山灰質(zhì)、有潛在水硬性的、其他（能與水泥某些組分發(fā)生反應(yīng)的）三類，因此在應(yīng)用中需要將混凝土需求和礦物特質(zhì)相結(jié)合，有區(qū)別的對待。

3.2礦物摻合料與現(xiàn)代混凝土發(fā)展不相適應(yīng)

隨著礦物摻合料的研究不斷的深入，已經(jīng)開始凸顯出普通礦物摻合料的缺陷，以粉煤灰和礦渣硅灰為例。粉煤灰存在水化初期活性低，相應(yīng)的混凝土早期強(qiáng)度低，導(dǎo)致混凝土易碳化，在凍融的環(huán)境下，混凝土表層容易脫落；礦渣粉容易使新拌混凝土泌水，同時混凝土的收縮增大，使建筑物存在開裂風(fēng)險。同時，現(xiàn)代混凝土的發(fā)展中還存在很多問題沒能解決，如混凝土早強(qiáng)（低溫或常溫條件下）、混凝土耐久性提升與保持（特殊或嚴(yán)酷條件時）、混凝土（復(fù)雜膠凝體系且低水膠比條件下）黏度調(diào)節(jié)。要將現(xiàn)代混凝土發(fā)展中遇到的問題解決，關(guān)鍵是對膠凝材料體系進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)礦物摻合料的功能化、高性能的重要舉措。

3.3礦物摻合料制備技術(shù)和裝備的不足

我國對超細(xì)礦物摻合料的制備已經(jīng)做了一些嘗試和研究，但是從所報道的研究成果來看，所使用的制備技術(shù)和裝備多是針對單一礦物摻合料的裝備，而且能耗大、成本高，未見能夠同時制備多種超細(xì)礦物摻合料的裝備的報道。由于礦物摻合料的種類、品種較多，使用礦物摻合料時要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r和資源狀況有針對性地選擇使用當(dāng)?shù)氐牡V物摻合料，然而裝備的多樣性不利于礦物摻合料的制備和應(yīng)用，這也與現(xiàn)代混凝土發(fā)展高性能、多功能、精細(xì)化的混凝土摻合料方向不相適應(yīng)，這就要求生產(chǎn)礦物摻合料的企業(yè)在裝備和制備技術(shù)上做出改進(jìn)和革新，才能制備出適合混凝土發(fā)展需要的高性能混凝土摻合料。

4、結(jié)束語

總之，混凝土是建筑業(yè)最重要的原材料之一。衍生的混凝土礦物摻和料在建筑業(yè)中占有重要地位。礦物摻合料技術(shù)的發(fā)展越來越受到人們的重視。隨著混凝土復(fù)合礦物摻合料技術(shù)的發(fā)展，由于對混凝土礦物復(fù)合外加劑的需求日益增加，今后的生產(chǎn)將不可避免地走向?qū)I(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。

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