全面了解“礦粉”‖“礦粉”在混凝土中的應(yīng)用明細(xì)，砼人得搞清楚

關(guān)于高爐礦渣粉的介紹：

一，定義與來源

高爐礦渣粉是將煉鐵高爐排出的水淬礦渣經(jīng)細(xì)粉磨后得到的粉末狀產(chǎn)品。在高爐煉鐵過程中，鐵礦石、燃料（焦炭）、石灰石和白云石等原料反應(yīng)，生成的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，浮在鐵水表面，經(jīng)水淬成粒后形成粒化高爐礦渣，再經(jīng)加工處理成為高爐礦渣粉。

二，生產(chǎn)工藝

研磨：利用立式磨、球磨機(jī)等設(shè)備將初步處理后的高爐礦渣研磨至所需細(xì)度，精確控制研磨工藝對(duì)顆粒大小和分布至關(guān)重要。

篩分：采用不同規(guī)格篩網(wǎng)進(jìn)行多級(jí)篩分，去除雜質(zhì)和大顆粒物料，確保產(chǎn)品粒徑符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
 

活化處理：通過高溫煅燒和化學(xué)激活等方法增加礦渣粉的反應(yīng)性，使其在水泥或混凝土中發(fā)揮更優(yōu)異性能。

附加劑摻配：摻配適量的硅酸鹽、石膏等摻合料，調(diào)節(jié)硬化時(shí)間、增強(qiáng)強(qiáng)度發(fā)展以及提高耐久性。

三，性能特點(diǎn)

潛在水化活性：與水泥混凝土混合時(shí)，活性SiO?、Al?O?與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)?反應(yīng)，形成水化硅酸鈣產(chǎn)物，填充孔隙，提高致密度，提升水泥和混凝土性能。

潛在水硬性：礦渣中含有硅酸鹽、鋁酸鹽及大量含鈣玻璃質(zhì)，具有獨(dú)立水硬性，在氧化鈣與硫酸激發(fā)作用下，遇水就能硬化，細(xì)磨后硬化過程加快。

四，應(yīng)用領(lǐng)域

水泥生產(chǎn)：可作為水泥混合材，與熟料、石膏粉合成高摻量礦渣水泥，提高水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

混凝土制備：作為混凝土摻和料，等量取代部分水泥，可配制高強(qiáng)度、耐久性、高性能混凝土，改善混凝土的和易性、抗?jié)B性、抗海水侵蝕性能等，降低水化熱，抑制堿集料反應(yīng)。

其他領(lǐng)域：還可應(yīng)用于路基工程、地下工程等，有助于提高工程質(zhì)量，減少對(duì)天然資源的開采。

五，等級(jí)劃分

礦粉按等級(jí)劃分分為S75、S95、S105三個(gè)等級(jí)，如S95礦粉是指與水泥同摻情況下28天強(qiáng)度至少達(dá)到水泥強(qiáng)度的95%，并且最新規(guī)范要求各個(gè)等級(jí)礦粉應(yīng)控制其比表面積≥400m²/kg。

礦粉在混凝土中具有多方面的重要作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一，改善工作性能

增加流動(dòng)性：礦粉顆粒較細(xì)，能填充水泥顆粒間的空隙，使混凝土拌合物更加密實(shí)，從而增加其流動(dòng)性，便于施工澆筑，尤其在泵送混凝土中，可減少泵送阻力，提高泵送效率。

提高黏聚性：能使混凝土拌合物的黏聚性增強(qiáng)，防止在運(yùn)輸和澆筑過程中出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象，保證混凝土的均勻性和穩(wěn)定性。

二，增強(qiáng)力學(xué)性能

早期強(qiáng)度發(fā)展：在混凝土早期，礦粉可參與水泥的水化反應(yīng)，與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣反應(yīng)，生成更多的水化產(chǎn)物，從而提高混凝土的早期強(qiáng)度。

后期強(qiáng)度增長：隨著時(shí)間推移，礦粉的活性進(jìn)一步發(fā)揮，持續(xù)與氫氧化鈣等物質(zhì)反應(yīng)，不斷填充混凝土內(nèi)部的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密，顯著提高混凝土的后期強(qiáng)度，一般可使混凝土28天甚至更長齡期的強(qiáng)度有較大幅度提升。

三，提升耐久性能

抗?jié)B性提高：礦粉的摻入使混凝土內(nèi)部孔隙細(xì)化、孔隙率降低，結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，從而有效阻止外界水分和有害介質(zhì)的侵入，提高混凝土的抗?jié)B性能。

抗侵蝕性增強(qiáng)：能降低混凝土中的氫氧化鈣含量，減少因氫氧化鈣被侵蝕而導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)使混凝土的微觀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，提高其抗硫酸鹽侵蝕、抗海水侵蝕等性能，延長混凝土結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下的使用壽命。

抑制堿集料反應(yīng)：礦粉可以降低混凝土中的堿含量，抑制堿集料反應(yīng)的發(fā)生，避免因堿集料反應(yīng)導(dǎo)致的混凝土膨脹、開裂等破壞現(xiàn)象，提高混凝土的耐久性。

四，降低水化熱

水泥在水化過程中會(huì)釋放大量熱量，而礦粉的水化熱較低。在大體積混凝土中，摻入適量礦粉可部分取代水泥，減少水泥用量，從而有效降低混凝土的水化熱，減少因溫度變化產(chǎn)生的裂縫，保證大體積混凝土的質(zhì)量。

五，環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

節(jié)約資源：大量使用礦粉可減少水泥的用量，從而減少對(duì)石灰石等天然資源的開采，有利于資源的合理利用和保護(hù)。

減少污染：水泥生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的二氧化碳等溫室氣體，礦粉的應(yīng)用可降低水泥的生產(chǎn)和使用量，進(jìn)而減少二氧化碳等污染物的排放，具有良好的環(huán)保效益。同時(shí)，礦粉的價(jià)格相對(duì)水泥較低，使用礦粉能在一定程度上降低混凝土的生產(chǎn)成本。

混凝土中礦粉的質(zhì)量要求主要包括以下幾個(gè)方面：

一，化學(xué)性能

活性成分：礦粉中活性氧化鈣（CaO）、二氧化硅（SiO?）、三氧化二鋁（Al?O?）等含量應(yīng)較高，它們是礦粉發(fā)揮活性的關(guān)鍵成分，通常要求活性SiO? + Al?O? + Fe?O?的含量不低于70%。

有害物質(zhì)：三氧化硫（SO?）含量一般不超過4%，氯離子含量不得超過0.02%，若含量過高會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋等產(chǎn)生腐蝕作用，影響混凝土耐久性。游離氧化鈣（f-CaO）含量需控制在1%以內(nèi)，過量會(huì)導(dǎo)致混凝土安定性不良。

二，物理性能

比表面積：一般要求比表面積不小于400m²/kg，比表面積越大，礦粉與水泥漿體的接觸面積越大，活性發(fā)揮越充分，但過大也可能導(dǎo)致需水量增加等問題。

粒度分布：顆粒粒徑分布合理，0.045mm篩篩余不大于30%，確保礦粉在混凝土中能均勻分布，填充水泥顆粒間隙，提高混凝土的密實(shí)性。

流動(dòng)度比：流動(dòng)度比是衡量礦粉對(duì)混凝土工作性能影響的重要指標(biāo)，一般要求不小于95%，表明礦粉摻入后不會(huì)顯著降低混凝土拌合物的流動(dòng)性。

密度：礦粉的密度一般在2.8-3.1g/cm³之間，密度過大或過小可能意味著礦粉的成分或結(jié)構(gòu)存在異常。

四，其他性能

含水量：礦粉的含水量應(yīng)不超過1%，水分過多會(huì)導(dǎo)致礦粉結(jié)塊，影響其在混凝土中的分散性和活性發(fā)揮，還可能使混凝土的水膠比失控。

活性指數(shù)：反映礦粉參與水化反應(yīng)后對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，7天活性指數(shù)一般不低于75%，28天活性指數(shù)不低于95%。

礦粉在混凝土中的應(yīng)用效果受多種因素影響，主要包括以下幾個(gè)方面：

一、礦粉自身性能

1. 活性成分含量
礦粉中活性SiO?、Al?O?等成分的含量直接決定其水化反應(yīng)能力。例如，活性指數(shù)高的礦粉（如S95級(jí)）能顯著提升混凝土后期強(qiáng)度。
2. 細(xì)度與顆粒分布
比表面積越大（如≥400m²/kg），礦粉與水泥漿體的接觸面積越大，活性發(fā)揮越充分，但需水量可能增加。
合理的粒度分布（如0.045mm篩篩余≤30%）可填充水泥顆粒間隙，改善混凝土密實(shí)性。
3. 化學(xué)組成
控制SO?、Cl?、f-CaO等有害物質(zhì)含量（如SO?≤4%、Cl?≤0.02%），避免對(duì)鋼筋銹蝕或混凝土開裂。

二、礦粉摻量

1. 摻量范圍
 摻量通常為膠凝材料總量的20%~50%，具體需根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和性能要求調(diào)整。例如，大體積混凝土可摻30%~50%以降低水化熱。
2. 早期與后期強(qiáng)度平衡
 摻量過高可能延緩早期強(qiáng)度發(fā)展，需通過試驗(yàn)確定最佳摻量（如S95礦粉摻量20%~30%時(shí)綜合性能較好）。

三、混凝土配合比

1. 水膠比
 低水膠比（如≤0.4）能促進(jìn)礦粉與水泥的協(xié)同水化，提升密實(shí)度和耐久性。
2. 骨料級(jí)配
 骨料級(jí)配良好時(shí)，礦粉可更有效地填充空隙，增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能。
3. 外加劑的協(xié)同作用
 與減水劑復(fù)配可改善流動(dòng)性，補(bǔ)償?shù)V粉需水量增加的問題；與引氣劑配合可提高抗凍性。

四、施工工藝

1. 攪拌與振搗
延長攪拌時(shí)間（如增加30~60秒）可確保礦粉均勻分散，避免局部團(tuán)聚。

 振搗充分能減少氣泡，提升混凝土密實(shí)度。
2. 養(yǎng)護(hù)條件
 濕潤養(yǎng)護(hù)（如覆蓋薄膜或?yàn)⑺┛纱龠M(jìn)礦粉持續(xù)水化，尤其對(duì)后期強(qiáng)度增長至關(guān)重要。
高溫養(yǎng)護(hù)可能加速礦粉反應(yīng)，但需避免早期脫水導(dǎo)致開裂。

五、環(huán)境條件

1. 溫度
低溫環(huán)境（如≤5℃）會(huì)減緩礦粉水化速度，需適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間或調(diào)整外加劑。
2. 濕度

 干燥環(huán)境可能抑制礦粉活性，需加強(qiáng)保濕措施。
3. 侵蝕介質(zhì)
在硫酸鹽或海水環(huán)境中，礦粉的高密實(shí)性和低Ca(OH)?含量可顯著提升抗侵蝕能力。

六、其他因素

1. 礦粉與水泥的相容性
不同品種水泥（如硅酸鹽水泥與礦渣水泥）與礦粉的反應(yīng)效果存在差異，需通過試驗(yàn)驗(yàn)證。
2. 運(yùn)輸與儲(chǔ)存
礦粉需防潮儲(chǔ)存，結(jié)塊后需重新粉磨，否則影響分散性和活性。

優(yōu)化礦粉在混凝土中的應(yīng)用效果需綜合考慮礦粉品質(zhì)、摻量、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝及環(huán)境條件，通過試驗(yàn)確定最佳方案，以平衡強(qiáng)度、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。