1 前言

    随着混凝土技术的不断发展，特别是混凝土的设计强度提高以后，混凝土中的胶凝材料单独水泥胶凝材料已经不能满足要求。大量的实践工程表明，适量的掺入矿物掺合料是配制良好工作性能混凝土的途径之一。

2 双掺技术的优势

    在大量的工程过程中，技术人员发现传统混凝土其水泥用量过大，和易性一般，粘聚性和保水性都不太理想。夏季大体积混凝土工程浇筑完成后，混凝土因水泥水化反应产生热量，由于混凝土体积大，造成混凝土内部热量部易散发到表面，造成混凝土膨胀不均匀，形成热膨胀裂缝。混凝土双掺技术减少了水泥用量，降低了水泥水化热，使混凝土因温度形成的变形减小从而减少了热膨胀裂缝。

    随着粉煤灰在混凝土中应用技术的不断成熟，其在混凝土得以充分应用。虽然混凝土中掺入粉煤灰后可改善混凝土中的一些性能，但不足的是会降低混凝土早期强度，为了弥补这一缺陷，有效的复合掺活性较高的矿粉，通过提高其火山灰效应，增加体系中微粒间的化学反应，可提高其早期强度；矿粉的活性与粉煤灰不同，它具有自身水硬性。粉煤灰和矿粉复掺后，不只是简单的混合，而是有意识地使两种混合材取长补短，在强度上产生一定的互补作用，体现出单掺所不具备的优势，弥补单掺粉煤灰混凝土早期强度低的缺陷。双掺后有效的提高混凝土各项性能，如和易性、粘聚性、可泵性；降低混凝土坍落度损失；降低混凝土内部早期干燥收缩。使硬化后的混凝土结构更密实，混凝土早期和后期强度都能得到提高，抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力会更有显著的改善，产生的叠加作用会更明显。

3 双掺试验

    为了更加系统的认识双掺技术对混凝土性能的改善，笔者做了一系列的试验，并对单掺和双掺混凝土的3天、7天、28天的抗压强度、坍落度、流动性做了分析比较。

3.1试验原材料

⑴水泥采用华润水泥厂生产的强度等级为P.Ⅱ42.5R的水泥，主要性能指标见表1：

⑵细骨料（砂）采用混凝土搅拌站提供的河砂，其主要性能见表2。

⑶粗骨料（石）采用管桩厂提供的5㎜～25㎜连续级配碎石，其主要性能见表3。

⑷粉煤灰采用珠海Ⅱ级粉煤灰，主要性能见表4。

⑸矿粉采用S75型矿粉，其性能见表5。

⑹外加剂采用中天外加剂厂的SPC-I的高效减水剂。

3.2试验方法

    按照设计强度C70，水泥双掺粉煤灰、矿粉的不同用量设计5个配合比，每个配合比制作3天、7天、28天3组试件，每组样品制作3个标准试块。记录抗压强度、坍落度和流动性。配合比设计参照JGJ55-2000并结合经验进行；拌合物坍落度测定根据GB/T50080-2002进行；抗压强度测定根据GB/T50081-2002进行。

3.3试验结果

混凝土配合比设计及抗压强度、坍落度等见表6。

4 试验结果的分析www.tmgc8.com

4.1粉煤灰与矿粉双掺对混凝土抗压强度的影响

    由表6混凝土抗压强度结果可知,双掺粉煤灰和矿粉的各龄期强度都高于单掺粉煤灰的混凝土。3天龄期，4号5号（掺了矿粉）试件抗压强度比单掺粉煤灰的1、2、3号试件平均值分别高了6.5MPa、6.9MPa；7天值分别高了6.4MPa、8.5MPa；28天值分别高了7.9MPa、12.4MPa。而且5号比4号试件又更高一些，说明矿粉量的增加能增加各龄期的抗压强度。从理论上分析，矿物掺合料是含有大量无定形态的Sio2和AL2O3的物质，粉煤灰和矿粉的共同掺入能改善水泥石中胶凝物质的组成减少Ca(OH)2,生成强度更高，稳定性更好的低碱度水化硅酸钙，提高水泥石与集料界面的致密性，从而有效地改善了集料-水泥石界面结构，提高混凝土的强度。并且随着矿粉掺量的增大，混凝土的抗压强度增加。再者，矿粉中含有大量的硅铝玻璃体，具有较高的自由焓，反应活性高不断与Ca(OH)2发生二次反应，使混凝土的结构相当致密，凝胶体的数量大增加从而使混凝土强度得到提高。

4.2粉煤灰与矿粉双掺对混凝土坍落度损失、流动性的影响

    从表6的坍落度结果可知，双掺的试件比单掺的坍落度经时损失小的多。在最初，各组试件的坍落度都大致相同为215左右；在30分钟，4、5号试件坍落度只损失了5mm，而1、2、3号试件已经降到190mm左右；到了60分钟，4、5号试件坍落度还能保持190mm左右，但单掺的1、2、3号试件已经只有150mm左右。在工程上，为保证混凝土的可泵送性，混凝土要求有良好的流动性，这就要求混凝土的坍落度经时损失不能过快。试验过程中发现在单掺粉煤灰时，混凝土的拌合物比较松散，随着粉煤灰掺量的增大混凝土拌合物有泌水现象，坍落度损失也较快。而共同掺入粉煤灰和矿粉后混凝土具有良好流动性。主要原因是矿粉和粉煤灰等混合材吸附高效减水剂形成双电层，在粒子之间产生分子斥力，而混合材表面的电位高，产生的排斥力大，有利于水泥的分散，混合材的掺量越高，水泥分散性越好，流动性也越好；其二，矿粉和粉煤灰颗粒较小而且表面光滑，特别是矿粉本身球形玻璃效应，将其填充于水泥颗粒之间降低了粒子之间的摩擦。其三，矿粉和粉煤灰填充于水泥颗粒之间，使原来处于絮凝状态的水泥颗粒分散，其絮凝结构中的水被释放出来，使浆体进一步稀化。双掺后混凝土坍落度经时损失小，而且在一定范围内矿粉掺量越大，坍落度损失越小。这主要是由于矿粉的微集料、分散、形貌等自身物理性能效应对混凝土产生一种增塑作用，从而减少坍落度损失。

5 结论

⑴仅仅单掺粉煤灰时，混凝土的早期强度较低，但后期强度增长快。

⑵在共同掺入粉煤灰和矿粉的情况下，保证混凝土的早期和后期强度，粉煤灰和矿粉的综合效应，混凝土结构致密，抗压强度提高。

⑶粉煤灰和矿粉双掺能使混凝土坍落度经时损失有所改善，提高了混凝土的可泵性和和易性。⑷混凝土双掺技术既降低了成本又提高了混凝土的质量，具有良好的综合效益。

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