礦渣微粉在水工混凝土中的匯報(bào)

礦渣微粉在水工混凝土中的研究與應(yīng)用

我國(guó)礦渣微粉生產(chǎn)和應(yīng)用情況

礦渣微粉生產(chǎn)工藝按磨機(jī)的形式主要有球磨和立磨兩種，目前我國(guó)大規(guī)模礦渣微粉生產(chǎn)企業(yè)均采用立式粉磨工藝，具體的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)下圖。水渣堆場(chǎng)水渣倉(cāng)石膏石膏倉(cāng)粗粉立磨選粉機(jī)細(xì)粉袋吸塵器礦渣微粉庫(kù)裝車出廠

對(duì)于礦渣微粉的應(yīng)用方式，在國(guó)外礦渣微粉生產(chǎn)大部分是水泥工廠內(nèi)的一個(gè)車間。礦渣微粉產(chǎn)品主要是在粉磨后的水泥熟料粉混合生產(chǎn)高摻量礦渣水泥，少部分直接用做混凝土摻合料。在國(guó)內(nèi)，由于礦渣微粉生產(chǎn)基本上都是獨(dú)立的生產(chǎn)企業(yè)，如果用礦渣微粉產(chǎn)品生產(chǎn)高摻量礦渣水泥，將存在二次運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，增加水泥生產(chǎn)成本。因此在國(guó)內(nèi)礦渣微粉主要被出售到商品混凝土拌合站，用做混凝土摻合料代替部分水泥，而應(yīng)用在高摻量礦渣水泥的相對(duì)較少。在礦渣微粉被認(rèn)識(shí)以前，礦渣微粉主要被用做水泥混合料，與熟料一起混合粉磨。礦渣的細(xì)度較粗，活性未能得到充分發(fā)揮。礦渣在水泥中主要起一個(gè)摻加和增加產(chǎn)量的作用。這個(gè)階段的礦渣利用完全屬于低級(jí)利用，而現(xiàn)在將礦渣單獨(dú)磨成一定細(xì)度的礦渣微粉后再利用，一方面可以高摻量等量取代水泥，保證28天等強(qiáng)，另一方面還可以改善水泥的性能，降低水化熱等?，F(xiàn)階段礦渣微粉的利用與過(guò)去的低級(jí)利用有本質(zhì)區(qū)別，屬于高級(jí)別的利用。礦渣微粉裝車礦渣微粉磨細(xì)一、研發(fā)背景

高性能混凝土在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)于發(fā)達(dá)國(guó)家，由于具有優(yōu)異耐久性。其研究開發(fā)引起法國(guó)、美國(guó)、挪威、瑞典、日本等國(guó)家的高度重視，很快將高性能混凝土應(yīng)用在跨海大橋，海上采油平臺(tái)，海底隧道，核反應(yīng)堆和高層建筑。90年代國(guó)內(nèi)開始使用，最早用于上海南浦大橋、廣東大廈等。國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用較好的是上海，其次是北京，新疆應(yīng)用高性能混凝土開始于1998年，當(dāng)時(shí)為解決引額濟(jì)克、濟(jì)烏引水工程總干渠烏倫古河渡槽抗凍F300在預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)矛盾，在新疆首例采用高性能混凝土，不僅成功地解決了渡槽混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)難題，同時(shí)還縮短了工期和降低了混凝土成本。1999年，在635水利樞紐工程中應(yīng)用高性能混凝土又解決了發(fā)電洞豎井結(jié)構(gòu)混凝土的抗侵蝕問(wèn)題。2001年額河建管局在380公里長(zhǎng)的引額濟(jì)烏引水工程中全面推廣應(yīng)用高性能

混凝土，提高了工程的耐久性、適用性和安全性。隨后，伊犁恰甫其海水利樞紐工程在導(dǎo)流洞工程施工中也應(yīng)用了高性能混凝土，解決了侵蝕和抗磨問(wèn)題。巴州博斯騰湖東泵站工程混凝土抗侵蝕也通過(guò)使用高性能混凝土得以解決。托克遜紅山水庫(kù)輸水隧道和西延干渠，伊犁南岸干渠八十一大阪長(zhǎng)26公里的隧洞也先后陸續(xù)采用高性能混凝土施工。高性能混凝土在這些土程中的成功應(yīng)用和實(shí)踐，使越來(lái)越多的工程技術(shù)人員和管理人員開始了解認(rèn)識(shí)這種新型混凝土，并積極推廣、宣傳和應(yīng)用高性能混凝土。本文就礦渣微粉在雅瑪渡工程中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，對(duì)其應(yīng)用于高性能混凝土摻和料后的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究。二、重點(diǎn)要解決的技術(shù)問(wèn)題

（1）如何認(rèn)識(shí)礦渣微粉混凝土、礦渣微粉混凝土對(duì)工程的重要性。（2）在摻入礦渣微粉后，混凝土的哪些性能得到提高。（3）在新疆為什么要使用礦渣微粉混凝土。（4）在伊犁地區(qū)礦渣微粉混凝土和普通混凝土的性價(jià)比（5）工程實(shí)例及應(yīng)用成效。三、礦渣微粉混凝土的組成結(jié)構(gòu)和性能3.1礦渣微粉混凝土的組成

礦渣微粉混凝土的組成（與普通混凝土的不通點(diǎn)，即組成特點(diǎn)）采用低水膠比，一般不超過(guò)0.40；摻和高效減水劑—作用①塑化作用，使混凝土拌合物有大流動(dòng)性②減水達(dá)到低水膠比；摻加大摻量的礦渣微粉—改進(jìn)混凝土的性能。高效減水劑和礦渣微粉是礦渣微粉混凝土的必要組成和得以實(shí)現(xiàn)的必要條件。3.2礦渣微粉混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)—高密實(shí)度

礦渣微粉混凝土的密實(shí)度取決于:①采用低水膠比的大小②高效減水劑的減水率③超細(xì)摻和料的填充效應(yīng)④超細(xì)摻和料的水化效應(yīng)。計(jì)算機(jī)控制礦渣微粉細(xì)度礦渣微粉原料輸送3.3礦渣微粉混凝土的高性能高性能表現(xiàn)在五個(gè)方面：第一個(gè)高性能—混凝土拌和物具有優(yōu)異的工作性（也稱和易性）。表現(xiàn)在流動(dòng)性大（坍落度大），粘聚性好，不易發(fā)生離析、分層、保水性好、不泌水，適用于泵送施工且不易堵泵，也適用于自流平、自密實(shí)混凝土。第二個(gè)高性能—高耐久性表現(xiàn)在搞抗?jié)B性、高抗凍性、高抗侵蝕性、優(yōu)異的抑制堿骨料反應(yīng)。第三個(gè)性能—低水化熱，體積穩(wěn)定性相對(duì)較好，適用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)。第四個(gè)高性能—利于配制高強(qiáng)混凝土和抗磨高強(qiáng)混凝土，其強(qiáng)度調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)整水膠比，超細(xì)摻和料摻量，選擇水泥不同強(qiáng)度等級(jí)（或標(biāo)號(hào)）來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以滿足不同設(shè)計(jì)齡期，不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的力學(xué)性質(zhì)要求。第五個(gè)高性能—適用性和適應(yīng)性強(qiáng)表現(xiàn)在礦渣微粉混凝土即適用于正常環(huán)境，更適用于惡劣環(huán)境和嚴(yán)酷的環(huán)境條件，既能用于高強(qiáng)，也適用于中強(qiáng)，即適用于泵送，自流平自密實(shí)混凝土，也適用于非泵送混凝土，既適用于普通混凝土結(jié)構(gòu)，也適用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)。

礦渣微粉生產(chǎn)設(shè)備礦渣微粉原料3.4礦渣微粉混凝土的經(jīng)濟(jì)效益

礦渣微粉混凝土中大摻量礦渣微粉，通常采用等量代替水泥的方式摻入。摻和料大多又是工業(yè)廢渣，其成本主要是加工磨細(xì)和分選，價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水泥，因此礦渣微粉混凝土又是一種比較經(jīng)濟(jì)的混凝土，礦渣微粉混凝土應(yīng)用地和生產(chǎn)地距離礦渣微粉來(lái)源地或加工地越近，就越經(jīng)濟(jì)。3.5礦渣微粉混凝土的社會(huì)效益防治工業(yè)廢渣對(duì)環(huán)境的污染，礦渣微粉混凝土中大摻量礦渣微粉，可以大量節(jié)約水泥。水泥中主要是經(jīng)過(guò)煅燒的水泥熟料,生產(chǎn)1t熟料要向大氣中排放1tCO2廢氣,同時(shí)還排放廢氣SO2、NO等，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。水泥工業(yè)是環(huán)境污染大戶之一，水泥是嚴(yán)重耗能并污染環(huán)境的材料與產(chǎn)品。如果工程建設(shè)中普遍推廣應(yīng)用礦渣微粉混凝土，就可以大量節(jié)省水泥用量和減少水泥生產(chǎn)，降低和減少水泥工業(yè)對(duì)大氣環(huán)境的污染，同時(shí)節(jié)能減耗和節(jié)約能源。另外，礦渣微粉幾乎大多為工業(yè)廢渣，對(duì)其充分利用，又防治了二次污染。因此，很多學(xué)者稱礦渣微粉混凝土是利于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的綠色混凝土，具有重大社會(huì)效益。四、礦渣微粉混凝土的組成材料礦渣微粉混凝土的組成材料有：水泥、礦渣微粉、高效減水劑（還可以使用引氣劑、緩凝劑、膨脹劑等）、砂石骨料、水。其組成材料和普通混凝土基本相同，但對(duì)水泥、超細(xì)摻和料、高效減水劑和砂石骨料要求會(huì)有所不同或更嚴(yán)格。4.1水泥由于礦渣微粉混凝土要外摻加大量的礦渣微粉，所以礦渣微粉混凝土宜選用硅酸鹽水泥和普通水泥。選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)遵循下列原則，配制高強(qiáng)的礦渣微粉混凝土，如C40-C80或C80以上的混凝土，可選用42.5或42.5以上強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥。配制混凝土強(qiáng)度低于C40,可選用32.5普通水泥,混凝土無(wú)早強(qiáng)要求的,盡量選擇不代”R”(即早強(qiáng))的水泥,以利于混凝土裂縫控制和降低水化熱,同時(shí)還利于水泥和高效減水劑的適應(yīng)性。礦渣微粉運(yùn)輸罐車4.2礦渣微粉

礦渣微粉是高性能混凝土常用的超細(xì)摻和料，它的原料是煉鐵高爐排出的熔渣經(jīng)水淬而成的廢渣，通常稱為粒化高爐礦渣（簡(jiǎn)稱礦渣）。新疆產(chǎn)這種工業(yè)廢渣的八一鋼鐵廠、新源鋼鐵廠、和靜鋼鐵廠等。礦渣微粉混凝土使用的礦渣微粉是?；郀t礦渣經(jīng)干燥，粉磨，分選等工藝，達(dá)到規(guī)定細(xì)度的產(chǎn)品。粉磨時(shí)可添加適量的石膏和水泥粉磨用工藝外加劑，但使用于有硫酸鹽侵蝕環(huán)境中的礦渣微粉不得添加石膏。礦渣微粉的品質(zhì)指標(biāo)可以參考GB/T18046—2000《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣微粉》，GB/T18736—2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》中“磨細(xì)礦渣”有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

由于礦渣微粉顆粒粒徑小，比表面積增大。它的活性比水泥中內(nèi)摻的活性混合材更高，改善混凝土性能的作用也更大。與此同時(shí)，還有新的潛在性能和效應(yīng)。通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐證明和科學(xué)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，歸納總結(jié)礦渣微粉在混凝土中具有以下技術(shù)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。（1）改善混凝土拌合物工作性的增塑或減水效應(yīng)；（2）超細(xì)摻合料的微集料填充效應(yīng)；（3）超細(xì)摻合料的火山灰效應(yīng)更充分；（4）降低水化熱；（5）改善混凝土骨料與水泥石界面結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)效應(yīng)；（6）提高混凝土抗侵蝕性的效應(yīng)；（7）抑制混凝土堿骨料反應(yīng)(AAK)雅瑪渡電站廠房及尾水渠建筑物尾水襯砌4.3高效減水劑與其它外加劑礦渣微粉混凝土應(yīng)用實(shí)踐證明，要使低水膠比的礦渣微粉混凝土拌合物具有較大流動(dòng)性而易于施工操作和質(zhì)地均勻密實(shí)，必須摻加高效減水劑，因此高效減水劑是礦渣微粉混凝土的必要組成。對(duì)于有抗凍、抗侵蝕等耐久性要求的礦渣微粉混凝土還應(yīng)同時(shí)使用引氣劑。對(duì)于高強(qiáng)抗磨礦渣微粉混凝土在有受力鋼筋約束的條件下，應(yīng)同時(shí)使用減水劑和膨脹劑。對(duì)于大體積混凝土又在高溫季節(jié)施工，應(yīng)摻加緩凝劑和高效減水劑。4.4骨料新疆天然砂石料非常豐富，分部也廣。經(jīng)過(guò)篩分、水洗加工后符合DL/T5144-2001水工混凝土用砂石料標(biāo)準(zhǔn)，JGJ52-2006規(guī)范中C30及C30以上的普通混凝土用砂石標(biāo)準(zhǔn)，GB/T14684-2001與GB/T14685-2001標(biāo)準(zhǔn)中，I、II類建筑用砂石標(biāo)準(zhǔn)要求的骨料均可用于高性能混凝土。砂應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好，細(xì)度模數(shù)宜在2.2-3.0范圍內(nèi)。含泥量≤3%，表觀密度≥2500kg/m3,硫化物硫酸鹽含量以(SO3計(jì))≤1%,云母含量≤2%，輕物質(zhì)含量≤1%，堅(jiān)固性≤8%。粗骨料：石（礫石或卵石）的最大粒徑不要超過(guò)40mm，含泥量≤1%，表觀密度≥2550kg/m3,硫化物及硫酸鹽含量≤0.5%，針片狀顆粒含量≤15%，堅(jiān)固性≤5%。顆粒級(jí)配良好嚴(yán)格控制各級(jí)骨料的超遜徑含量。用圓孔篩檢驗(yàn)，其控制標(biāo)準(zhǔn)超徑小于5%，遜徑小于10%，壓實(shí)率指標(biāo)≤12%。對(duì)于高強(qiáng)抗磨礦渣微粉混凝土的粗骨料，宜用最大粒徑小于40mm的碎石。泄水槽廢出口連譯接段雅瑪渡私電站廠喬房尾水踩渠五、礦渣續(xù)微粉混凝臉土配合比級(jí)設(shè)計(jì)礦渣微粉兩混凝土是嘗以耐久性唐作為主要違設(shè)計(jì)技術(shù)同指標(biāo)，其速配合比是劑以滿足所插要求的耐甩久性來(lái)合理悄確定各項(xiàng)霧原材料的殼比例用量炮。目前，顯配合比設(shè)魂計(jì)最可靠墓的方法還昆是全面的踐試驗(yàn)、試配法素。根據(jù)礦渣純微粉混凝幫土采用低充水膠比，虎摻加高效體減水劑和雕大摻量礦跟渣微粉的遷配制特點(diǎn)予，全面試扁驗(yàn)進(jìn)行匹混凝土嘉配合比爹設(shè)計(jì)的計(jì)程序如勵(lì)下：第一步：財(cái)根據(jù)工程洞對(duì)混凝土撓耐久性的者技術(shù)要求沉，選擇確帶定水泥品宅種及強(qiáng)度勺等級(jí)，同遮時(shí)按就近鳴原則選燈擇礦渣認(rèn)微粉，輔對(duì)水泥搏和礦渣級(jí)微粉進(jìn)悼行全面究檢驗(yàn)。第二步秤：選擇罩符合G冤B80勢(shì)76-醉199兔9《混毀凝土外題加劑》增標(biāo)準(zhǔn)的痛高效減魯水劑，路不同品汗種與工程確定勢(shì)使用的電水泥或潛水泥加竊礦渣微叮粉進(jìn)行詢適應(yīng)性稍試驗(yàn)。溉通過(guò)適焰應(yīng)性試慶驗(yàn)，至泡少選擇賢出兩種適應(yīng)期性好的高浙效減水劑騙。然后比右較評(píng)價(jià)，另確定出價(jià)柴格低、適娃應(yīng)性好的臥高效減水脅劑，供混凝土份配合比設(shè)烈計(jì)試驗(yàn)或蛙工程采用懶。第三步：立對(duì)混凝土掙使用的粗卻細(xì)骨料進(jìn)齒行全面的柿試驗(yàn)檢測(cè)蟲，要符合懇礦渣微粉艦混凝土對(duì)屑砂石料的技遙術(shù)要求。第四步虛：初步甚選擇礦臣渣微粉昂混凝土煤配合比再試配試祖驗(yàn)摻加雕超細(xì)摻際合料的噸摻量。第五步歲：初步貪選擇礦漏渣微粉欠混凝土騙配合比著實(shí)驗(yàn)采君用的水柱膠比。第六步臣，初步槐選擇礦艷渣微粉到混凝土宋配合比戰(zhàn)用水量韻。第七步：雷根據(jù)初選莫水量和水偏膠比計(jì)算茂配合比中限膠凝材料春用量（水秧泥和礦渣醉微粉總量齊）第八步貸：選擇禽確定混故凝土配佛合比試簽驗(yàn)時(shí)的制最佳砂廁率。第九步：瓣按照初選延的礦渣微予粉的三個(gè)歇摻量和配暢合比初選笨的三個(gè)水臣膠比以及恨最佳砂率組成數(shù)個(gè)德混凝土配豎合比進(jìn)行參拌合物試底拌調(diào)整試旱驗(yàn)，直至亭每個(gè)配合軟比拌合物涂的和易性拆滿足要求。第十步茅：按照厚試件確鍋定的混希凝土配鳴合比。讀制備強(qiáng)榆度和耐竿久性測(cè)隊(duì)試試件盛，進(jìn)行免標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)虧護(hù)，再設(shè)計(jì)齡戀期全面進(jìn)博行混凝土盤力學(xué)和耐你久性試驗(yàn)菜。第十一步仇：在施工釘現(xiàn)場(chǎng)，根京據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原肯材料質(zhì)量紙波動(dòng)和變掘化，對(duì)推燈薦的混凝匆土配合比稼進(jìn)行調(diào)整野和換算揮成施工衫配合比雞，試拌冬檢驗(yàn)直嚼到滿足遼施工要裙求為止央。壓力鋼管電站廠房煙及尾水渠宣工程全景六、喉礦渣微覆粉混凝浩土在施桶工中應(yīng)納注意的競(jìng)問(wèn)題1、嚴(yán)兔格控制與水泥質(zhì)壓量的穩(wěn)飯定性，哲這里所瞎指水泥幅質(zhì)量穩(wěn)峰定性，損主要是塔指水泥橋中熟料杜礦物成分C分3A含量歌、水泥細(xì)癥度變化，榆含堿量的深穩(wěn)定性以健及水泥中存膠凝石膏駛不脫水性畏，還有水泥中混蟲合材品箏種等。2、嚴(yán)格頁(yè)控制進(jìn)入匠施工現(xiàn)場(chǎng)煮礦渣微粉陸的細(xì)度、婚燒失量及豈其活性。冤礦渣微粉權(quán)細(xì)度燒失量的詢變化影工響摻合秒料的活富性，填