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摘要：文中就礦物摻合料對于輕質高強度混凝土性能的影響進行試驗分析，為輕質高強度混凝土的強度及耐久性設計提供有效的理論支撐。

關鍵詞：礦物摻合料；輕質高強度；混凝土性能；影響分析；試驗探究

0引言

輕質高強度混凝土是當前混凝土最主要的應用形式，憑借造價低、強度高、穩定性強等優勢，被廣泛應用于各種工程中，逐漸取代了輕集料混凝土［1］。研究發現，礦物摻合料的添加能夠進一步增強輕質高強混凝土的性能，滿足某些特定工程建筑的需求。礦物摻合料如粉煤灰、礦渣等多為工業廢料，因而該輕質高強混凝土在一定程度上滿足了綠色環保的要求。本文主要探究了礦物摻合料對于輕質高強混凝土性能的影響，從而為后續的應用奠定堅實的基礎。

1礦物摻合料在輕質高強混凝土中應用的意義

目前有關礦物摻合料的研究越來越多，結果顯示：粉煤灰摻量較大時有利于提升混凝土的流動性，但會導致混凝土強度下降；微硅粉的摻入卻能夠顯著提高混凝土的整體強度，但會在一定程度上影響到混凝土拌和物的流動性能。由此可知，不同類別的礦物摻合料對于輕質高強混凝土性能的影響也是不同的［2］。除了摻入類別以及摻入量之外，礦物摻合物的不同齡期也會對輕質高強混凝土性能產生影響。例如，微硅粉在前7d對混凝土強度產生影響，在28d之后，微硅粉對混凝土強度的影響微乎其微。輕質高強混凝土是為滿足新型高層建筑的發展需要而產生的，其具備諸多方面的優良性能，如：強度高、抗拉能力強、保溫隔熱性能好等，在輕質高強混凝土中摻入礦物摻合料有著良好的效果，在有效利用工業廢料如：粉煤灰、微硅粉等基礎上，實現了工業廢料再利用，也極大地增強了輕質高強混凝土的整體性能。礦物摻合料應用于輕質高強混凝土中有著十分重要的意義，主要體現在減少環境污染以及提高材料性能方面［3-4］。

2輕質高強混凝土中摻入各種礦物摻合料試驗分析

本試驗選取的礦物摻合料主要有微硅粉、礦渣以及粉煤灰，分別探究摻入單種礦物摻合料對輕質高強混凝土性能的影響，同時也探究了摻入多種礦物摻合料對輕質高強混凝土性能的影響。原材料的選擇包括：水泥、微硅粉、粉煤灰、礦渣，其中水泥是上海水泥廠生產的普通硅酸鹽水泥，等級為42.5級，其28d的抗壓強度為57.8MPa；粉煤灰選自發電廠中的Ⅱ級灰，礦渣是由湖南某水泥廠生產，粉煤灰以及礦渣的選取都是較為隨意的，普通的發電廠及水泥廠所生產一般質量水泥便符合本次試驗的基本要求。微硅粉是由Elkem所提供的，其中SiO2含量達到了92.4％，顆粒的直徑則約為0.01~0.1μm。所選取的礦物摻合料（微硅粉、礦渣及粉煤灰）的組成也有著很大的差異，包括SiO2、Al2O3、CaO等。在輕集料的選擇方面，主要是來自于市場購買的陶粒，其顆粒密度有著較為嚴格的要求，干燥密度為1.46g/m3，體積密度則為(700±25)kg/m3。此外，對于各種混凝土拌和物配比要求比較高的，以便更好地進行后續混凝土力學性能的有關分析。表1為混凝土拌和物配比的相關要求。表中僅給出了部分混凝土拌和物的配合比，主要是單一加入粉煤灰的情況下，不同水泥及粉煤灰配比。有關礦渣以及微硅粉的單一礦物摻合料的摻入也是如此，即對應水泥加入量均為477kg/m3、424kg/m3、371kg/m3、318kg/m3，礦物摻合料的比例則對應為10％、20％、30％、40％。在測試摻入礦物摻合料輕質高強混凝土試樣性能之前，需將陶粒于水中進行浸泡，并在后續完成稱量工作。在試樣成型前按照標準方法對混凝土拌和物的相關性能進行測試。本次試驗測試中試樣為150mm×150mm×150mm的立方體。依據GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行測試。按照上述的分析進行混凝土拌和物各方面性能的測定，對最終試驗結果進行總結歸納和分析。

3礦物摻合料對輕質高強混凝土性能的影響試驗探究結果及討論分析

按照上述內容進行相關的測試分析，試驗結果主要分為兩部分，其一為單摻礦物摻合料時輕質高強混凝土性能變化，其二則為復合摻加礦物摻合料時對于輕質高強混凝土性能的影響結果。

3.1單摻礦物摻合料試驗結果分析

3.1.1單摻粉煤灰對輕質高強混凝土性能的影響。表2為粉煤灰摻量對混凝土流動性能影響結果。由此可知，隨著粉煤灰摻量的增加，輕質高強混凝土的坍落度及擴展度均不斷增大。但粉煤灰的摻入使得混凝土拌合物保水性能變差，當粉煤灰的摻雜量超過30％時，對應的輕質高強混凝土保水性極差，且集料的勻質性較差。當出機時間延長時，輕質高強混凝土流動性損失也會隨著粉煤灰摻量不同而出現較大的差異，例如摻量在20％~40％時，坍落度的損失程度分別達到最小值以及最大值。粉煤灰摻量對輕質高強混凝土強度的影響，主要分為7d和28d的強度影響。經分析可知，粉煤灰的摻入在一定程度上降低了輕質高強混凝土的早期強度，即7d時混凝土的強度，且隨著粉煤灰摻量的增加，強度降低愈發明顯。在后期，粉煤灰摻量為20％時，混凝土抗壓強度達到最大值，之后便會隨著摻量的增加而有所降低。出現這一現象的原因主要是粉煤灰在常溫下反應緩慢，導致其摻入時混凝土的早期強度較低。通過對其流變性能以及強度的影響進行分析可知，單一摻雜粉煤灰是不可取的。3.1.2單摻礦渣或微硅粉對輕質高強混凝土性能的影響。根據試驗結果可知，單一摻加礦渣時，隨著摻量的增大，其流動度以及擴展度都在明顯增大，由此也說明其流變性能得到了較好的改善。相較于單一摻加粉煤灰，單摻礦渣的混凝土流動性更小［5］。此外，摻加礦渣也有助于增加輕質高強混凝土拌和物的黏性，且泌水現象并不明顯。再結合其早期晚期強度影響可知，單摻礦渣時強度的提升較粉煤灰更高，因而單摻礦渣可以進行大流動性高性能混凝土的制備。而單摻微硅粉時雖然有助于改善混凝土強度，但擴展度以及坍落度都無法達到要求，因而單摻微硅粉無法進行大流動性輕質高強混凝土的制備。

3.2復合摻加礦物摻合料對輕質高強混凝土的影響分析

復合摻加礦物摻合料對輕質高強混凝土拌和物流變性能的影響如表3所示。經分析可知，復合摻加粉煤灰以及微硅粉時，混凝土流動性并未大幅度下降，且能有效抑制摻加粉煤灰時所造成的輕集料上浮現象［6］。當粉煤灰和礦渣、微硅粉和礦渣或是三種都摻加時，混凝土流動性都比較好，同時也不會出現泌水及輕集料上浮現象。復合摻加礦渣與粉煤灰時混凝土的擴展度及坍落度效果最佳。在強度的改善方面，單摻加微硅粉且占比為15％時效果最佳，粉煤灰與微硅粉復合摻加時效果最差。

4結論

綜上所述，摻加礦物摻合料能在一定程度上提高輕質高強混凝土的性能，單一摻加不如復合摻加效果好。要想配制出強度高且流動性好的輕質高強混凝土，最好的復合摻加方法為礦渣與粉煤灰復合摻入，此外，將粉煤灰、微硅粉以及礦渣三者進行復合摻入效果也比較好。

作者:李國玉 單位:湖北長峰建筑材料有限公司