1大掺量粉煤灰和矿粉对混凝土强度的影响
粉煤灰不仅具有改善混凝土流动性、减少经时损失的作用，还可以提高混凝土的密实性和抗渗性。此外粉煤灰的大量掺入可以降低水泥用量，减小水化热，防止混凝土结构开裂［2］，降低混凝土成本，提高混凝土材料的绿色度。矿粉具有活性高、颗粒形态比水泥小的特点，在混凝土胶凝材料体系中起到复合胶凝效应和微集料效应［3］。试验表明粉煤灰和矿粉的掺入改善了混凝土工作性能。在相同胶凝材料用量下，若使混凝土达到相同流动度，不掺矿物掺合料的组别所需用水量要高于掺矿物掺合料的组别，掺矿物掺合料的混凝土流动性，粘聚性，保水性得到改善。根据表6绘制粉煤灰和矿粉系列混凝土强度图，见图1。由表6和图1可知:1)当粉煤灰掺量为50%时56d混凝土强度难以达到基准水平，强度损伤较大。表明Ⅱ级粉煤灰掺量在50%时不能等量取代水泥。此时可采取超量取代或掺加其他矿物掺合料的方法来改善强度。2)当矿粉掺量为50%时其7d强度增长较慢，但28d的混凝土强度已接近于基准混凝土强度，56d强度甚至大于基准混凝土强度。表明S95矿粉掺量在50%时，可以等量取代水泥，其后期强度甚至高于基准混凝土强度。
2粉煤灰、矿粉和其他矿物掺合料复掺对混凝土强度的影响
为了弥补早期强度造成的损失，在掺合料中掺加了10%的超细矿粉或者CSA，粉煤灰和矿粉占40%。超细矿粉的高细度、高活性使其在混凝土中具有较好的填充和火山灰的作用，并使混凝土界面区的晶体数量以及孔隙率减少，二次水化作用能够使水泥石更加地致密［4］。绘制各配合比混凝土强度图，如图2所示。由表6和图2可知:1)当粉煤灰掺量为40%时，分别掺P1000超细矿粉、P800超细矿粉、CSA的混凝土强度都达不到基准混凝土强度，但是掺入P1000超细矿粉的混凝土56d强度与基准混凝土强度相差不大。可见当Ⅱ级粉煤灰掺量为40%时混凝土强度损失较大，但掺入10%的P1000超细矿粉能较好的弥补强度损失。2)当矿粉掺量为40%时，除了CSA外的其他矿物掺合料均可以较好的弥补早期强度损失。掺加P1000超细矿粉系列28d的强度，已经超过了基准混凝土的强度。这主要由于超细矿粉微粒的粒径远远小于粉煤灰颗粒的粒径，具有极高的比表面积和表面能，当在混凝土拌合物中掺入超细矿粉时，超细矿粉的密实填充效应细化了浆体中的毛细孔径，延长了毛细孔通道，并且在碱激发条件下超细矿粉自身的活性较高，使得混凝土的孔隙率进一步降低，结构体更加密实，抗压强度也相应提高。
3不同矿物掺合料对混凝土强度增长速度的影响
为了研究不同矿物掺合料对于混凝土强度增长速度的影响，把同种胶凝材料体系下，不同胶凝材料用量的同龄期混凝土强度进行平均，研究其早期发展规律，见图3。由表6和图3可知:1)掺加矿物掺合料的混凝土7d内强度增长速率均小于基准混凝土，粉煤灰和矿粉系列的混凝土3d强度增长速率相差并不是不大，但矿粉系列的混凝土强度在7d后增长速率明显高于粉煤灰系列。2)基准混凝土强度在28d～56d内的增幅仅为2．9%，纯粉煤灰混凝土增幅达15．1%，纯矿粉混凝土增幅达14．4%，粉煤灰和P1000超细矿粉复掺后期强度增幅达9．4%，矿粉和其他矿物掺合料复掺后期强度增幅均在10%左右。由此表明，矿物掺合料在前期不能较好的发挥其活性，但能较好的改善混凝土后期强度。
4结语
1)当Ⅱ级粉煤灰掺量为50%时，混凝土强度损伤较大，不能等量取代水泥。掺入10%的P1000超细矿粉能较好的弥补强度损失。2)当矿粉的掺量为50%时，其后期的混凝土强度能达到基准混凝土水平，所以配制矿粉系列混凝土时，矿粉掺量可以超过50%。3)大掺量矿物掺合料早期活性发挥比较慢，但是后期活性发挥较快，能较好地改善混凝土的后期强度，其增长幅度要大于基准混凝土。
作者：曹润武 于琦 单位：青岛青建新型材料有限公司
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