粉煤灰矿粉

固体废弃物在预拌砂浆中应用阐述固体废弃物的高效利用是当前国内外受到高度重视的热点，固体废弃物中的粉煤灰、矿粉等应用于预拌混凝土技术已经相当成熟，也被广泛采用。

但是，预拌砂浆在我国尚处于起步阶段，而预拌砂浆的需求量则相当大，仅天津市一年预拌砂浆的需求量为1000万吨，因此，在预拌砂浆中开展固体废弃物的应用和研究，意义重大。

固体废弃物在预拌砂浆中的应用1、矿粉和粉煤灰矿粉和粉煤灰，作为具有活性的掺合料，在水泥混凝土和砂浆中主要用于替代水泥。

在预拌砂浆中，矿粉和粉煤灰具有改善砂浆工作性、延缓凝结时间、提高抗裂性、抗渗性和后期强度等优点。

根据砂浆的品种和强度等级不同，矿渣粉和粉煤灰的掺量可达20%～70%，配合砂浆保水增稠剂，配制的砂浆性能完全符合普通商品砂浆的技术要求。

但是，由于矿粉和I级粉煤灰应用技术比较成熟，已经在预拌混凝土中已经得到大量应用，市场上常常出现供不应求的现象，不宜作为预拌砂浆的主要原料。

在预拌砂浆中应重点应用II级及以下级别的粉煤灰和高钙灰。

预拌砂浆中的某些特种砂浆常用细填料主要为重钙粉，占10～40%。

重钙粉是由优质的石灰石经过粉磨而成，生产过程中需要耗费大量的电能，并带来粉尘污染。

随着石灰石资源的日益短缺和能源的紧张，重钙粉的制造成本不断增加。

粉煤灰作为预拌砂浆的细填料替代重钙粉，不仅可以消除粉煤灰堆积带来的环境污染，减少生产重钙粉的资源和能源消耗，而且粉煤灰具有火山灰活性，可以替代部分水泥，并能提高砂浆的抗开裂能力。

高钙灰应用于水泥混凝土和预拌砂浆，应符合相应规范要求。

高钙灰用于预拌砂浆，不仅改善砂浆工作性，而且可提高强度、降低收缩。

应按规定使用高钙灰，避免其安定性不良的风险。

2、钢渣钢渣是炼钢工业的废渣，其排放量为钢产量的15%左右。

我国钢年产量接近3 亿t，钢渣的年排放量达到5000 万t 以上。

钢渣主要来自金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢材性质而加入的造渣材料。

粉煤灰和矿粉对混凝土性能和强度的影响研究粉煤灰和矿粉是混凝土中主要的掺合料，拌和混凝土时掺加一定量的活性矿物掺合料可以改善混凝土性能。

将粉煤灰、矿粉在C35混凝土中单掺或双掺，并分别设置若干组不同掺量的粉煤灰、矿粉的混凝土试验。

通过观察混凝土和易性及不同龄期的混凝土强度变化，比较了粉煤灰、矿粉单掺时混凝土各项性能的差异。

通过复合掺入粉煤灰和矿粉，调节两者之间的掺加比例，充分发挥两者之间的综合功能。

标签：混凝土；粉煤灰；矿粉；和易性；强度0 引言随着混凝土技术的不断发展，矿物掺合料作为混凝土基本材料组分已经越来越普遍。

矿粉和粉煤灰均为火山灰质活性掺合料，且均为工业废渣收集加工而成，成本低于水泥。

它们中含有较多的活性SiO2、活性Al2O3，能与Ca（OH）2在常温下起化学反应生成稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。

这些成分有助于混合料的硬化，增加强度。

此外，粉煤灰和矿粉中存在大量球形玻璃状颗粒，这些颗粒是拌和物和易性得以改善的主要原因。

同时粉煤灰、矿粉的粒度比水泥颗粒的小，能够填充于水泥颗粒的空隙，构成最密堆积，有利于强度的发展[1]。

在混凝土中掺入一定量的活性矿物掺合料取代部分水泥，充分利用粉煤灰的“三大效应”和矿粉良好的填充效应及活性。

可起到节约成本、改善环境、改善混凝土工作性能、提高抗压强度和耐久性能。

1 原材料1.1 水泥采用临沂沂东中联水泥有限公司生产的P.O42.5级水泥，标准稠度用水量为28%，28d抗压强度为47.8MPa。

1.2 粉煤灰采用华能日照电厂的F类Ⅰ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余为8.5%，需水量比为95%，表观密度为2.15g/cm3。

1.3 矿粉采用日照普泰矿粉有限公司生产的S95级矿粉，比表面积为450m2/kg，28d 活性指数为98%。

1.4 砂和碎石采用沂河河砂，细度模数为2.4的Ⅱ区中砂，含泥量为1.9%，泥块含量为0.5%；采用5-31.5mm连续级配碎石，含泥量为0.5%，泥块含量为0.4%，压碎值指标5.4%，针片状颗粒含量为5.0%。

混凝土中粉煤灰和矿粉的作用
(1)混凝土拌和料和易性得到改善掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时损失。

(2)混凝土的温升降低掺加粉煤灰后可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少了水化放热量，因此施工时混凝土的温升降低，可明显减少温度裂缝，这对大体积混凝土工程特别有利。

(3)混凝土的耐久性提高由于二次水化作用，混凝土的密实度提高，界面结构得到改善，同时由于二次反应使得易受腐蚀的氢氧化钙数量降低，因此掺加粉煤灰后可提高混凝土的抗渗性和抗硫酸盐腐蚀性和抗镁盐腐蚀性等.同时由于粉煤灰比表面积巨大，吸附能力强，因而粉煤灰颗粒可以吸咐水泥中的碱，并与碱发生反应而消耗其数量。

游离碱数量的减少可以抑制或减少碱集料反应。

通常3既的粉煤灰掺量即可避免碱集料反应。

(4)变形减小粉煤灰混凝土的徐变低于普通混凝土。

粉煤灰的减水效应使得粉煤灰混凝土的干缩及早期塑性千裂与普通混凝土基本一致或略低，但劣质粉煤灰会增加混凝土的干缩。

(5)耐磨性提高粉煤灰的强度和硬度较高，因而粉煤灰混
凝土的耐磨性优于普通混凝土。

但混凝土养护不良会导致耐磨性降低。

(6)成本降低掺加粉煤灰在等强度等级的条件下，可以减少水泥用量约10%～15%，因而可降低混凝土的成本。

作用同样适用于矿粉。

矿粉矿渣是冶炼生铁的副产品，其主要成分为Cao、、和Mgo以及少量的Feo和硫化物。

应用于水泥混凝土领域的矿渣通常是经高温下水淬或空气急冷工艺而得，急冷后的矿渣呈0.5—5mm的颗粒形状，也称粒化高炉矿渣，内部富含玻璃体，还含有钙铝镁黄长石和少量的硅酸一钙和硅酸二钙，因此具有微弱的自水硬性。

但是当其粒径大于45pm时，矿渣颗粒很难参与到水化反应。

矿粉就是粒化高炉矿渣经过粉磨后的粉体材料，由于其本身兼具有胶凝性和火山灰活性，既可以作为水泥掺合材，也可以经过加工后作为混合材直接掺入混凝土中。

矿粉对于各种收缩的影响仍然存在着较大的争议，已有的研究结果都是基于有限材料在实验室得出的结论，没有深入揭示矿粉对于各种收缩的影响机理。

粉煤灰粉煤灰主要的化学成分是和及，其质量随煤种、煤粉细度、炉膛温度、收尘选粉效率而波动。

大量研究表明，影响粉煤灰质量的主要因素是其化学成分、矿物组成、细度和颗粒级配等，这些因素决定了粉煤灰的物理、力学性能，如密度、比表面积、需水量、28天抗压强度比等。

煤粉经燃烧、冷却的过程中会形成一些晶体，如a一石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿、生石灰、硫酸钙、氧化镁等，其中大部分是惰性的，粉煤灰的活性主要来源于急冷形成的大量非晶态玻璃相。

粉煤灰的颗粒特征赋予了粉煤灰许多优良的效应。

当细小的煤粉掠过炉膛高温区时，会立即燃烧，到炉膛外面受到骤冷将把熔融时因表面张力作用形成的园珠形态保持下来，粉煤灰的这种球形颗粒具有滚珠轴承的效果，赋予粉煤灰以独有的形态减水效应。

粉煤灰颗粒主要有两种，一种是玻璃微珠，一种是碳粒，优质粉煤灰中玻璃微珠是主要的，这种微珠的强度很高，薄壁空心微珠(漂珠)已可承受700MPa的静水压力，实心微珠和高铁微珠的强度更高，因此，粉煤灰颗粒是一种很好的微集料，填充于水泥基体中可提高基体的强度和耐久性，但微集料效应的发挥取决于粉煤灰火山灰活性的发挥程度。

粉煤灰玻璃微珠的结构为:最外层为一玻璃体组成的壳，壳体表面或次表面有一些盐的沉积，接近表面处交错排列着晶相，主要是莫来石，内部则为含有一些小气泡的玻璃质基体，表面玻璃体富钙，内部玻璃体富硅，富钙玻璃体活性高，与水容易质子化，富硅玻璃体不大会参与火山灰反应，主要起微集料作用。

不同标号混凝土水泥、粉煤灰、矿粉、砂、石用量不同标号混凝土的水泥、粉煤灰、矿粉、砂、石用量会根据混凝土的强度等级和工程要求而有所不同。

一般情况下，混凝土的配合比可以参考以下比例：
- 水泥：根据混凝土的设计强度等级确定，一般情况下，每立方米混凝土需要200~450千克水泥。

- 粉煤灰：在一些强度等级要求不高的混凝土中，可以适量添加粉煤灰以减少水泥用量。

一般情况下，粉煤灰的使用量为水泥用量的15~30%。

- 矿粉：矿粉是一种细颗粒物料，可以替代部分水泥用量，提高混凝土的工作性能和抗裂性能。

根据具体工程要求，矿粉的使用量一般为水泥用量的5~20%。

- 砂：砂是混凝土中的骨料之一，用于填充水泥和矿粉之间的空隙。

根据混凝土的配合比，砂的使用量一般为水泥用量的2~2.5倍。

- 石：石是混凝土中的骨料之一，用于提供混凝土的强度和承载力。

根据混凝土的配合比，砂的使用量一般为水泥用量的3~4倍。

需要注意的是，以上用量只是一个大致的范围，实际应根据具体的工程要求和实验试验结果进行调整，以达到设计要求。

另外，还要根据原材料的质量及供应情
况进行适当调整。

水泥粉煤灰矿粉试验方法:水泥试验项目:细度,凝结时间,安定性,强度.细度(<10％)称取25g水泥置于80微米的负压筛上筛3min.计算公式:F=(筛余质量/25)╳100％。

负压在4000-6000Pa稠度用水量比(调整用水量法)/安定性试验净浆拌制:标准配比(水泥500g:水142.5g)调整用水量直到流动度在130-140cm的用水量.安定性:做2个雷氏夹试件先放入标养箱养护24h,取掉玻璃板量两个针脚开口尺寸,再放入沸煮箱中煮3h(其中加沸30min不算入其中),放掉箱中水取出再量针脚开口尺寸.计算公式:[1号试件(煮前尺寸/煮后尺寸)+2号试件(煮前尺寸/煮后尺寸)]/2<5mm即合格.凝结时间:用维卡仪测试针进入净浆中的深度计算.强度:抗折/抗压强度(3天和28天的对比试件和试验试件各做一组)粉煤灰试验项目:细度,烧失量,需水量比,活性指数.细度(<12％):称取10g粉煤灰置于45微米的负压筛上筛3min.公式:F=(筛余质量/10)╳100％需水量比:对比胶砂配比(水泥250砂750水125)试验胶砂(水泥175粉煤灰75砂750水用量:流动度到130-140mm时的用水量)计算公式:X=(流动度在130-140mm用水/125) ╳100％活性指数配比:(对比胶砂水泥450砂1350水225)(试验胶砂水泥315粉煤灰135砂1350水225做28d的对比试件和试验试件各一组,测其28天的抗压强度)公式:试验28d/对比28d 烧失量:称取1g试样放入900±50℃的马弗炉中灼烧15分钟.公式:[(烧前试样重量-烧后的质量)/烧前质量]不大于3.0％.矿粉试验项目:比表面积,烧失量,流动度比,活性指数.活性指数:(测其7d28d抗压强度)试验样/对比样.试验样:水泥225矿粉225砂1350水225对比样:水泥450灰1350水225.试验样品,由对比水泥和矿粉按质量比1:1组成.7天活性指数=试验7d抗压/对比7d抗压;28天活性指数=试样28天抗压/对比样28天抗压流动度比:亦按上面的配比,测出的试验样流动度/测出的对比样流动度即为流动度比. 烧失量:按粉煤灰烧失量方法试验.。

一、辅助性胶凝材料现代混凝土的组分中通常都掺有辅助性胶凝材料（SCM）。

这些材料通常都是其它工业生产过程中产生的副产品或者天然材料。

其中，有一部分材料需要进行深加工处理才能适合用于混凝土。

这些材料中有些本身就具有胶凝特性；另外，还有部分材料本身不具有胶凝特性，我们称之为火山灰材料。

二、矿渣粉与粉煤灰的化学组分以及成分稳定性矿渣粉和粉煤灰是混凝土行业应用最广泛的两种辅助性胶凝材料。

现如今，大多数混凝土的生产过程中都掺加了其中一种或两种材料。

正因如此，它们的性能也被混凝土技术人员频繁进行相互比较，以此寻求最佳的混凝土配比。

虽然，这些材料在化学组分上存在相似性，但它们对混凝土性能的影响仍然存在较大差异。

这种差异主要是基于每种材料组分中氧化物的比例不同（表1）。

表1不同胶凝材料中的主要氧化物组成图1 不同胶凝材料中的氧化物三元相图如图1三元相图所示，矿渣粉的化学成分相比于粉煤灰更接近硅酸盐水泥。

这也是矿渣粉之所以能大掺量应用于混凝土中的原因之一。

矿渣粉和粉煤灰都可以部分取代硅酸盐水泥应用于混凝土中。

在普通混凝土中，矿渣粉的掺量可以高达50%（在一些特殊应用中，比如大体积混凝土，矿渣粉的掺量可以达到80%）。

而粉煤灰的掺量通常控制在20%~30%之间。

矿渣粉是炼铁过程中产生的一种副产品，整个工艺受到严格控制，所以即使原材料来源有所波动，其化学组分仍能保持相对稳定。

而粉煤灰是燃煤电厂煤粉燃烧后产生的副产品，原材料的差异则会直接导致粉煤灰化学成分的波动。

三、矿渣粉与粉煤灰对混凝土性能影响的异同与粉煤灰相比，矿渣粉的化学组分波动更小。

因此，掺矿渣粉混凝土的质量稳定性要比掺粉煤灰混凝土的质量稳定性更优。

1、两者对塑性混凝土性能的影响1）减水性：使用这两种材料均会减少混凝土达到指定流动性能所需的用水量。

矿渣粉之所以具有减水作用是因为它可以影响到浆体特性及其吸附性能。

（微神新材：矿渣粉的颗粒级配合理，掺量合适的情况具有一定的减水作用。

矿粉粉煤灰掺量影响系数表矿粉粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料，其掺量对混凝土性能有着显著的影响。

为了研究矿粉粉煤灰掺量对混凝土的影响，进行了一系列的试验，并总结出了矿粉粉煤灰掺量影响系数表。

本文将介绍这个影响系数表的内容，并分析其中的一些关键信息。

矿粉粉煤灰掺量影响系数表主要包含了矿粉粉煤灰掺量与混凝土性能之间的关系。

表中列出了不同矿粉粉煤灰掺量下混凝土的强度、抗渗性、耐久性等指标的变化情况。

我们来看矿粉粉煤灰掺量对混凝土强度的影响。

根据影响系数表可以看出，随着矿粉粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐提高。

这是因为矿粉粉煤灰中的细颗粒能填充混凝土中的孔隙，增加了混凝土的致密性，从而提高了混凝土的强度。

然而，当矿粉粉煤灰掺量超过一定范围后，混凝土强度的提高趋势会逐渐减缓，甚至出现下降。

这是因为过高的矿粉粉煤灰掺量会导致混凝土的骨料相对减少，影响了混凝土的力学性能。

除了强度，矿粉粉煤灰掺量还对混凝土的抗渗性能有一定影响。

影响系数表显示，随着矿粉粉煤灰掺量的增加，混凝土的渗透系数逐渐降低。

这是因为矿粉粉煤灰中的细颗粒能够填充混凝土中的微孔和毛细孔，减少了混凝土的渗透性。

然而，当矿粉粉煤灰掺量过高时，混凝土的抗渗性能会受到一定的影响。

这是因为过高的矿粉粉煤灰掺量会增加混凝土的孔隙率，降低混凝土的渗透抵抗能力。

矿粉粉煤灰掺量还会对混凝土的耐久性能产生一定影响。

影响系数表显示，适量的矿粉粉煤灰掺量能够提高混凝土的耐久性，如抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能等。

这是因为矿粉粉煤灰中的活性成分可以与混凝土中的游离钙离子反应，生成稳定的胶凝物质，提高混凝土的耐久性。

然而，当矿粉粉煤灰掺量过高时，混凝土的耐久性能可能会下降。

这是因为过高的矿粉粉煤灰掺量会增加混凝土中的孔隙率，降低混凝土的耐久性。

矿粉粉煤灰掺量影响系数表为我们提供了一个参考，帮助我们选择适当的矿粉粉煤灰掺量来改善混凝土性能。

在选用矿粉粉煤灰时，需要根据具体工程的要求和矿粉粉煤灰的性质来确定最佳掺量。

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究粉煤灰和矿粉是比较典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的胶凝材料。

利用粉煤灰、矿粉取代混凝土中的部分水泥和细集料，较好地改善混凝土的某些性能并节约水泥，一直是人们研究、关注的课题，而发挥粉煤灰、矿粉的活性或活性成分，却是充分利用粉煤灰和矿粉作用的关键。

目前，国内外关于粉煤灰和矿粉的活性激发方法主要有物理细磨、单掺化学激发剂、加钙处理等。

通过大量研究人们发现粉煤灰和矿粉的活性在碱性介质或酸性介质，特别是碱性介质中可以得到激发，同时也找到一些激发粉煤灰和矿粉活性的方法和途径，但存在难以快速、充分和经济地激发其活性的问题，表现在粉煤灰和矿粉成型制品早期强度比较低。

因此寻找激发粉煤灰和矿粉活性优化方法，成为现在矿物充分利用的重要课题。

文章在研制出一种矿粉- 粉煤灰水泥基材料的基础上，针对该种水泥基材料，采取对粉煤灰物理细磨和添加水玻璃化学激发剂结合的方法，进一步通过实验研究粉煤灰、矿粉替代水泥胶凝材料制作轻型节能混凝土砌块时，水玻璃掺量对粉煤灰、矿粉及水泥组成的胶凝体系力学性能的影响和粉煤灰、矿粉活性激发作用机理等问题。

1 原材料及试验方法1. 1 原材料水泥: 采用广西柳州鱼峰水泥有限公司生产的P. O42. 5级普通硅酸盐水泥。

粉煤灰( Ⅰ) : 柳州电厂II 级粉煤灰，密度为2. 24g /cm3，比表面积423m2 /kg。

矿粉: 柳州市鱼峰水泥有限公司生产的磨细矿粉，密度2. 64g /cm3，比表面积462m2 /kg。

砂子: 柳江河沙，中砂。

激发剂: 水玻璃。

减水剂: MN -Ⅱ型高效减水剂，柳州市威安混凝土助剂厂，减水率20%左右。

1. 2 试验方法试验的主要目的是确定粉煤灰- 矿粉矿物掺合料在完成物理细磨激活后，进一步选择激发剂水玻璃激活，制作轻型混凝土砌块的优化结果，最终找到一条有效激发粉煤灰和矿粉活性的方法。

因此按照《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55 - 2011) 并结合矿粉-粉煤灰水泥基材料研究成果，设计胶凝材料450g( 水泥、粉煤灰、矿粉掺量分别占胶凝材料总质量的70%、15%、15%) ，砂子1350g，胶砂比1: 1. 5; 减水剂取胶凝材料总质量的5%，水灰比为0. 4; 水玻璃用量分别按总胶凝材料质量的3%、4%、5%、6%、7%，配合比设计方案见表2。