水泥掺量对碱激发水泥—矿渣复合粉料强度的影响

混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用一、矿渣粉的概述矿渣粉是指在冶金过程中产生的一种固体废弃物，其主要成分是硅酸盐、氧化物和铝酸盐等。

矿渣粉具有较高的活性和水化反应能力，可以与水反应生成水化硅酸钙凝胶，从而增强混凝土的强度和耐久性。

目前，矿渣粉已经被广泛地应用于混凝土中，成为一种重要的掺合料。

二、矿渣粉的掺量对混凝土力学性能的影响1. 抗压强度：矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗压强度。

研究表明，当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的抗压强度可以提高20%左右。

这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙，增加混凝土的致密性和坚固性。

2. 抗拉强度：矿渣粉的掺入也可以提高混凝土的抗拉强度。

这是因为矿渣粉可以改善混凝土的微观结构，使得混凝土中的颗粒分布更为均匀，从而提高混凝土的整体强度。

3. 抗冻性能：矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗冻性能。

研究表明，当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的抗冻性能可以提高30%左右。

这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙，减少混凝土中的水分，从而减少混凝土在低温环境下的冻融损伤。

4. 耐久性：矿渣粉的掺入可以提高混凝土的耐久性。

研究表明，当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的耐久性可以提高50%左右。

这是因为矿渣粉可以减少混凝土中的氧化物含量，从而减少混凝土的腐蚀和老化。

三、矿渣粉的应用矿渣粉可以作为一种掺合料，与水泥、砂子等原材料混合使用，制成混凝土。

在具体的应用中，矿渣粉的掺量一般为10%~30%左右。

除此之外，矿渣粉还可以用于制作高强度混凝土、自流平混凝土、泵送混凝土等特殊混凝土。

四、矿渣粉的使用注意事项1. 矿渣粉的掺入应该根据具体的工程要求和混凝土的配合比进行确定。

一般来说，矿渣粉的掺量不应超过30%。

2. 矿渣粉应该与其他原材料充分混合，避免出现团聚和分层现象。

3. 在施工过程中，应该注意控制混凝土的水灰比，以充分发挥矿渣粉的效果。

4. 矿渣粉的质量应该符合国家相关标准，避免使用劣质矿渣粉对混凝土的性能产生影响。

矿粉不同掺量对混凝土力学性能的影响一、实验意义和目的矿粉，是用水淬高炉矿渣，经干燥，粉磨等工艺处理后得到的高细度，高活性粉料，是优质的混凝土掺合料和水泥混合材，是当今世界公认的配制高性能混凝土的重要材料。

通过使用粒化高炉矿渣粉，可有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本。

同时对抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果。

本试验目的在于研究不同矿粉掺量对混凝土的工作性能和力学性能。

2、实验原理以矿粉取代水泥，可以节约水泥用量，降低水泥和混凝土工程成本。

它具有火山灰作用，增加混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度。

显著降低混凝土水化热，改善混凝土的和易性，减少离析和泌水，减小大体积混凝土温差变化及内应力，抑制温差而产生的裂缝。

能够抑制碱骨料反应，显著地提高了混凝土抗碱骨料反应的能力。

能以微集料的形式存在于混凝土中，改善混凝土中的孔结构，使孔径得以细化和均化，提高混凝土的抗渗性、抗冻融性和耐久性。

可以显著减少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土的和易性。

适合于制作环境相容型水泥基材料和高性能混凝土的掺合料。

三、试验内容：不同掺量矿粉取代水泥，研究其对混凝土工作性能、力学性能的影响。

单掺矿粉占胶凝材料的15%、25%、35%、45%，制备不同强度等级的混凝土试块（100mm×100mm×100mm），测定不同龄期的抗压强度（3d，7d）。

1）采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，不同的胶凝材料体系，通过改变水胶比，分别制备不同强度等级的混凝土。

2）研究不同胶凝材料体系，不同强度等级的混凝土的工作性能，力学性能。

3）单掺矿粉混凝土配合比的确定：石子编号掺合料胶凝材料水泥掺合料掺量砂总量小石子大石子体系/kg/m3 /kg/m3 % /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3361 15 64 959.4 959.4 767.5 191.9 SC15S 425SC25 319 25 106 958.7 958.7 767 191.7胶凝材料的用量分别为325kg/m3、375kg/m3、425 kg/m3、475 kg/m3，砂率统一采用50%，通过控制维勃稠度在10-20s来调整用水量。

浅谈碱激发水泥、混凝土的力学性能混凝土力学性能是钢筋混凝土结构设计和施工的基础，是保证结构安全的最基本性能。

混凝土是一种非均质材料，其力学性能会受到多种因素的影响，如水胶比、骨料性能、龄期、试件尺寸、加载速度、混凝土浇筑方法和加载方式以及试验方法等。

对于硅酸盐水泥混凝土而言，国内外做了大量较为详尽的研究工作，并制定了一系列的设计规范或标准，以指导工程实际；而对碱激发矿渣混凝土来说，我国目前还没有统一的规范或标准，大多的研究与测试都是参照硅酸盐水泥混凝土进行，对于混凝土基本力学性能之间关系的确定也很少，这也制约了碱矿渣混凝土材料的发展与应用。

本章重点讨论碱激发矿渣水泥混凝土的力学性能，包括其强度、弹性模量、受力应力-应变、泊松比及其之间的关系。

一、抗压强度和抗折强度强度是碱激发混凝土最基本的静态力学性能之一。

相对于普通混凝土，碱激发矿渣混凝土的水化反应是在碱性环境中进行，速度较快，形成的界面过渡区密集且均匀。

因此，其凝结硬化快，早期强度高。

影响碱激发混凝土强度的因素有很多，包括碱激发剂的种类和用量、胶凝材料的种类和细度、原材料相对比例、养护方法及龄期等。

（一）激发剂对强度的影响碱激发剂的种类和用量对碱矿渣混凝土的抗压强度均有影响。

常用的碱激发剂主要有NaOH、Na2CO3、Na2SO4、固体或液体水玻璃以及它们的混合物，其中以水玻璃激发矿渣体系的强度最高。

Collins等和Bakharev的研究结果表明，水玻璃溶液激发水泥比固体硅酸钠具有更高的强度。

另外，激发剂（以Na2O%计）的掺量对碱矿渣水泥砂浆、混凝土强度也有重要的影响，当采用水玻璃（M s=1.0）为激发剂时，激发剂的掺量存在一个最佳值，结果如表1所示。

碱含量在4%到12%时，随着碱含量的增加，砂浆的抗折强度和抗压强度先增大后减少，最佳的碱含量为8%。

表1 激发剂掺量对碱矿渣水泥砂浆强度的影响然而，由于原材料的来源不同，制备工艺、养护制度以及水玻璃的模数等不同，都会影响到最佳碱含量。

混凝土强度与矿渣掺量的关系混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其强度是衡量混凝土质量的重要指标之一。

矿渣是一种工业废弃物，其掺入混凝土中能够有效地提高混凝土的强度和耐久性。

因此，研究混凝土强度与矿渣掺量的关系具有重要意义。

1. 矿渣的种类和性质矿渣是在钢铁冶炼过程中产生的一种工业废弃物，主要包括高炉矿渣、转炉矿渣、钢渣等。

不同种类的矿渣其性质也不同，对混凝土强度的影响也不同。

一般而言，矿渣中的SiO2、Al2O3、CaO等物质能够与水泥中的硅酸盐反应生成新的水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久性。

2. 矿渣的掺入方式和掺入量矿渣的掺入方式一般有两种，一种是直接掺入混凝土中，另一种是先制成粉状或颗粒状的矿渣，再将其掺入混凝土中。

掺入量的大小也是影响混凝土强度的重要因素之一。

一般而言，矿渣的掺入量在10%~50%之间，掺入量越大，混凝土的强度提高也越显著，但同时也会影响混凝土的工作性能。

3. 混凝土强度与矿渣掺量的关系研究表明，矿渣掺量对混凝土强度的影响是非常显著的。

在一定范围内，随着矿渣掺量的增加，混凝土的抗压强度和抗拉强度都会逐渐提高。

这是因为矿渣中的活性物质能够与水泥中的硅酸盐反应生成新的水化产物，从而填充混凝土中的微孔和毛细孔，提高混凝土的密实度和强度。

同时，矿渣中的玻璃体和微晶体等物质也能够填充混凝土中的空隙，增加混凝土的致密性和强度。

但是，矿渣掺量过高也会对混凝土的强度产生负面影响。

当矿渣掺量超过一定范围时，混凝土的工作性能会受到影响，如流动性和坍落度等。

此外，矿渣中的某些成分也会对混凝土的强度产生不利影响，如MgO和FeO等物质会降低混凝土的强度和耐久性。

4. 矿渣掺量对不同强度等级混凝土的影响研究表明，矿渣掺量对不同强度等级混凝土的影响也存在差异。

对于低强度等级的混凝土，矿渣掺量的增加会使混凝土的强度提高更为显著。

而对于高强度等级的混凝土，矿渣掺量的增加对其强度提高的作用相对较小。

因此，在混凝土强度达到一定等级后，矿渣掺量的增加对其强度提高的效果会逐渐变弱。

经过上几批的预实验，初步确定采用复合型碱激发水泥，即以Na2SO4和NaoH为碱激发剂，以矿渣为激发材料的碱激发水泥。

详见《201453-郑文元-第11周-工作报告》。

本周针对复合型碱激发水泥的数据进行了一次试验验证，配合比见表U注：JZ组水泥为42.5普通硅酸盐水泥JZ2组表示在JZ组中掺入2%NaoHA组水泥为中性钠盐碱激发水泥B组水泥为复合型碱激发水泥B0.5组表示该组NaOH含量占水泥总量的0.5%,B1组表示该组NaOH含量占水泥总量的1%,以此类推。

1、搅拌制度搅拌制度基本上参照《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671-1999）,根据碱激发水泥的特点稍微进行了修改。

具体搅拌步骤如下所示：1）将胶凝材料的干料（水泥和矿渣或石灰和矿渣）低速搅拌180s；2）加入水低速搅拌30s；3）第二个低速30s开始时加入砂，然后高速搅拌30s；4）停90s,在第一个15s内将叶片和壁上的胶砂刮入锅中；5）高速搅拌60s。

另外,在第六批预实验中有一组配合比采用吴教授建议的搅拌程序，即干料先全部混合,然后再加入水。

结果发现,拌合物的流动度与上面方法制作出拌合物的流动度没有太大差别。

强度结果需要等到下周才能测到。

2、实验结果及分析实验结果表明，同水灰比的情况下，A组和B组的流动度大致都在22Omm左右，而普通水泥的流动度大概在18Omm左右，可以看出，中性钠盐碱激发水泥和复合型碱激发水泥的需水量比普通硅酸盐水泥低。

第五批预实验抗压强度实验结果见表2及图1。

第四批预实验抗压强度实验结果见图2。

图1第五批预实验抗压强度随NaOH掺量变化曲线0.5 1.0 1.5 2.0 2.5NaOH(%)图2第四批预实验抗压强度随NaOH掺量变化曲线从本次实验结果来看，当NaOH掺量小于2%时，复合型碱激发水泥砂浆的强度随着NaOH 掺量增加而增大。

当NaOH掺量大于2%时，复合型碱激发水泥砂浆的强度随着NaOH掺量增加而减少。

混凝土强度与矿渣掺量的关系一、引言混凝土是建筑工程中重要的材料之一，其强度与矿渣掺量之间的关系备受关注。

本文将从混凝土的组成、矿渣的性质和掺量、强度测试方法等方面探讨混凝土强度与矿渣掺量的关系。

二、混凝土的组成混凝土主要由水泥、砂、石头、水等原材料组成。

其中，水泥是混凝土的基础材料，它的主要成分是氧化钙、硅酸盐和铝酸盐。

砂和石头则是混凝土的骨架材料，它们的主要成分是硅酸盐和碳酸盐。

水则是混凝土的调节剂，它的作用是使混凝土变得流动。

三、矿渣的性质和掺量矿渣是指工业炉内矿物质熔化后冷却结晶的产物，它是一种具有多种化学成分的材料。

矿渣的主要成分是氧化钙、硅酸盐和铝酸盐等。

矿渣的掺量对混凝土的强度有着重要的影响。

一般来说，矿渣的掺量越高，混凝土的强度也越高。

四、矿渣对混凝土强度的影响机理矿渣掺量对混凝土的强度影响的机理比较复杂。

矿渣中的氧化钙、硅酸盐和铝酸盐等成分会与水泥中的成分反应，形成新的水化产物。

这些水化产物填充了混凝土中的孔隙，从而提高了混凝土的密实度和强度。

此外，矿渣中的一些成分还可以与水泥中的成分反应，形成能够抵御硫酸盐侵蚀的化合物，从而提高混凝土的耐久性和抗侵蚀性。

五、混凝土强度测试方法混凝土的强度测试方法主要有压缩强度试验、抗拉强度试验和弯曲强度试验等。

其中，压缩强度试验是最常用的测试方法，它可以反映混凝土的整体强度。

抗拉强度试验和弯曲强度试验则可以反映混凝土的局部强度。

六、矿渣掺量对混凝土强度的影响实验为了探究矿渣掺量对混凝土强度的影响，进行了一系列实验。

实验中，选取不同掺量的矿渣，掺入到混凝土中，然后进行压缩强度试验，记录混凝土的强度数据。

实验结果表明，随着矿渣掺量的增加，混凝土的强度也逐渐提高。

但是，当矿渣掺量达到一定程度后，混凝土的强度就不再明显提高，甚至会出现下降的趋势。

这是因为过高的矿渣掺量会导致混凝土中产生大量的孔隙，从而降低混凝土的密实度和强度。

七、结论本文从混凝土的组成、矿渣的性质和掺量、强度测试方法等方面探讨了混凝土强度与矿渣掺量的关系。

不同掺量的矿渣粉对混凝土和易性及强度的影响1前言矿渣粉是粒化高炉矿渣粉的简称，是炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后所得的工业固体废渣。

我国是钢铁生产大国，通常情况下，每生产1t生铁将产生约300kg粒化高炉矿渣。

大量实验研究及生产实践表明，矿渣粉是一种混凝土掺合料。

在当前商品混凝土行业中，矿渣粉和粉煤灰作为用量最大的两大矿物掺合料，被广泛应用在各等级和各工程的主体结构混凝土中。

粒化高炉矿渣主要成分为玻璃体和硅酸二钙，其组成与水泥接近。

同时，矿渣粉具备需水量比水泥低，密度比水泥小，滚珠效应和火山灰效应优良等特点。

用于混凝土中不仅可以有效减少工业废渣，而且可以有效改善混凝土工作性能，适当比例的掺入还可以起到提高混凝土早期强度的效果。

由于矿渣粉是由矿渣废料经粉磨生产出来的，随着比表面积增加，粉磨难度和能源消耗上升明显。

故而找到矿渣粉细度对混凝土和易性及强度的影响不仅有利于对矿渣粉合理的利用，更加有助于节约成本，降低生产能耗。

本文将根据自身材料特点设计参数区间，通过试验结果分析不同细度和掺入量对混凝土的和易性，早期强度等影响。

2试验原材料2.1水泥本次试验所选用的水泥为市面上使用量较大、性能相对稳定、价格相对低廉且供应比较充裕的P.Ⅱ42.5R级水泥，水泥比表面积为350m2/kg、密度为3.12g/cm3；初凝时间实测134min、终凝时间实测为169min；标准稠度用水量为26.4%；3d抗压强度为31.4MPa、抗折强度为6.7MPa；28d抗压强度为53.3MPa、抗折强度为9.0MPa；三氧化硫含量为2.58%、氧化镁含量为1.36%。

水泥各项指标均符合规范要求。

2.2粉煤灰本次试验所选用的粉煤灰为二级粉煤灰。

细度（0.045mm筛余）为18.5%、需水量比为104%；烧失量为3.24%，三氧化硫含量为0.91%、游离氧化钙含量为0.30%；7d活性为64%、28d活性为76%。