第5期 伏程红等：矿渣一粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料 ·607· 的需求问题.通过优化物料的粉磨方式、石膏的掺 w(Mn0)+w（Ti02))=1.91.矿渣的质量系数越 入量以及使用添加剂等措施，可以制备出低熟料 大，活性系数越高0-.用于生产高性能混凝土的 用量，高掺量矿渣、粉煤灰的胶凝材料，这种胶凝 矿物掺合料的矿渣质量系数K应该大于1.2回，本 材料可以直接用来配制高性能混凝土. 试验所用矿渣符合制备高性能混凝土胶凝材料要 本文仅报道制备矿渣、粉煤灰基高性能混凝土 求.粉煤灰由广西柳州发电有限公司提供，密度为 专用胶凝材料的部分探索性试验结果.后续关于利 2.24g·cm-3,活性系数A扬=(w(A山203）+ 用此胶凝材料配制高性能混凝土的力学性能、耐久 w(Ca0))/e(Si02)=0.82,烧失量为9.66%，品质 性和工程试验的结果将陆续详细报道. 为Ⅱ级.制备高性能混凝土胶凝材料一般要求粉煤 灰活性系数大于0.8回，试验所用粉煤灰符合要 1原材料及试验方法 求.水泥熟料由冀东水泥厂提供：石膏为柳州钢花 1.1试验原材料 水泥厂提供的二水石音，S03的质量分数为 矿渣为柳州钢铁公司提供的水淬高炉渣，密度 36.21%;外加剂为萘系高效浓缩减水剂，主要具有 为2.92gcm-3,碱度系数为0.937，质量系数Kr= 引气、超塑化、高效减水和增强等作用.主要原材料 (w(Ca0)+0(Mg0)+e(A203))/(w(Si02)+ 化学成分列于表1. 表1原材料化学组成（质量分数） Table 1 Chemical composition of the raw materials % 材料 Si0z Ca0 A203 fe203 Mgo S03 K,0 TiOz MnO 烧失量 矿渣 31.35 35.50 16.69 0.76 9.52 0.40 粉煤灰 40.82 5.97 27.87 7.36 1.41 1.47 1.27 9.66 熟料 22.50 66.30 4.86 3.43 0.83 0.31 0.81 0.96 石膏 2.84 29.88 1.76 1.70 3.90 36.21 0.15 图1为磨细矿渣、粉煤灰的X射线衍射(XRD) 中可以看出，粉煤灰也含有大量玻璃体，主要结晶相 图谱.从图1(a)中可以看出，除在水淬时形成的大 为莫来石和石英 量玻璃体外，主要结晶相为钙铝黄长石.从图1(b) (a) 2000 600 ·钙铝黄长石 ·石英 500 莫来石 1500 400 1000 100 405060 0 20 40 50 60 70 20 20 图1磨细矿渣(a)和粉煤灰(b)的XRD谱图 Fig.1 XRD patter of the milled slag (a)and fly ash (b) 1.2试验方法 不小于90%的环境下养护，24h后脱模在水中养护 复合胶凝材料的比表面积测定按GB8074一87 至强度试验龄期.分别测试3、7和28d龄期的抗压 《水泥比表面积测定方法》标准进行.胶砂流动度测 强度和抗折强度，取三块强度相同的试样的平均值 定按GB/T2419一2005《水泥胶砂流动度测定方法》 记录结果 标准进行.胶砂强度试验按GB17671一1999《水泥 X射线衍射分析采用Rigaku D/Max-RC衍射 胶砂强度检验方法》进行.测定了不同水胶比下的 仪，试验条件：40kV,100mA,Cu靶，扫描范围10°~ 胶砂强度，胶砂比为1：3.成型尺寸为40mm× 70°，扫描电子显微镜为英国剑桥公司生产的8250 40mm×160mm的试件，在温度20±1℃、相对湿度 型扫描电镜，加速电压为20kV第 5 期 伏程红等: 矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料 的需求问题． 通过优化物料的粉磨方式、石膏的掺 入量以及使用添加剂等措施，可以制备出低熟料 用量，高掺量矿渣、粉煤灰的胶凝材料，这种胶凝 材料可以直接用来配制高性能混凝土． 本文仅报道制备矿渣、粉煤灰基高性能混凝土 专用胶凝材料的部分探索性试验结果． 后续关于利 用此胶凝材料配制高性能混凝土的力学性能、耐久 性和工程试验的结果将陆续详细报道． 1 原材料及试验方法 1. 1 试验原材料 矿渣为柳州钢铁公司提供的水淬高炉渣，密度 为 2. 92 g·cm － 3 ，碱度系数为 0. 937，质量系数 K矿 = ( w( CaO) + w ( MgO) + w ( Al2O3 ) ) /( w ( SiO2 ) + w( MnO) + w( TiO2 ) ) = 1. 91． 矿渣的质量系数越 大，活性系数越高［10--11］． 用于生产高性能混凝土的 矿物掺合料的矿渣质量系数 K 应该大于 1. 2 ［12］，本 试验所用矿渣符合制备高性能混凝土胶凝材料要 求． 粉煤灰由广西柳州发电有限公司提供，密度为 2. 24 g · cm － 3 ，活 性 系 数 A粉 = ( w( Al2O3 ) + w( CaO) ) /w( SiO2 ) = 0. 82，烧失量为 9. 66% ，品质 为Ⅱ级． 制备高性能混凝土胶凝材料一般要求粉煤 灰活性系数大于 0. 8 ［12］，试验所用粉煤灰符合要 求． 水泥熟料由冀东水泥厂提供; 石膏为柳州钢花 水泥厂提供的二水石膏，SO3 的 质 量 分 数 为 36. 21% ; 外加剂为萘系高效浓缩减水剂，主要具有 引气、超塑化、高效减水和增强等作用． 主要原材料 化学成分列于表 1． 表 1 原材料化学组成( 质量分数) Table 1 Chemical composition of the raw materials % 材料 SiO2 CaO Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 K2O TiO2 MnO 烧失量 矿渣 31. 35 35. 50 16. 69 0. 76 9. 52 — — — 0. 40 — 粉煤灰 40. 82 5. 97 27. 87 7. 36 1. 41 — 1. 47 1. 27 — 9. 66 熟料 22. 50 66. 30 4. 86 3. 43 0. 83 0. 31 — 0. 81 — 0. 96 石膏 2. 84 29. 88 1. 76 1. 70 3. 90 36. 21 — 0. 15 — — 图 1 为磨细矿渣、粉煤灰的 X 射线衍射( XRD) 图谱． 从图 1( a) 中可以看出，除在水淬时形成的大 量玻璃体外，主要结晶相为钙铝黄长石． 从图 1( b) 中可以看出，粉煤灰也含有大量玻璃体，主要结晶相 为莫来石和石英． 图 1 磨细矿渣( a) 和粉煤灰( b) 的 XRD 谱图 Fig． 1 XRD pattern of the milled slag ( a) and fly ash ( b) 1. 2 试验方法 复合胶凝材料的比表面积测定按 GB8074—87 《水泥比表面积测定方法》标准进行． 胶砂流动度测 定按 GB /T2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》 标准进行． 胶砂强度试验按 GB17671—1999《水泥 胶砂强度检验方法》进行． 测定了不同水胶比下的 胶砂强 度，胶 砂 比 为 1 ∶ 3． 成 型 尺 寸 为40 mm × 40 mm × 160 mm 的试件，在温度 20 ± 1 ℃、相对湿度 不小于 90% 的环境下养护，24 h 后脱模在水中养护 至强度试验龄期． 分别测试 3、7 和 28 d 龄期的抗压 强度和抗折强度，取三块强度相同的试样的平均值 记录结果． X 射线衍射分析采用 Rigaku D/Max--RC 衍射 仪，试验条件: 40 kV，100 mA，Cu 靶，扫描范围10° ～ 70°，扫描电子显微镜为英国剑桥公司生产的 8250 型扫描电镜，加速电压为 20 kV． ·607·