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 ·609· 的发挥，同时避免分磨Ⅲ预先分磨粉煤灰时其细颗 :熟料=6：2：1的胶凝材料，添加不同的石膏掺量，按 粒表面电荷不平衡，细颗粒团聚影响强度从而造成 胶砂比1：3制备复合胶砂.表3中1号~4号试样 的成型时浆体和易性差、搅拌时气泡难以排出等缺 的结果表明，随着二水石膏掺量的增加，掺加量为 陷，而且采用的共同终粉磨使所得胶凝材料具有颗 8%的2号配方胶砂试块具有较高的抗折和抗压强 粒分布范围较宽和级配较好的特点，有利于减小浆 度，大于该掺量的复合胶凝材料的抗折强度和抗压 体内部的孔隙率，使粒级与活性双重协同优化效应 强度均降低.针对本试验中掺加矿渣、粉煤灰的高 得到充分发挥. 性能混凝土专用胶凝材料，随着水化程度的进行，二 2.2石膏掺量对复合胶凝材料体系强度的影响 水石膏在复合胶凝材料水化反应中提供足够多的硫 石膏掺量对胶凝材料体系有重要的影响，优化 酸盐，形成较多的钙矾石，从而促进了复合胶凝材料 石膏掺量是获得胶凝材料高性能的一项重要技术措 强度的提高：而过多的石膏掺量将导致部分石膏不 施.表3为石膏掺量对复合胶凝体系强度的影响. 参与反应，最终以二水石音的形式残留在胶凝体系 采用分磨Ⅳ磨矿方式，预先制备配合比矿渣：粉煤灰 中，影响试块的强度 表3石膏掺量对复合胶凝体系强度的影响 Table 3 Effect of gypsum amount on the strength of the cementitious materials 石膏 外加剂 水胶比， 流动度/ 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 编号 掺量/% 掺量/% WIC mm 3d 7d 28d 3d 7d 28d 6 1 0.36 162 5.3 9.6 10.9 19.2 32.7 41.8 2 8 1 0.36 164 6.9 11.2 12.4 24.9 40.1 48.2 3 10 1 0.36 165 6.4 10.9 11.9 23.4 37.7 45.9 12 0.36 168 6.4 10.9 11.4 22.7 34.2 42.2 2.3矿渣与粉煤灰掺量及比例对复合胶凝体系强 加剂的关系的试验结果.从表4可以看出，胶凝材 度的影响 料的初、终凝结时间符合通用硅酸盐水泥 采用分磨N磨矿方式，分别固定熟料和石音的 GB12958一2007的要求.从表4还可以看出，添加 掺量为10%和8%，改变矿渣与粉煤灰的掺加比例， 1%外加剂的比不添加外加剂的流动性较好.有研 测定试验胶砂的流动度.具体试验配比及物理性能 究者指出，制备高性能混凝土的胶凝材料胶砂流 见表4，强度变化见表5. 动度应不小于130mm.表3中胶砂流动度的数据表 表4矿渣与粉煤灰掺量对复合胶凝材料的物理性能影响 明当添加1%外加剂时，本试验所制备的胶凝材料 Table 4 Effect of slag and fly ash contents on the physical property of 都能够满足制备高性能混凝土的要求 the cementitious materials 表5矿渣与粉煤灰掺量对复合胶凝材料的抗折、抗压强度影响 矿渣/粉煤外加初凝时终凝时 胶砂流动 编号 WIC Table 5 Effect of slag and fly-ash contents on the compressive and flex- %灰/%剂/%间/min间/min 度/mm ural strengths of the cementitious materials 62 20 0 165 2740.42 148 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 62 20 1 208 295 0.36 174 编号 3d 7d 28d 3d 7d 28d 3 67 15 0 160 267 0.42 138 1 4.2 7.9 9.2 21.8 35.1 40.1 4 67 15 1 205 285 0.36 170 2 6.9 11.2 12.4 24.9 40.1 48.2 5 72 10 0 154 237 0.42 145 3 5.3 8.3 9.8 23.3 37.2 42.3 6 72 10 1 204 276 0.36 165 4 7.9 12.2 12.9 27.2 44.3 52.5 1 1 0 151 227 0.42 130 5 5.5 8.4 9.9 23.8 39.2 44.2 77 206 2680.36 160 6 8.3 12.5 14.2 29.7 48.3 58.9 0 0 147 220 0.42 126 7 5.5 8.4 9.5 24.2 36.2 43.1 10 82 0 1 201 2710.36 145 8 8.1 11.8 13.2 28.4 46.7 54.2 9 6.0 8.6 9.2 24.6 39.6 44.7 注：（矿渣+粉煤灰+水泥熟料+二水石膏）的质量分数= 10 8.2 10.8 12.1 27.8 42.1 51.1 100%(胶凝材料)：外加剂用量=（外加剂质量/胶凝材料掺量）× 100%:W/C(水胶比)=水/胶凝材料质量 从表5中可以看出，胶凝材料3d抗折随矿渣与 表4给出了本试验中一系列配比的胶凝材料的 粉煤灰的比例增加而提高、3d抗压强度在矿渣掺量 初凝时间、终凝时间、胶砂流动度及其与水胶比和外 72%时达到最大值.3d的抗折强度最高的是不含第 5 期 伏程红等: 矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料 的发挥，同时避免分磨Ⅲ预先分磨粉煤灰时其细颗 粒表面电荷不平衡，细颗粒团聚影响强度从而造成 的成型时浆体和易性差、搅拌时气泡难以排出等缺 陷，而且采用的共同终粉磨使所得胶凝材料具有颗 粒分布范围较宽和级配较好的特点，有利于减小浆 体内部的孔隙率，使粒级与活性双重协同优化效应 得到充分发挥． 2. 2 石膏掺量对复合胶凝材料体系强度的影响 石膏掺量对胶凝材料体系有重要的影响，优化 石膏掺量是获得胶凝材料高性能的一项重要技术措 施． 表 3 为石膏掺量对复合胶凝体系强度的影响． 采用分磨Ⅳ磨矿方式，预先制备配合比矿渣∶ 粉煤灰 ∶ 熟料 = 6∶ 2∶ 1的胶凝材料，添加不同的石膏掺量，按 胶砂比 1∶ 3制备复合胶砂． 表 3 中 1 号 ～ 4 号试样 的结果表明，随着二水石膏掺量的增加，掺加量为 8% 的 2 号配方胶砂试块具有较高的抗折和抗压强 度，大于该掺量的复合胶凝材料的抗折强度和抗压 强度均降低． 针对本试验中掺加矿渣、粉煤灰的高 性能混凝土专用胶凝材料，随着水化程度的进行，二 水石膏在复合胶凝材料水化反应中提供足够多的硫 酸盐，形成较多的钙矾石，从而促进了复合胶凝材料 强度的提高; 而过多的石膏掺量将导致部分石膏不 参与反应，最终以二水石膏的形式残留在胶凝体系 中，影响试块的强度． 表 3 石膏掺量对复合胶凝体系强度的影响 Table 3 Effect of gypsum amount on the strength of the cementitious materials 编号 石膏 掺量/% 外加剂 掺量/% 水胶比， W/C 流动度/ mm 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 3 d 7 d 28 d 3 d 7 d 28 d 1 6 1 0. 36 162 5. 3 9. 6 10. 9 19. 2 32. 7 41. 8 2 8 1 0. 36 164 6. 9 11. 2 12. 4 24. 9 40. 1 48. 2 3 10 1 0. 36 165 6. 4 10. 9 11. 9 23. 4 37. 7 45. 9 4 12 1 0. 36 168 6. 4 10. 9 11. 4 22. 7 34. 2 42. 2 2. 3 矿渣与粉煤灰掺量及比例对复合胶凝体系强 度的影响 采用分磨Ⅳ磨矿方式，分别固定熟料和石膏的 掺量为 10% 和 8% ，改变矿渣与粉煤灰的掺加比例， 测定试验胶砂的流动度． 具体试验配比及物理性能 见表 4，强度变化见表 5． 表 4 矿渣与粉煤灰掺量对复合胶凝材料的物理性能影响 Table 4 Effect of slag and fly ash contents on the physical property of the cementitious materials 编号 矿渣/ % 粉煤 灰/% 外加 剂/% 初凝时 间/min 终凝时 间/min W/C 胶砂流动 度/mm 1 62 20 0 165 274 0. 42 148 2 62 20 1 208 295 0. 36 174 3 67 15 0 160 267 0. 42 138 4 67 15 1 205 285 0. 36 170 5 72 10 0 154 237 0. 42 145 6 72 10 1 204 276 0. 36 165 7 77 5 0 151 227 0. 42 130 8 77 5 1 206 268 0. 36 160 9 82 0 0 147 220 0. 42 126 10 82 0 1 201 271 0. 36 145 注: ( 矿渣 + 粉煤灰 + 水泥熟料 + 二水石膏) 的 质量 分 数 = 100% ( 胶凝材料) ; 外加剂用量 = ( 外加剂质量/胶凝材料掺量) × 100% ; W/C( 水胶比) = 水/胶凝材料质量 表 4 给出了本试验中一系列配比的胶凝材料的 初凝时间、终凝时间、胶砂流动度及其与水胶比和外 加剂的关系的试验结果． 从表 4 可以看出，胶凝材 料 的 初、终凝结时间符合 通用硅酸盐水泥 GB12958—2007 的要求． 从表 4 还可以看出，添加 1% 外加剂的比不添加外加剂的流动性较好． 有研 究者指出［14］，制备高性能混凝土的胶凝材料胶砂流 动度应不小于 130 mm． 表 3 中胶砂流动度的数据表 明当添加 1% 外加剂时，本试验所制备的胶凝材料 都能够满足制备高性能混凝土的要求． 表 5 矿渣与粉煤灰掺量对复合胶凝材料的抗折、抗压强度影响 Table 5 Effect of slag and fly-ash contents on the compressive and flex￾ural strengths of the cementitious materials 编号 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 3 d 7 d 28 d 3 d 7 d 28 d 1 4. 2 7. 9 9. 2 21. 8 35. 1 40. 1 2 6. 9 11. 2 12. 4 24. 9 40. 1 48. 2 3 5. 3 8. 3 9. 8 23. 3 37. 2 42. 3 4 7. 9 12. 2 12. 9 27. 2 44. 3 52. 5 5 5. 5 8. 4 9. 9 23. 8 39. 2 44. 2 6 8. 3 12. 5 14. 2 29. 7 48. 3 58. 9 7 5. 5 8. 4 9. 5 24. 2 36. 2 43. 1 8 8. 1 11. 8 13. 2 28. 4 46. 7 54. 2 9 6. 0 8. 6 9. 2 24. 6 39. 6 44. 7 10 8. 2 10. 8 12. 1 27. 8 42. 1 51. 1 从表5 中可以看出，胶凝材料3 d 抗折随矿渣与 粉煤灰的比例增加而提高、3 d 抗压强度在矿渣掺量 72% 时达到最大值． 3 d 的抗折强度最高的是不含 ·609·