磨細礦粉生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)常見疑問及其解答（應(yīng)用技術(shù)篇）

1：什么是磨細礦粉?
答：磨細礦粉即磨細水淬高爐礦渣粉，又稱礦渣微粉，其英文縮寫為GGBS或GGBFS。
 
2：磨細礦粉是怎樣產(chǎn)生的？有何用途？
答：磨細礦粉是以高爐水淬礦渣為主要原料經(jīng)干燥、粉磨處理而制成的超細粉末材料；是制備高性能水泥和混凝土的優(yōu)質(zhì)混合材。

3：粉煤灰與磨細礦粉有何不同？
答：（1）兩者來源不同：粉煤灰來源于熱電廠排放的煙氣經(jīng)收塵處理后收集得到的飛灰；而磨細礦粉則是由煉鐵高爐排出的熔融態(tài)礦渣經(jīng)水淬（?；┖笤龠M行干燥、磨細加工而得到的超細粉末。
（2）兩者化學(xué)組成不同：一般粉煤灰含很高的SiO2、Al2O3，但CaO卻非常低（僅為1-5%）；磨細礦粉則具有與普通硅酸鹽水泥非常相近的化學(xué)組成，如CaO 30-42%, SiO2 35-38%, Al2O3 10-18%, MgO 5-14%，等。
（3）兩者水化活性不同：粉煤灰不具有自身水化硬化特性，只能在有活性激發(fā)劑（如硅酸鹽水泥等）作用下，才能具有強度；磨細礦粉卻具有自身水化硬化特點，能在加水拌和后自行水化硬化并具有強度。當(dāng)有硅酸鹽水泥激發(fā)時，其活性得到更充分的發(fā)揮。
（4）兩者的允許摻量不同：粉煤灰在水泥中的允許摻加量為20－40%，但在混凝土中最大摻量一般不超過35%；磨細礦粉在水泥或混凝土中的摻加量則可達20－70%。一些歐洲國家甚至允許摻到85%。
（5）兩者在混凝土中的摻加方式不同：粉煤灰一般采用“超量”取代水泥方式以保證混凝土強度達標(biāo)；磨細礦粉則通常采用“等量”取代水泥方式配制混凝土，其強度仍然可以滿足設(shè)計要求。
 
4：為什么磨細礦粉質(zhì)量比粉煤灰質(zhì)量穩(wěn)定？
答：（1）礦渣來源穩(wěn)定：用于生產(chǎn)磨細礦粉的原材料――水淬礦渣一般由固定的鋼鐵廠提供，來源單一、穩(wěn)定。
（2）化學(xué)成分穩(wěn)定：從煉鐵高爐排出的廢渣由于對所制成生鐵的成分有嚴(yán)格的要求，進而對煉鐵過程中的所有物料投放配比有嚴(yán)格的控制，因此其副產(chǎn)物――礦渣的化學(xué)組成得以穩(wěn)定控制。
（3）經(jīng)現(xiàn)代化的粉磨工藝處理后，礦粉的細度可以很好的控制，進而達到質(zhì)量穩(wěn)定的目的。
（4）一般技術(shù)收集的粉煤灰均不具備上述性能特點，質(zhì)量波動較大。
 
5：國內(nèi)有哪些與磨細礦粉生產(chǎn)或應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范？
答：目前國內(nèi)與磨細礦粉生產(chǎn)或應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范有：（1）GB/T 18046-2000：用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉；（2）GB 1344-1999：礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥；（3）DG/T J08-501-1999(上海市工程建設(shè)規(guī)范)：?；郀t礦渣粉在水泥混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程；（4）DBJ/T01-64-2002(北京市地方性標(biāo)準(zhǔn))：混凝土礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程；（5）JTJ 275-2000(中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))：海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范。
 
6：國外有哪些與磨細礦粉生產(chǎn)或應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范？
答：目前國外與磨細礦粉生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范有：（1）英國：BS 6699、BS 146、 BS 4246、 BS 5328；（2）美國：ASTM C989、ASTM C595；（3）日本：JIS A6206、JIS R5211；（4）德國：DIN 1164；（5）歐洲標(biāo)準(zhǔn)：ENV 197-1；（6）澳大利亞：AS 3582.2、AS 3792；（7）加拿大：CAN/CSA-A363-M88、CAN/CSA-A362-M88；（8）南非：SABS 1491；（9）印度：IS 455；（10）新加坡：SS 476、SS 477。
 
7：如何確定礦粉(S95級)在混凝土中的摻量？
答：（1）“單摻”礦粉時，可按等量取代原則并根據(jù)以下方法確定礦粉的合適摻量：
(a)對于地上結(jié)構(gòu)以及有較高早期強度要求的混凝土結(jié)構(gòu)，摻量一般為20-30%；
(b)對于地下結(jié)構(gòu)、強度要求中等的混凝土結(jié)構(gòu)，摻量一般為30-50%；
(c)對于大體積混凝土或有嚴(yán)格溫升限制的混凝土結(jié)構(gòu)，摻量一般為50-65%；
(d)對于有較高耐久性能要求的特殊混凝土結(jié)構(gòu)（如海工防腐蝕結(jié)構(gòu)、污水處理設(shè)施等），摻量可達50-70%。
（2）采用“雙摻”粉煤灰和礦粉時，由于受粉煤灰摻量和質(zhì)量波動的影響很大，只能根據(jù)上述基本原則，通過具體試驗確定各組份正確的摻加量。
 
8：摻礦粉混凝土配合比設(shè)計有何特點？
答：（1）由于礦粉細度遠高于普通水泥（如礦粉420-450m2/kg，普通水泥330-350m2/kg），與空白混凝土相比，摻礦粉混凝土需水量增加約5%；
（2）混凝土配合比設(shè)計中，應(yīng)通過調(diào)整外加劑摻量的方法使混凝土同時滿足工作性能和強度要求，不能隨意增加拌和用水。
（3）與普通混凝土一樣，摻礦粉混凝土配比需經(jīng)過(a)初步配合比設(shè)計、(b)實驗室試配、(c)現(xiàn)場試拌等三個階段由相關(guān)技術(shù)人員完成。
 
9：摻礦粉混凝土拌和物性能有何特點？
答：與空白混凝土相比，摻加超細度礦粉混凝土拌和物具有如下基本性能特點：
（1）凝結(jié)時間延長，坍落度損失小，對夏季施工有利；
（2）拌和物粘聚性增加，不易分層離析，可泵性好；
（3）混凝土泌水減少，對減少沉降開裂有利。
 
10：摻礦粉混凝土對養(yǎng)護有何要求？
答：中等摻量（如30-40%）以上礦粉混凝土對早期養(yǎng)護條件非常敏感，應(yīng)有嚴(yán)格要求，如：
（1）早期養(yǎng)護應(yīng)在混凝土終凝前進行（如噴灑養(yǎng)護劑、覆蓋濕麻布或塑料布、等）；
（2）水養(yǎng)護時間至少為7天；
（3）當(dāng)摻量達50%以上時，水養(yǎng)護期應(yīng)延長至14天。
 
11：蒸汽養(yǎng)護對摻礦粉混凝土有何影響？
答：濕-熱養(yǎng)護對摻礦粉混凝土尤其有利。可采用比普通硅酸鹽水泥混凝土稍高的蒸汽養(yǎng)護溫度，以提高大摻量礦粉混凝土預(yù)制構(gòu)件的蒸養(yǎng)（出池/窯）強度。但是，由于摻礦粉混凝土早期強度發(fā)展較普通水泥混凝土慢、受溫度影響敏感，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整或延遲構(gòu)件的預(yù)養(yǎng)時間（冬季生產(chǎn)尤其如此），以保證混凝土構(gòu)件入蒸養(yǎng)池/窯前具備足夠的初始結(jié)構(gòu)強度，獲得最佳的蒸養(yǎng)效果。
 
12：為什么摻礦粉混凝土拆模后常常會出現(xiàn)藍色斑斕？
答：（1）這是礦粉混凝土的獨有特點，屬正?，F(xiàn)象，說明混凝土在早期得到很好的養(yǎng)護，有利于其強度等性能的充分發(fā)揮。通常當(dāng)此藍色斑斕暴露在空氣中3至5天后顏色會自然褪卻變成正常顏色；
（2）出現(xiàn)藍色斑斕的原因是由于礦粉水化硬化過程中有微量FeS和MnS生成，該含水化合物呈藍色。隨著混凝土暴露在空氣中一段時間后，上述微量化合物會進一步氧化變成FeSO4和MnSO4，藍色斑斕也就隨之消失。
 
13：摻礦粉混凝土強度發(fā)展有何特點？
答：（1）礦粉摻量對混凝土強度發(fā)展有顯著影響，應(yīng)根據(jù)設(shè)計與施工要求，通過實驗確定最佳的摻量范圍；
（2）在標(biāo)養(yǎng)條件下，摻量30-50%礦粉混凝土3天抗壓強度約為空白混凝土的50-60%，7天時達到70-80%，28天及以后強度與空白混凝土持平并可持續(xù)增長。
 
14：養(yǎng)護溫度對摻礦粉混凝土強度發(fā)展有何影響？
答：（1）摻礦粉混凝土強度發(fā)展對養(yǎng)護溫度較敏感，溫度越低對其強度發(fā)展越不利；
（2）夏季施工對摻礦粉混凝土強度發(fā)展有利，但應(yīng)注意混凝土表面保濕，確保其有充分的水化硬化環(huán)境；
（3）冬季施工由于氣溫較低，混凝土強度發(fā)展緩慢，應(yīng)適當(dāng)降低礦粉摻加量同時遵照國家有關(guān)冬季施工規(guī)范，采取必要保溫措施，確保其強度滿足要求。
 
15：如何理解結(jié)構(gòu)物中混凝土強度與標(biāo)養(yǎng)試塊強度的區(qū)別？
答：（1）兩種混凝土由于養(yǎng)護環(huán)境（溫度）不同，強度發(fā)展也完全不同；
（2）結(jié)構(gòu)物中的混凝土實際處于一個溫度不斷升高的養(yǎng)護環(huán)境，其強度發(fā)展一般比處于標(biāo)準(zhǔn)條件下（如RH≥90%，T＝20±1oC）養(yǎng)護的混凝土立方試塊高。
（3）實驗證明，摻礦粉混凝土在絕熱溫升養(yǎng)護條件下的強度遠比標(biāo)養(yǎng)下混凝土強度高。
 
16：什么情況下的混凝土應(yīng)考慮使用大摻量礦粉？
答：（1）有嚴(yán)格溫控要求的大體積混凝土（如大型結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)、地下室、隧道、等）；
（2）曝露于嚴(yán)酷環(huán)境中的抗腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)（如港工/海工混凝土結(jié)構(gòu)、污水處理廠、鹽堿地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)、等）；
（3）具有潛在堿-骨料反應(yīng)破壞地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)；
（4）自流平（密實）混凝土。
 
17：如何預(yù)測大體積混凝土的絕熱溫升？
答：混凝土在絕熱條件下可達到的最高溫度，可參考如下簡單公式進行預(yù)測：
Tc-max＝Tc-mix + Rc × C ÷ 100
其中：
Tc-max：絕熱條件下混凝土中心最高溫度（oC）;
Tc-mix：澆筑時拌和物溫度（oC）；
Rc：混凝土絕熱溫升率（oC/100kg 膠結(jié)料）；
C：混凝土膠結(jié)料用量（kg/m3）。

例：某C50大體積混凝土，礦粉摻量60%，經(jīng)測定Rc＝12.9oC/100kg 膠結(jié)料，C＝486kg/m3, Tc-mix＝19oC, 絕熱條件下混凝土中心最高溫度可估計如下：
Tc-max＝Tc-mix + Rc × C ÷ 100＝19+12.9×486÷100=81.5oC

18：多大尺寸混凝土結(jié)構(gòu)的中心部位可認(rèn)為處于絕熱環(huán)境中？
答：根據(jù)新加坡雙龍集團中心實驗室的試驗結(jié)果，當(dāng)混凝土尺寸超過2m×2m×2m時，其中心位置的混凝土已接近絕熱溫升環(huán)境，應(yīng)按絕熱條件來預(yù)測其可達到的最高溫度。此預(yù)測結(jié)果可能比實際稍高，屬保守預(yù)測。
 
19：如何才能有效地降低摻礦粉混凝土的絕熱溫升？
答：試驗表明，只有當(dāng)混凝土中礦粉摻量超過50%時，才能有效地降低混凝土絕熱溫升；較典型的摻加量為60-70%（“單摻”礦粉時）。
 
20：如何評價摻礦粉混凝土的經(jīng)濟性？
答：以北京地區(qū)2004年3月原材料價格為參考，C40混凝土生產(chǎn)為例，經(jīng)簡單測算，當(dāng)?shù)V粉摻量為20-30%時，混凝土單方成本可降低5-8元；當(dāng)?shù)V粉摻量超過50%時，混凝土單方成本可降低12元以上。