在混凝土中加入超细高炉矿渣微粉可以提高混凝土的早期强度、和易性和耐久性,适用于预制混凝土构件。本试验采用D97为20μm的S105超细矿渣粉代替部分水泥配制混凝土,分别在一定的自然养护条件和标准养护条件下养护。研究了掺入超细矿渣粉对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响,并分析了其在预制板梁混凝土中的适用性。结果表明,超细矿渣微粉在S105混凝土中的佳掺量为20%左右。在超细矿粉的适当掺量和养护条件下,混凝土的和易性、工艺强度、终强度和耐久性均优于传统胶凝体系,满足预制板梁构件的工艺要求。在提高混凝土早期强度和耐久性、提高混凝土制品周转率和减少胶凝材料用量方面具有良好的应用价值。
随着我国建筑业的快速发展,预制混凝土构件得到了广泛的应用。作为混凝土掺合料,高炉矿渣微粉可以改善混凝土的综合性能,例如提高后期强度,改善混凝土拌合物的工作性能,提高混凝土的耐久性等,但试验表明,普通矿渣微粉的掺入对混凝土早期强度的发展是不利的,但已有研究表明,在粉磨和细化矿渣微粉后,可以改善矿渣微粉对混凝土早期强度的不利影响。
对于矿渣超细粉体在混凝土中的应用,国内外学者做了大量研究。AliReza等研究发现掺复合矿物外加剂的胶凝体系在早期力学性能方面可达到掺单一矿物外加剂所不及的增强效果。Nihsigkai和Masahide发现超细矿渣粉的反应活性可分为内在活性和诱导活性。LangeF,MrtelH等的研究表明胶凝体系粉体的堆积密度将直接影响到混凝土强度、耐侵蚀性、抗渗性和抗冻性等。在蒸养条件下,研究确定了水泥-脱硫石膏-超细矿渣粉状复合胶凝材料的配比范围。潘志华和郭书辉研究了矿渣微粉取代部分水泥后对水泥砂浆耐硫酸盐腐蚀性能的影响。在研究中,张芳、温超凯等人发现,普通矿粉和超细矿粉使水泥净浆的凝结时间略有延长。张永娟、张雄研究表明,当渣滓水泥粒子分布与密切堆积的关联度高时,水泥砂子强度高。杨利香等研究表明,超细渣粉能显着提高混凝土的强度、耐久性,促进混凝土预制构件的免蒸养。廖俊平发现,在蒸汽养护预制混凝土构件中应用矿渣微粉可以明显提高混凝土的早期强度。赵玉青等研究得出掺入超细矿渣微粉配制出的特细砂混凝土能满足一般水利工程的质量要求。
预制梁(箱梁、板梁和节段梁等),要求3~7d左右的时间混凝土强度达到设计强度的75%,一般情况下,混凝土生产工厂都会采取提高混凝土设计强度的方法来达到技术目标,例如降低混凝土的水胶比,提高水泥用量或者提高外加剂掺量降低用水量的办法来实现,但是这样混凝土的终强度会比原设计大大提高,经济上浪费,另外又有可能带来混凝土其他性能的降低。结果表明,采用S105超细高炉矿渣微粉末,D97为20μm,达到了28d抗压强度和7d脱模强度要求(即达到了设计强度的75%),并达到了良好的工作性能和耐久性能,同时还分析了S105在C50混凝土中应用的适宜掺量和养护条件以及S105在预制板梁混凝土中的适用性。