應(yīng)用高品質(zhì)礦渣微粉提高建筑物壽命
冶煉生鐵排放的高溫熔渣經(jīng)過水淬后,稱為粒化高爐礦渣。粒化高爐礦渣經(jīng)過磨細(xì),達(dá)到《GB/T 18046-2008》用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉國家標(biāo)準(zhǔn)的,稱為礦渣微粉。礦渣微粉分為3個(gè)等級(jí):S105級(jí)、S95級(jí)、S75級(jí)。
筆者認(rèn)為比表面積≥480㎡/㎏,活性指數(shù)7d≥95%、28d≥105%的礦渣微粉稱為高品質(zhì)礦渣微粉。
由于礦渣粉易磨性差,目前國內(nèi)很多生產(chǎn)礦渣微粉企業(yè)為了降低粉磨電耗,降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)的礦渣微粉比表面積大多數(shù)都在400㎡/㎏左右, 7天活性指數(shù)50%左右,28天活性指數(shù)90%左右。
低品質(zhì)礦渣微粉由于活性指數(shù)低,把低品質(zhì)礦渣微粉1:1摻入對(duì)比水泥,其強(qiáng)度低于對(duì)比水泥強(qiáng)度,見表1。
低品質(zhì)礦渣微粉配制的水泥②,7d、28d、90d抗壓強(qiáng)度分別低于對(duì)比水泥①12.3Mpa、6.8Mpa、5.3Mpa。
經(jīng)過對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,因?yàn)榈推焚|(zhì)礦渣微粉其潛在的活性并沒有完全發(fā)揮出來,不僅僅降低水泥強(qiáng)度,也降低礦渣微粉摻量。低品質(zhì)礦渣微粉不能在混凝土中體現(xiàn)出礦渣微粉的優(yōu)秀性能??上в邢薜牡V渣資源,卻沒有發(fā)揮出它應(yīng)有的作用。
20世紀(jì)初期粒化高爐礦渣粉在歐洲最先用于海工水泥混凝土結(jié)構(gòu),到目前世界各國在各種耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用,說明高品質(zhì)礦渣微粉是混凝土的優(yōu)質(zhì)摻合料和水泥的優(yōu)秀混合材,是當(dāng)今世界公認(rèn)的配制高強(qiáng)、耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的首選材料之一,是配制高性能特種混凝土的首選摻合料。
配制高強(qiáng)、耐久混凝土,提高建筑物壽命
高品質(zhì)礦渣微粉顆粒小,能夠占據(jù)混凝土中水分空隙,減少混凝土用水量,提高混凝土強(qiáng)度。
由于高品質(zhì)礦渣微粉獨(dú)具巨大的潛在活性特點(diǎn),混凝土中摻入高品質(zhì)礦渣微粉,混凝土的性能得到較好的發(fā)揮,尤其使混凝土的后期強(qiáng)度更高,可大幅度提高混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)期,有資料顯示,摻入高品質(zhì)礦渣微粉混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)期可達(dá)到幾百年。
高品質(zhì)礦渣微粉1:1摻入對(duì)比水泥,強(qiáng)度高于對(duì)比水泥。見表2
高品質(zhì)礦渣微粉配制的水泥②,7d、28d、90d抗壓強(qiáng)度分別高出對(duì)比水泥①2.6Mpa、19.9Mpa、27.3Mpa,不但降低生產(chǎn)成本,最大的優(yōu)點(diǎn)是提高混凝土的綜合性能,提高混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)期,提高建筑工程質(zhì)量,無疑延長(zhǎng)建筑物壽命。
高品質(zhì)礦渣微粉更適合配制水泥預(yù)制結(jié)構(gòu)件,如電線桿、軌道枕、高強(qiáng)樁柱、排水管道等,同樣可提高預(yù)制結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度與壽命。
因此,高品質(zhì)礦渣微粉摻入混凝土是提高建筑物壽命最好的措施之一。
配制低水化熱混凝土,適用大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程
混凝土在硬化過程中,水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生大量水化熱。由于混凝土熱阻很大,熱量聚集在內(nèi)部不易散發(fā),而表面散熱較快,致使在混凝土內(nèi)部和表面形成較大溫差。這樣會(huì)導(dǎo)致不均勻溫度變形和溫度應(yīng)力,一旦拉應(yīng)力超過混凝土即時(shí)抗拉強(qiáng)度,就會(huì)在混凝土內(nèi)部或表面產(chǎn)生裂縫。
與普通硅酸鹽水泥混凝土相比,摻入大量高品質(zhì)礦渣微粉的混凝土,可降低漿體的水化熱,混凝土具有總放熱量少,水化放熱速度慢和最高升溫低的特點(diǎn),可有效降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)早期溫度裂縫。
因此,利用大摻量高品質(zhì)礦渣微粉配制低水化熱混凝土,特別適用大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程。
配制抗氯離子滲透、抗腐蝕混凝土,適用水利、海洋混凝土工程
海工混凝土由于經(jīng)?;蛑芷谛缘嘏c海水接觸,受到海水或海洋大氣(含有氯離子)的物理化學(xué)作用,或受波浪、流水的沖擊、磨損等作用,而遭受損害,縮短耐用年限。
混凝土摻入高品質(zhì)礦渣微粉,提高了混凝土的抗?jié)B透性能,降低了氯離子在混凝土的擴(kuò)散,從而增強(qiáng)混凝土中鋼筋抗腐蝕能力,增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、防止鋼筋銹蝕和抵抗冰凌撞擊的性能。
因此,高品質(zhì)礦渣微粉適用配制抗氯離子滲透、抗腐蝕混凝土,適用水利、海洋混凝土工程。
配制抗硫酸鹽腐蝕混凝土,適用鹽堿地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)工程
混凝土硬化后,普通硅酸鹽水泥中的鋁酸鹽可與周圍環(huán)境的硫酸鹽反應(yīng),導(dǎo)致混凝土膨脹而造成破壞。
高品質(zhì)礦渣微粉的摻入可以減少水泥中鋁酸鹽的含量,減少硫酸鹽的滲入,從而降低硫酸鹽侵蝕,延長(zhǎng)鹽堿地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命。
因此,高品質(zhì)礦渣微粉適用配制抗硫酸鹽腐蝕混凝土,適用鹽堿地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)工程。
綜上所述,低品質(zhì)礦渣微粉雖然價(jià)格相對(duì)較低,其潛在的活性性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來,不易應(yīng)用到建筑工程。高品質(zhì)礦渣微粉雖然價(jià)格相對(duì)較高,其潛在的活性性能可以完全發(fā)揮出來,能夠提高混凝土的綜合性,是配制高強(qiáng)、高性能混凝土及特種混凝土的優(yōu)秀摻合料。
住建部副部長(zhǎng)仇保興在第六屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)上發(fā)言指出,我國是世界上每年新建建筑量最大的國家,每年20億平方米新建面積,相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材,而建筑物的壽命卻只能持續(xù)25~30年。
建筑物的質(zhì)量與壽命,涉及3個(gè)主要環(huán)節(jié):一是工程設(shè)計(jì),是建筑施工的依據(jù);二是建筑材料生產(chǎn)企業(yè)、建筑工程施工企業(yè);三是政府職能部門,建筑工程的技術(shù)監(jiān)督與質(zhì)量管理。提高建筑物壽命,關(guān)鍵是建筑設(shè)計(jì)部門。設(shè)計(jì)高品質(zhì)礦渣微粉、S105級(jí)礦渣微粉在混凝土工程的應(yīng)用,才能推進(jìn)實(shí)現(xiàn)我國建筑物百年壽命的目標(biāo)。
編輯:姜立東
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