01

現(xiàn)代混凝土的組分中通常都摻有輔助性膠凝材料（SCM）。這些材料通常都是其它工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品或者天然材料。其中，有一部分材料需要進(jìn)行深加工處理才能適合用于混凝土。這些材料中有些本身就具有膠凝特性；另外，還有部分材料本身不具有膠凝特性，我們稱之為火山灰材料。

02

礦渣粉和粉煤灰是混凝土行業(yè)應(yīng)用最廣泛的兩種輔助性膠凝材料。現(xiàn)如今，大多數(shù)混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中都摻加了其中一種或兩種材料。正因如此，它們的性能也被混凝土技術(shù)人員頻繁進(jìn)行相互比較，以此尋求最佳的混凝土配比。
雖然，這些材料在化學(xué)組分上存在相似性，但它們對(duì)混凝土性能的影響仍然存在較大差異。這種差異主要是基于每種材料組分中氧化物的比例不同（表1）。
表1不同膠凝材料中的主要氧化物組成

圖1 不同膠凝材料中的氧化物三元相圖
如圖1三元相圖所示，礦渣粉的化學(xué)成分相比于粉煤灰更接近硅酸鹽水泥。這也是礦渣粉之所以能大摻量應(yīng)用于混凝土中的原因之一。礦渣粉和粉煤灰都可以部分取代硅酸鹽水泥應(yīng)用于混凝土中。在普通混凝土中，礦渣粉的摻量可以高達(dá)50%（在一些特殊應(yīng)用中，比如大體積混凝土，礦渣粉的摻量可以達(dá)到80%）。而粉煤灰的摻量通常控制在20%~30%之間。
礦渣粉是煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，整個(gè)工藝受到嚴(yán)格控制，所以即使原材料來(lái)源有所波動(dòng)，其化學(xué)組分仍能保持相對(duì)穩(wěn)定。而粉煤灰是燃煤電廠煤粉燃燒后產(chǎn)生的副產(chǎn)品，原材料的差異則會(huì)直接導(dǎo)致粉煤灰化學(xué)成分的波動(dòng)。

03

與粉煤灰相比，礦渣粉的化學(xué)組分波動(dòng)更小。因此，摻礦渣粉混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定性要比摻粉煤灰混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定性更優(yōu)。
1、兩者對(duì)塑性混凝土性能的影響
1）減水性：使用這兩種材料均會(huì)減少混凝土達(dá)到指定流動(dòng)性能所需的用水量。礦渣粉之所以具有減水作用是因?yàn)樗梢杂绊懙綕{體特性及其吸附性能。（微神新材：礦渣粉的顆粒級(jí)配合理，摻量合適的情況具有一定的減水作用。這是因?yàn)榈V渣粉的微觀形狀為不規(guī)則的玻璃體，對(duì)水的吸附性相比硅酸鹽水泥更小，表現(xiàn)出一定的減水性。）而對(duì)于粉煤灰來(lái)說(shuō)，則主要是因?yàn)槠渚哂休^好的形態(tài)效應(yīng)及尺寸效應(yīng)（微神新材：粉煤灰的形態(tài)為球狀玻璃微珠，起到滾珠軸承的作用，從而表現(xiàn)出一定的減水性）。因此，這就使得這兩種材料對(duì)于混凝土拌合物具有一定程度的減水作用。
2）含氣量：有多種不同因素會(huì)影響到混凝土的含氣量。粉煤灰中碳含量的差異是導(dǎo)致混凝土含氣量波動(dòng)的一個(gè)主要因素。礦渣粉中不含碳，所以不會(huì)影響混凝土含氣量的穩(wěn)定性。
3）凝結(jié)時(shí)間：混凝土中的摻入礦渣粉和粉煤灰均會(huì)影響到混凝土的初凝時(shí)間。摻礦渣粉混凝土的凝結(jié)時(shí)間比摻粉煤灰混凝土的凝結(jié)時(shí)間更短（圖2）。

圖2 礦渣粉及粉煤灰對(duì)初凝時(shí)間的影響
4）可泵性及收光性：礦渣粉和粉煤灰摻入到混凝土中相當(dāng)于向混凝土空隙中填充細(xì)小顆粒，故能大幅改善混凝土的可泵性及其收光性。
2、兩者對(duì)混凝土硬化性能的影響
1）強(qiáng)度：摻礦渣粉和C級(jí)粉煤灰的混凝土的28天強(qiáng)度比摻F級(jí)粉煤灰的水泥混凝土更高。
2）滲透性：在正常規(guī)定摻量下，按照ASTM 1206（快速氯離子滲透測(cè)試法）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，摻礦渣粉混凝土相比于摻F級(jí)或C級(jí)粉煤灰配制的混凝土具有更低的滲透性。
3）硫酸鹽侵蝕及堿骨料反應(yīng)：摻礦渣粉和F級(jí)粉煤灰可以保護(hù)混凝土不受硫酸鹽侵蝕及堿骨料反應(yīng)的破壞。而C級(jí)粉煤灰則可能不具備這種能力。
4）顏色：摻礦渣粉混凝土相比于硅酸鹽水泥混凝土具有更淺的顏色及更高的反射率。而C級(jí)粉煤灰和F級(jí)粉煤灰則會(huì)分別使混凝土呈現(xiàn)淺黃色或者深灰色。
聲明：和所有混凝土一樣，應(yīng)進(jìn)行多批次的試驗(yàn)以驗(yàn)證混凝土的性能。試驗(yàn)結(jié)果可能因環(huán)境溫度、混合物組分等因素的不同而有所不同。建議您咨詢礦渣粉專業(yè)人士以獲得相關(guān)幫助。本文包含的任何內(nèi)容都不應(yīng)該被認(rèn)為或解釋為明示或暗示的保證，包括任何適用于某一特定用途的保證。