矿渣微粉以及粉煤灰等现在已成为水泥混凝土中必不可少的组分之一。人们 通过向混凝土中掺加矿渣微粉或者粉煤灰中的一种来改善混凝土的某些性能，并 取得了较好的效果，获得了良好的社会经济效益。虽然矿渣微粉和粉煤灰均能提 高混凝土的许多性能，但二者掺加到混凝土中也会对混凝王的其他性能产生不利 的影响。本课题考虑通过把矿渣微粉和粉煤灰复合掺加形成所谓的矿渣微粉-粉 煤灰复合灰，研究矿渣微粉-粉煤灰复合灰对水泥胶砂、混凝土的性能影响，以 期综合利用二者对混凝土不同性能的改善效果，获得性能优良的矿物掺合料。 本课题所用主要原材料包括：海豹牌 42.5# P.O.水泥、宝田生产的 S95 矿渣 微粉，粉煤灰为两种，分别是华能电厂生产的高钙粉煤灰和宝钢电厂生产的普通 粉煤灰等。矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰和矿渣微粉-高钙粉煤灰复合灰的掺量分 别为 20%、30%、40%和 50%(均为水泥的质量百分比)，两种复合灰中粉煤灰 含量变化为 0～80%。 本课题主要研究了矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰和矿渣微粉-高钙粉煤灰复 合灰两种复合灰掺合料对水泥胶砂以及混凝土的一系列物理力学性能的影响。物 理力学性能包括水泥水化热的多少、水化热放热速率、水泥标准稠度需水量、水 泥胶砂抗折强度、水泥胶砂抗压强度、混凝土的坍落度以及坍落度损失、混凝土 抗压强度等。还讨论了这两种复合灰掺合料对混凝土的耐久性能的影响，主要包 括混凝土抗碳化性能、抗氯离子侵蚀性能、抗气体渗透性能和抗冻融循环性能等。 并通过分析混凝土孔结构的变化以及微观形貌分析探讨了这两种复合灰掺合料 对水泥混凝土物理力学性能以及耐久性能的影响机理。 实验结果表明，矿渣微粉-粉煤灰复合灰能够明显延缓水泥水化速率，降低 水化热值，显著增大了水泥标准稠度需水量，降低了混凝土坍落度，明显改善了 混凝土坍落度经时损失的问题。矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰和矿渣微粉-高钙粉 煤灰复合灰均不利于水泥胶砂早期抗折强度和抗压强度的发展，但对水泥胶砂中 后期抗折强度和抗压强度的发展影响很小，甚至有利于水泥胶砂中后期抗折强度 和抗压强度的发展。矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰和矿渣微粉-高钙粉煤灰复合灰 也均不利于混凝土早期和中后期抗压强度的发展，尤其是混凝土早期强度降低的 幅度更大。矿渣微粉-粉煤灰复合灰的掺加使得混凝土抗碳化性能有所降低，但 仍具有良好的抗碳化性能。一定掺量和适当配比的矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰 和矿渣微粉-高钙粉煤灰复合灰均能明显改善混凝土的抗氯离子侵蚀性能、抗气 体渗透性能以及抗冻融循环性能。矿渣微粉-粉煤灰复合灰对混凝土性能的影响 与复合灰中粉煤灰含量的多少以及复合灰掺量的大小密切相关。 而混凝土气体渗透系数随着复合灰中粉煤灰含量的增大则呈现出先逐渐降 低而后又增大的趋势，复合灰中粉煤灰含量为 40%～50%时，混凝土气体渗透系 数较小，抗气体渗透性能较好。一定掺量和适当配比的矿渣微粉-普通粉煤灰复 合灰和矿渣微粉-高钙粉煤灰复合灰均能够提高。混凝土冻融循环后的相对动弹 性模量也均是随着复合灰中粉煤灰含量的增大而逐渐降低。复合灰掺量为 40% 以上，粉煤灰含量为 60%时，混凝土抗冻融循环能力已经低于基准混凝土，不利 于混凝土抗冻融性能的提高。 复合灰中粉煤灰含量的变化对混凝土性能也有着重要的影响。随着复合灰中 粉煤灰含量的增大，水泥水化热及水化速率减小，水泥标准稠度需水量和混凝土 坍落度呈现出逐渐增大的趋势，但混凝土坍落度经时损失值变化较小；而水泥胶 砂抗折强度以及抗压强度则呈现出先增大而后又减小的趋势；混凝土抗压强度则 呈现出逐渐减小的趋势。但高钙粉煤灰含量的变化影响相对较小。随着复合灰中 粉煤灰含量的增大，混凝土抗碳化性能、抗氯离子侵蚀性能、抗气体渗透性能以 及抗冻融循环性能均有所降低，但变化幅度很小。 由混凝土压汞孔结构以及断面微观形貌分析可知，矿渣微粉-粉煤灰复合灰 中的矿渣微粉和粉煤灰参与水泥水化反应，生成了一定量水化产物，并且由于矿 渣微粉和粉煤灰具有的微集料作用以及反应活性等效应，改善了混凝土孔结构和 内部微观结构，使混凝土孔径细化，50nm 以下的孔增多，保证混凝土具有较高 强度的同时，同时保证了混凝土具有良好的耐久性能。相比较而言，矿渣微粉- 高钙粉煤灰复合灰综合性能略优于矿渣微粉-普通粉煤灰复合灰。通过综合分析 矿渣微粉-粉煤灰复合灰对水泥胶砂、混凝土一系列性能的影响，认为复合灰掺 量小于 40%，且粉煤灰含量在 60%以下的复合灰配比具有较好的实际应用价值。 关键词：复合灰；矿渣微粉；高钙粉煤灰；普通粉煤灰；物理力学性能；耐久性