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[摘要]随着水泥混凝土研究与应用技术的发展与深入，超细粉体因为其在增加混凝土强度和提高水泥利用率，以及合理利用工业废料等方面的优势，逐渐成为现代混凝土必不可少的重要组成之一。
本论文研究的主要是S95矿粉和硅灰2种超细粉对水泥胶砂性能的影响。在研究中分别对两种粉体制成胶凝浆体的力学性能进行了研究。实验表明：掺加超细粉体的胶砂前期强度并不突出，但随着水化进程的进行，各试样的强度都比空白样有了不同程度的提升。
[关键词]： 矿粉 硅灰 胶砂强度
中图分类号： TQ172 文献标识码： A
1.引言
随着现代水泥混凝土技术的发展，混凝土组分的多元化己成为一种趋势。事实上，现代水泥混凝土的核心技术目前也主要是围绕着化学外加剂与矿物掺合料而展开的，本文选题为含矿物掺合料的水泥混凝土力学性能的研究。其主要目的是在全面认识矿物本身的组成、结构与性能关系的基础上，通过研究用矿物掺合料配制水泥混凝土的水化机理及微结构特征、宏观力学性能、工作性能及综合耐久性能，为水泥混凝土掺合料应用推广提供理论依据。本选题的意义概括起来有两个方面，即深远的社会意义及巨大的经济意义。
2.常用矿物细掺料
2.1矿粉
矿渣全名应为粒化高炉矿渣，是高炉炼铁得到的以硅铝酸钙为主的熔融物，经淬冷成粒的副产品，它具有较高的潜在活性(水硬性)，而活性的大小与化学成分和水淬生成的玻璃体含量有关。
2.2硅灰
硅粉（silica Fume，简写SF）又称硅灰，是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时，从烟灰中收集的一种飞灰。
3.强度试验
3.1配合比
如表3-1：
表3-1 强度实验配合比（单位：g）
编号 水泥 硅灰 S95 砂 水
A 450 0 0 1350 225
B 427.5 0 22.5(5%) 1350 225
B1 405 0 45 (10%) 1350 225
B2 360 0 90 (20%) 1350 225
C 427.5 22.5(5%) 0 1350 225
C1 405 45 (10%) 0 1350 225
C2 360 90 (20%) 0 1350 225
3.2抗折強度试验结果及分析
我们分别测试了不同种类及掺量掺合料标准胶砂试样在3天、7天及28天的抗折强度，试验结果见表3-2
表3-2 不同种类掺合料5%,10%,20%掺量胶砂抗折强度（Mpa）
纯水泥 5%硅灰 5%S95 10%硅灰 10%S95 20%硅灰 20%S95
3天 6.0 4.2 5.7 3.4 5.2 4.2 5.5
7天 7.3 6.5 6.8 6 6.4 6.3 6.8
28天 7.4 7.8 7.7 8.0 8.0 8.2 7.5
由上表可见，虽然减少了水泥的用量但胶砂的强度并未减少，大部分掺加超细粉体的试样28天抗折强度高于纯水泥试样。
3d龄期时许多组的抗折强度还低于空白组，但随着龄期的增长掺加超细粉体试样的强度得到迅速提高。其中硅灰掺量的试样强度增长最为明显，从7d龄期时的3.4-4.2MPa增至28d龄期时的7.8-8.0MPa，增幅将近50%。硅灰和S95试样的抗折强度增长并不明显。
由此可以得到以下结论：掺加超细粉体的试样的早期强度并不高，但后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
3.3抗压强度试验结果及分析
表3-3 不同掺量硅灰,S95试样胶砂抗压强度（Mpa）
纯水泥 5%硅灰 10%硅灰 20%硅灰 5%S95 10%S95 20%S95
3天 23.9 32.5 30.9 23.3 24.2 25.3 23.6
7天 33.5 42.8 41.8 41.2 28.9 39.3 30.5
28天 49.6 54.2 58.2 59.9 52.4 51.6 51.6
图3-1不同种类掺合料不同掺量28d抗压强度
图3-1为各种不同掺量不同粉体28d抗压试验的最终结果，从中可见掺加硅灰试样的强度增长最明显，而且随着掺量的增加强度不断上升。
由此可以得出以下结论：掺加硅灰能明显增加水泥石的强度，而且掺量为10%的效果较好。而20%掺量的硅灰虽然强度高于10%的，但因为差距不大而且硅灰造价高昂，故没有太大价值。
4.试验结论
（1）掺加超细粉体的试样的早期抗折强度并不高，因为矿粉还未完全水化。
（2）掺加超细粉体对水泥石强度的增长效果并不明显，但因为实验过程中采用统一水灰比。
（3）掺加超细粉体的试样的早期强度并不高，但后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
（4）掺加硅灰能明显增加水泥石的强度，而且掺量为10%的效果较好。而20%掺量的硅灰虽然强度高于10%的，但因为差距不大而且硅灰造价高昂，故没有太大价值。实验表明：掺加超细粉体的胶砂前期强度并不突出，但随着水化进程的进行，各试样的强度都比空白样有了不同程度的提升。
5.结论总结
本文系统的阐述了含超细粉体胶砂的力学性能。
（1）掺加超细粉体的试样的早期抗折强度并不高，因为超细粉还未完全水化。硅灰的水化速度高于S95，但也要到7d龄期水化才基本完成。
（2）掺加超细粉体的试样后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
（3）掺加超细粉体对水泥石强度的增长效果并不明显，但因为实验过程中采用统一水灰比（0.5）。
参考文献
[1] 邱文 矿物掺合料与水泥复合胶凝体系性能研究 北京工业大学学报,2003,6.
[2] 李永鑫．含钢渣粉掺合料的水泥混凝土组成_结构与性能的研究[D]， 北京：中国建筑材料科学研究院，2003．
[3] 袁润章．胶凝材料学 [M].武汉：武汉理工大学出版社，1996：73-141
[4] 混凝土耐久性研究领域应成为最活跃的研究领域[J]．混凝土与水泥制品，1989(5): 4~8．
[5] 刘踽.微矿粉高性能混凝土的性能及其应用[J].建筑工程.
[6] 李迁，刘冬霞.矿粉对水泥及混凝土性能的影响与应用[J].辽宁建材，2008年第12期.
[7] 《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》（GB/T 17671-1999）.
[8] 姜德民．硅灰对高性能混凝土强度的作用机理研究[J]．建筑技术开发，2001，28(4): 44~46．
本论文研究的主要是S95矿粉和硅灰2种超细粉对水泥胶砂性能的影响。在研究中分别对两种粉体制成胶凝浆体的力学性能进行了研究。实验表明：掺加超细粉体的胶砂前期强度并不突出，但随着水化进程的进行，各试样的强度都比空白样有了不同程度的提升。
[关键词]： 矿粉 硅灰 胶砂强度
中图分类号： TQ172 文献标识码： A
1.引言
随着现代水泥混凝土技术的发展，混凝土组分的多元化己成为一种趋势。事实上，现代水泥混凝土的核心技术目前也主要是围绕着化学外加剂与矿物掺合料而展开的，本文选题为含矿物掺合料的水泥混凝土力学性能的研究。其主要目的是在全面认识矿物本身的组成、结构与性能关系的基础上，通过研究用矿物掺合料配制水泥混凝土的水化机理及微结构特征、宏观力学性能、工作性能及综合耐久性能，为水泥混凝土掺合料应用推广提供理论依据。本选题的意义概括起来有两个方面，即深远的社会意义及巨大的经济意义。
2.常用矿物细掺料
2.1矿粉
矿渣全名应为粒化高炉矿渣，是高炉炼铁得到的以硅铝酸钙为主的熔融物，经淬冷成粒的副产品，它具有较高的潜在活性(水硬性)，而活性的大小与化学成分和水淬生成的玻璃体含量有关。
2.2硅灰
硅粉（silica Fume，简写SF）又称硅灰，是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时，从烟灰中收集的一种飞灰。
3.强度试验
3.1配合比
如表3-1：
表3-1 强度实验配合比（单位：g）
编号 水泥 硅灰 S95 砂 水
A 450 0 0 1350 225
B 427.5 0 22.5(5%) 1350 225
B1 405 0 45 (10%) 1350 225
B2 360 0 90 (20%) 1350 225
C 427.5 22.5(5%) 0 1350 225
C1 405 45 (10%) 0 1350 225
C2 360 90 (20%) 0 1350 225
3.2抗折強度试验结果及分析
我们分别测试了不同种类及掺量掺合料标准胶砂试样在3天、7天及28天的抗折强度，试验结果见表3-2
表3-2 不同种类掺合料5%,10%,20%掺量胶砂抗折强度（Mpa）
纯水泥 5%硅灰 5%S95 10%硅灰 10%S95 20%硅灰 20%S95
3天 6.0 4.2 5.7 3.4 5.2 4.2 5.5
7天 7.3 6.5 6.8 6 6.4 6.3 6.8
28天 7.4 7.8 7.7 8.0 8.0 8.2 7.5
由上表可见，虽然减少了水泥的用量但胶砂的强度并未减少，大部分掺加超细粉体的试样28天抗折强度高于纯水泥试样。
3d龄期时许多组的抗折强度还低于空白组，但随着龄期的增长掺加超细粉体试样的强度得到迅速提高。其中硅灰掺量的试样强度增长最为明显，从7d龄期时的3.4-4.2MPa增至28d龄期时的7.8-8.0MPa，增幅将近50%。硅灰和S95试样的抗折强度增长并不明显。
由此可以得到以下结论：掺加超细粉体的试样的早期强度并不高，但后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
3.3抗压强度试验结果及分析
表3-3 不同掺量硅灰,S95试样胶砂抗压强度（Mpa）
纯水泥 5%硅灰 10%硅灰 20%硅灰 5%S95 10%S95 20%S95
3天 23.9 32.5 30.9 23.3 24.2 25.3 23.6
7天 33.5 42.8 41.8 41.2 28.9 39.3 30.5
28天 49.6 54.2 58.2 59.9 52.4 51.6 51.6
图3-1不同种类掺合料不同掺量28d抗压强度
图3-1为各种不同掺量不同粉体28d抗压试验的最终结果，从中可见掺加硅灰试样的强度增长最明显，而且随着掺量的增加强度不断上升。
由此可以得出以下结论：掺加硅灰能明显增加水泥石的强度，而且掺量为10%的效果较好。而20%掺量的硅灰虽然强度高于10%的，但因为差距不大而且硅灰造价高昂，故没有太大价值。
4.试验结论
（1）掺加超细粉体的试样的早期抗折强度并不高，因为矿粉还未完全水化。
（2）掺加超细粉体对水泥石强度的增长效果并不明显，但因为实验过程中采用统一水灰比。
（3）掺加超细粉体的试样的早期强度并不高，但后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
（4）掺加硅灰能明显增加水泥石的强度，而且掺量为10%的效果较好。而20%掺量的硅灰虽然强度高于10%的，但因为差距不大而且硅灰造价高昂，故没有太大价值。实验表明：掺加超细粉体的胶砂前期强度并不突出，但随着水化进程的进行，各试样的强度都比空白样有了不同程度的提升。
5.结论总结
本文系统的阐述了含超细粉体胶砂的力学性能。
（1）掺加超细粉体的试样的早期抗折强度并不高，因为超细粉还未完全水化。硅灰的水化速度高于S95，但也要到7d龄期水化才基本完成。
（2）掺加超细粉体的试样后期随着龄期的增长，水化的进行抗折强度得到很大的提升。因此，使用矿渣可以提高胶砂的密实性，从而使抗折强度上升。
（3）掺加超细粉体对水泥石强度的增长效果并不明显，但因为实验过程中采用统一水灰比（0.5）。
参考文献
[1] 邱文 矿物掺合料与水泥复合胶凝体系性能研究 北京工业大学学报,2003,6.
[2] 李永鑫．含钢渣粉掺合料的水泥混凝土组成_结构与性能的研究[D]， 北京：中国建筑材料科学研究院，2003．
[3] 袁润章．胶凝材料学 [M].武汉：武汉理工大学出版社，1996：73-141
[4] 混凝土耐久性研究领域应成为最活跃的研究领域[J]．混凝土与水泥制品，1989(5): 4~8．
[5] 刘踽.微矿粉高性能混凝土的性能及其应用[J].建筑工程.
[6] 李迁，刘冬霞.矿粉对水泥及混凝土性能的影响与应用[J].辽宁建材，2008年第12期.
[7] 《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》（GB/T 17671-1999）.
[8] 姜德民．硅灰对高性能混凝土强度的作用机理研究[J]．建筑技术开发，2001，28(4): 44~46．