矿渣粉如何影响混凝土的抗压与抗折强度

一、合理提高混凝土强度尤为重要

矿渣混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土具有更高的抗压强度和抗折强度。混凝土强度的改善能使混凝土更容易达到规定的安全系数，并有助于工程师对混凝土构件进行优化设计。同时，由于混凝土材料性能得到强化，所以混凝土生产商也可适当对混凝土配比进行优化。矿渣混凝土的性能优势也能帮助业主大幅降低建筑物生命周期内的总成本。

二、矿渣粉如何提高混凝土强度？

矿渣粉可以提高传统混凝土的抗折、抗压强度（图1、图2），而且它也是生产高强混凝土不可或缺的关键组分。混凝土的28天强度通常随着矿渣粉掺量的增加而增加，其掺量可达胶凝材料总量的50%。硅酸盐水泥遇水发生水化反应会生成水化硅酸钙（C-S-H）和氢氧化钙（Ca(OH)2）。C-S-H是一种凝胶，它可以把混凝土内各组分粘结起来并提供强度；而Ca(OH)2也是水泥水化反应的一种产物，但它对混凝土强度没有贡献。当矿渣粉作为胶凝材料掺加于混凝土中时，它能与水及Ca(OH)2反应生成更多的C-S-H。这些额外生成的C-S-H凝胶可使混凝土结构更加密实，从而提高混凝土强度。

图1 矿渣粉对混凝土7天及28天抗压强度的影响

图2 矿渣粉对混凝土7天及28天抗折强度的影响

三、矿渣粉如何影响混凝土的强度发展？

当混凝土中掺加矿渣粉后，其早期强度发展可能相对缓慢，但其最终强度却远高于普通硅酸盐水泥混凝土。如果混凝土需要更快速的早期强度发展，则可以通过传统技术对其进行改善，比如使用混凝土早强剂、加热原材料或者调整养护条件等。相比于普通硅酸盐水泥混凝土，由矿渣混凝土浇筑而成的构件在其整个生命周期内拥有更高的强度增长。影响混凝土强度发展的因素很多，如下所示：

矿渣粉的化学成分

矿渣粉的掺量

养护环境温度

水泥的化学成分

混凝土的入模温度

矿渣粉的细度

可溶性碱含量

矿渣粉对混凝土抗折强度的影响尤为显著。抗折强度（或极限弯曲强度）是混凝土路面设计中需要考虑的首要关键指标。如图2所示，矿渣粉能明显提高混凝土的抗折强度，尽管总胶凝材料的含量降低了52lb/cu yd，但掺加50%矿渣粉仍使混凝土抗折强度提高了20%。混凝土抗折强度的提高主要是由于矿渣粉提高了水泥浆体的密实度，并改善了水泥浆体与骨料之间的粘结强度。

四、合理提高混凝土强度有何益处？

声明：和所有混凝土一样，应进行多批次的试验以验证混凝土的性能。试验结果可能因环境温度、混合物组分等因素的不同而有所不同。建议您咨询矿渣粉专业人士以获得相关帮助。本文包含的任何内容都不应该被认为或解释为明示或暗示的保证，包括任何适用于某一特定用途的保证。

本文的英文原文出自美国矿渣粉协会（Slag Cement Association，SCA）官方网站，经美国矿渣粉协会授权和同意，由武汉微神科技发展有限公司（公众号“微神新材”）翻译、整理和发布。如需引用，请务必注明出处