美国矿渣粉协会教您如何配制矿渣混凝土
一、什么是混凝土配合比？
混凝土配合比是指混凝土中各组成材料之间比例关系。选择合适的配合比，可以最经济地使用现有材料配制出所需性能的混凝土。
二、为什么要在混凝土中使用矿渣粉？
根据工程应用实际要求，矿渣粉可等质量取代混凝土中硅酸盐水泥，取代比例从20%到80%不等。矿渣粉的取代比例（掺量）通常取决于混凝土强度、耐久性、凝结时间、水化热或抗碱骨料反应(ASR)和抗硫酸盐侵蚀能力的要求。表1列出了各种应用条件下矿渣粉掺量范围，但实际的掺量会因具体情况而异。
表1 不同使用条件下，混凝土中矿渣粉掺量
混凝土应用领域 | 矿渣粉 |
混凝土路面 | 25-50% |
未暴露于除冰盐中的外平板结构 | 25-50% |
暴露于除冰盐外平板结构，w/cm≤0.45 | 25-50% |
内平板结构 | 25-50% |
地下室地板 | 25-50% |
地基 | 30-65% |
墙和柱 | 25-50% |
预制墙板 | 25-50% |
预应力混凝土 | 20-50% |
预制混凝土 | 20-50% |
混凝土砌块 | 20-50% |
混凝土铺面砖 | 20-50% |
高强混凝土 | 25-50% |
抗碱骨料反应混凝土 | 25-70% |
抗硫酸盐侵蚀混凝土 相当于Ⅴ型水泥 |
25-50% 50-60% |
低渗透性混凝土 | 25-65% |
大体积混凝土 | 50-80% |
百分比表示矿渣粉等质量替换硅酸盐水泥。以上推荐的掺量是基于以往使用经验得出。原材料来源和环境条件的变化可能会导致矿渣粉掺量的变化。您可以咨询您的矿渣粉供应商，以获得更多的帮助。
三、矿渣混凝土配合比
矿渣凝土配合比设计应符合ACI 211.1规范要求。根据矿渣来源不同，矿渣粉的比重分布区间为2.85至2.94，而硅酸盐水泥的比重为3.15。比重的差异意味着矿渣粉等质量取代硅酸盐水泥可以配制出更大体积（方量）的混凝土。相比硅酸盐水泥，矿渣粉中的细微颗粒的含量更高，通常可以使得混凝土拌合物更易于浇筑、成型和振捣。矿渣混凝土中可以使用更高比例的粗集料，在不影响拌合物可塑性的情况下提高混凝土强度，减少用水量。
一般来说，对任一给定的塌落度，矿渣混凝土需水量可能会减少5%。因此在计算水胶比时，应将矿渣粉用量考量在内。
矿渣粉与混凝土中常用的化学外加剂相容性较好。因此，化学外加剂对矿渣混凝土的影响效果与其对普通水泥混凝土的影响效果相似。可通过批次试验来确合适的外加剂掺量。矿渣粉中不含碳，因而不会引起拌合物含气量的波动。此外，矿渣粉与火山灰质材料（如粉煤灰或硅灰）也具有较好的相容性。
矿渣粉掺量为40%到50%时混凝土强度发展最好，这通常也是其在混凝土中使用的最佳掺量。此时，混凝土抗渗透性最高，能很好阻止侵蚀溶液进入混凝土内部，从而大幅提高混凝土抗碱骨料反应和抗硫酸盐侵蚀能力。但值得注意的是，当矿渣粉掺量超过25%时，可能会导致混凝土拌合物凝结时间的增加。
在夏季，矿渣粉的低放热特性有利于工程施工，为混凝土的浇筑和成型提供了充足的时间。在冬季，大量使用矿渣粉可导致凝结时间的增加，但可以通过使用外加剂或加热原材料等方式来抵消其不利影响。
四、矿渣混凝土配合比调整
大多数生产商都有一系列已投入使用的混凝土配合比。而矿渣混凝土配合比设计的一种简单方法是：根据诸如抗压强度，抗折强度或抗渗透性等性能指标选择已经证实具有较好性能的常规混凝土配合比作为矿渣混凝土配合比。同时，应进行多批次试验，以验证不同掺量的矿渣混凝土能否达到预期的性能指标（表1）
参考文献
1.ACI 211. 1-91, Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete; American Concrete Institute,Farmington Hills, Michigan, 1991.