1、对新拌混凝土性能的影响
① 需水量和坍落度
在相同配合比、相同减水剂掺量的情况下,掺磨细矿渣混凝土的坍落度得到明显提高。磨细矿渣与减水剂复合作用下表现出的辅助减水作用主要机理如下。a.流变学实验研究表明,水泥浆的流动性与其屈服应力τ0密切相关,屈服应力τ0越小,流动性越好,表现为新拌混凝土坍落度越大。磨细矿渣可显著降低水泥浆屈服应力,因此可改善混凝土的和易性。b.磨细矿渣是经超细粉磨工艺制成的,粉磨过程主要以介质研磨为主,颗粒的棱角大都磨平,颗粒形貌比较接近鹅卵石。磨细矿渣颗粒群的定量体视学分析结果表明,磨细矿渣的颗粒最可几直径在6~8μm,圆度在0.2~0.7范围,颗粒直径越小,圆度越大,即颗粒形状越接近球体。磨细矿渣颗粒直径显著小于水泥且圆度较大,它在新拌水泥浆中具有轴承效果,可增大水泥浆的流动性。c.由于磨细矿渣具有较高的比表面积,会使水泥浆的需水量增大,因此磨细矿渣本身并没有减水作用。它只有与减水剂复合作用时,前面两个的优势才能得到发挥,使水泥浆和易性获得进一步改善,表现出辅助减水效果。
② 泌水与离析
掺磨细矿渣混凝土的泌水性与磨细矿渣细度有很大的关系。当矿渣与水泥熟料共同粉磨时,由于矿渣的易磨性小于水泥熟料,因此当水泥熟料磨到规定细度时,矿渣的细度以及比表面积比水泥小60~80m2/kg,不仅其潜在活性难以发挥,早期强度低,而且黏聚性差,容易产生泌水现象。当磨细矿渣比表面积较大时,混凝土具有良好的黏聚性,泌水较小。一般认为,掺比表面积在400~600m2/kg磨细矿渣的新拌混凝土具有良好的黏聚性,泌水小。
③ 坍落度损失
大量研究表明,磨细矿渣的掺入有利于减少混凝土拌和料的坍落度损失。磨细矿渣对坍落度损失改善机理可归结为以下三方面作用,其一,从流变学角度分析,磨细矿渣可显著降低水泥浆的屈服应力τ0,由于初始τ0相对也较小,这样τ0值能在较长的时间内维持在较低的水平上,使水泥浆处于良好的流动状态,从而有效地控制了混凝土的坍落度损失。其二,混凝土坍落度损失原因之一是由于水分蒸发。磨细矿渣的比表面积为400~600m2/kg,其大比表面积对水分的吸附作用,起到了保水作用,减缓了水分的蒸发速率,因此有效地抑制了混凝土坍落度损失。其三,混凝土坍落度损失与水泥水化动力学有关。随着水化时间的推移,水泥水化产物的增长,使混凝土体系的固液比例增大,自由水量相对减少,凝聚趋势加快,致使混凝土坍落度值下降较快,在高温及干燥条件下这种现象更甚。磨细矿渣在改善混凝土性能的前提下,可等量替代水泥30%~50%配制混凝土,大幅度降低了混凝土单位体积水泥用量。磨细矿渣属于活性掺合料,但与水泥熟料相比则为低水化活性胶凝材料。大掺量的磨细矿渣存在于新拌混凝土中,有稀释整个体系中水化产物的体积比例的效果,减缓了胶凝体系的凝聚速率,从而可使新拌混凝土的坍落度损失获得抑制。
④ 凝结性能
通常磨细矿渣的掺入会使混凝土的凝结时间延长,其影响程度与磨细矿渣的掺量、细度、养护温度等有很大关系。一般认为,磨细矿渣比表面积越大、掺量越大,凝结时间越长,但初、终凝时间间隔基本不变。