摘要:在先期的工作中，采用搅拌磨湿磨工业废渣制备了含有一定水分的浆体状矿物掺合料（浆状掺合料），通过一定的控制措施，湿磨可制得分散性及流变性良好的浆状掺合料，并能直接用于配制各强度等级混凝土。本文在前期工作基础上，研究矿渣浆状掺合料的细度及放置时间对其胶砂强度的影响。结果表明，因浆状掺合料中水介质的存在，使矿渣浆状掺合料的胶砂强度不仅决定于其细度，还受其放置时间的影响。
关键词: 矿渣浆状掺合料; 细度; 放置时间; 胶砂强度
1.引 言
用作矿物掺合料的工业废渣毕竟是工业副产品，要把其应用于水泥混凝土，一般需对其进行加工处理，然而当前处理方式存在能耗高、设备投资大或处理的矿物掺合料性能不理想等诸多问题，限制了工业废渣的利用和水泥混凝土性能的提高。鉴于搅拌磨研磨效率高及工业废渣一般含有水分的特点，作者提出用搅拌磨湿磨处理工业废渣制备含有一定水分的浆体状混凝土矿物掺合料（浆状掺合料）。通过一定的控制措施，湿磨能制得分散性及流变性良好的浆状掺合料，可直接用于配制各强度等级混凝土。
而在浆状掺合料在湿磨及放置过程中，因水介质的存在，会出现金属离子溶出、玻璃体表面键合羟基及高度无序化层溶解等不同于干磨矿物掺合料的特点，使得浆状掺合料性能与干磨的粉状矿物掺合料有所不同。基于此，本文将研究矿渣浆状掺合料的细度及放置时间对其胶砂强度的影响。
2.实验
2.1 原材料
用于制备矿渣浆状掺合料的工业废渣为首钢矿渣原渣，水泥采用华新水泥厂旋窑熟料与石膏配制的纯硅酸盐水泥，矿渣及水泥的化学组成及物理性能如表1所示。 
2.2 实验设计
采用ISO标准胶砂强度方法研究细度及放置时间对矿渣浆状掺合料性能的影响。在研究细度对矿渣浆状掺合料胶砂强度影响的实验中，矿渣的掺量采用通常评定矿物掺合料活性的掺量－30w%，矿渣浆状掺合料的细度有300m2/kg、400m2/kg、500m2/kg及600m2/kg等四个等级；为减少实验的偶然误差，平行研究了放置0d（湿磨处理后不放置，立即成型胶砂试块，其余放置天数类推）、1d、4d及8d的矿渣浆状掺合料细度对其胶砂强度的影响。
放置时间对浆状掺合料性能的影响，主要体现在浆状掺合料中水介质对其掺合料表面结构的影响，进而影响浆状掺合料的二次水化能力，而矿物掺合料在大掺量时，影响水泥石性能的主要因素是其二次水化能力。因此，在分析放置时间对矿渣浆状掺合料性能影响的实验中，为便于比较不同放置时间对浆状掺合料的影响，矿渣的掺量定为45w%；同时，为分析放置时间对不同细度矿渣浆状掺合料的影响，探讨了300m2/kg、450m2/kg、600m2/kg及750m2/kg等四个矿渣细度等级放置0d－8d的浆状掺合料水泥胶砂强度。
3.结果及讨论
3.1 细度对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响 
图1－图6为湿磨处理的300m2/kg、400m2/kg、500m2/kg及600m2/kg等四个细度等级的矿渣浆状掺合料，放置0d、1d、4d及8d后，成型制备的水泥胶砂试块抗压、抗折强度。
由图可看出，对矿渣浆状掺合料来说，细度对其胶砂强度的影响在3天时就已体现出来，28天龄期最为明显，在90天龄期时强度与矿渣细度关系趋于不明显。湿磨处理的矿渣细度在水化早期就显示出对其胶砂强度的影响，可能主要与矿渣本身物理化学特性有关。矿渣玻璃体含有较多的网络外体Ca2+等，玻璃体网络较疏松，在湿磨处理及放置过程中，其中的Ca2+等金属离子比较容易溶出，致使矿渣浆状掺合料pH值较高，本研究所用矿渣浆状掺合料pH值为12.54[2]，矿渣浆状掺合料玻璃体网络比粉煤灰浆状掺合料更易向低聚体方向发展。矿渣细度的增加，一方面有利于网络外体Ca2+等金属离子的溶出，促进水介质及金属离子对矿渣玻璃体网络的作用，可增强矿渣的二次水化反应能力；另一方面还可增加二次水化产物在矿渣内的分数体积，有利于矿渣颗粒在水泥石内的粘结，因而矿渣细度在水化早期就显示出对其浆状掺合料水泥胶砂强度的影响。然而，在90天龄期，掺量为30%的不同细度矿渣已发生较高程度的二次水化反应，在水泥石内能被较好地被粘结，细度对其胶砂强度影响趋于不明显。
3.2 放置时间对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响
图7－图12为等300m2/kg、450m2/kg、600m2/kg及750m2/kg四个细度等级的矿渣浆状掺合料湿磨处理，放置0d、1d、4d及8d后，成型制备的水泥胶砂试块抗压、抗折强度。 
由图可看出，在本文研究的放置时间0d－8d内，放置时间对不同细度的矿渣浆状掺合料胶砂强度影响不同。当矿渣细度为300m2/kg时，放置时间对浆状掺合料胶砂强度影响不明显，随放置时间延长，其胶砂强度甚至有一定降低；而随着矿渣细度增加，放置时间对浆状掺合料胶砂强度的正面影响随之增加；当矿渣细度为750m2/kg时，随放置时间延长，其浆状掺合料胶砂强度明显增加。这可能是由水介质及金属离子对矿渣玻璃体作用过程特点决定的，水介质尽管可使玻璃体中金属离子溶出，并使硅氧四面体向低聚度方向发展，但其作用是一个长期的过程；而矿渣细度的增加，可促进金属离子的溶出及硅氧键的断裂，在较短的放置时间内，放置时间对粒径较小的掺合料颗粒表面结构影响更为强烈，因而细度较高的矿渣浆状掺合料更能体现出放置时间对其胶砂强度的影响。
4．结论
通过对不同细度等级、不同放置时间矿渣浆状掺合料水泥胶砂强度的研究，可得出以下结论：
1、在300m2/kg－600 m2/kg细度范围内，细度对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响在3天时就已体现出来，28天龄期最为明显，在90天龄期时强度与矿渣细度关系趋于不明显。
2、在0－8天的放置时间内，放置时间对不同细度的矿渣浆状掺合料胶砂强度影响不同。当矿渣细度为300m2/kg时，放置时间对浆状掺合料胶砂强度影响不明显；而随着矿渣细度增加，放置时间对浆状掺合料胶砂强度的正面影响随之增加；当矿渣细度为750m2/kg时，随放置时间延长，其浆状掺合料胶砂强度明显增加。
