徐 躍
（江蘇東浦管樁有限公司 江蘇 連雲港 222346）
【摘 要】傳統高強混凝土管樁單純採用水泥為膠凝材料，而隨著礦物摻合料的興起，管樁行業也開始使用磨細砂、礦渣粉、粉煤灰等做為膠凝材料應用在管樁中。論文主要通過試驗驗證礦粉摻入對高強混凝土管樁強度的影響，並確定最佳摻量範圍，降低生產成本，節約資源，提高經濟效益。?
關鍵詞 礦粉；強度；PHC管樁；經濟效益
PHC pile of slag on the strength of the application
Xu Yue
（Pile Co.， Ltd.， Jiangsu dongpu Lianyungang Jiangsu 222346）
【Abstract】The traditional use of high strength concrete pipe pure cement for cementitious materials， and with the rise of mineral admixtures， Piles industry has also started using ground sand， slag powder， fly ash and other cementitious materials as used in pipe pile. This paper mainly through the test of slag incorporation impact on the strength of high strength concrete pipe and determine the best dosage range， lower production costs， save resources and improve economic efficiency.
【Key words】Slag；Strength；PHC pile；Economic
1. 前言
（1）PHC管樁在中國發展二十餘年，目前產業規模已接近飽和，管樁企業為了尋求生存，降低生產成本，不斷嘗試研發新的替代性材料。同時，國家開始支持綠色建材的使用，給粉煤灰和礦粉的推廣帶來了新的契機。礦粉是由煉鐵廠排出的水淬礦渣屬於工業廢渣，其化學成分以二氧化矽、氧化鋁和少量的氧化鐵為主，且因其在冷卻屬於急冷的過程，各組分的晶核結構具有不定性，故有一定的活性，經磨細後成為具有一定細度和級配的微粉，摻入混凝土中能夠使混凝土的多項性能指標得以改善。?
（2）此外，礦粉價格相比水泥便宜，摻入一定量礦粉還可以降低企業成本，提高經濟效益。本文通過試驗的方法，分析摻量對混凝土強度的影響，藉以獲得最佳取代比例，在保證混凝土強度和可操作性的前提下，獲得較為經濟的配比。
2. 試驗材料
2.1 水泥。
2.5 礦粉。
採用連雲港長固S95礦粉，其技術指標如表5。
3. 試驗條件
混凝土攪拌採用試驗室小型攪拌機，每次攪拌方量為15L。試件採用100*100*100mm非標準試模製作，在實驗室振動成型。養護條
件分常壓養護和高壓養護，常壓工藝為升溫1.5H，恆溫3.5H，恆溫溫度90度；高壓工藝為升壓2H，恆壓4H，恆壓壓力1.0MPa，降壓2H。
4. 實驗過程與結果分析
4.1 配合比設計。
配比設計依據JGJ55-2011《混凝土配合比設計規程》，由於我們水泥採用PO52.5水泥，自身含有18%摻合料，所以本次試驗選用10%與15%和基準水泥做比較，實驗配合比見表6。?
4.2 脫模強度比較與分析。?
4.2.1 混凝土脫模強度見表7。?
4.2.2 通過以上統計，我們可以得出結論：?
（1）從強度平均值看，15%礦粉>10%礦粉>純水泥，15%礦粉強度與10%礦粉強度相差2MPa。?
（2）從方差方面看，10%礦粉最小為2.5MPa，純水泥其次為3.3MPa，15%礦粉最後為4.6MPa。?
（3）從脫模強度大於60MPa看，10%礦粉全部達到，而純水泥只有兩組達到，15%礦粉則有三組達到。?
4.3 天強度比較與結果分析。?
4.3.1 混凝土3天強度如表8。?
4.3.2 通過以上統計數據，我們得出：?
（1）從平均值角度，12%礦粉>10%礦粉>純水泥。?
（2）從方差方面看，純水泥波動最小，10%礦粉波動較小，12%礦粉波動較大。?
（3）從強度大於60MPa看，摻加礦粉強度均滿足C60等級，純水泥有一組未達到C60等級。?
4.4 蒸壓強度比較與結果分析。?
4.4.1 混凝土蒸壓強度見表9。?
4.4.2 通過以上數據統計，得出以下判斷：
（1）從平均值看，15%礦粉強度最高，10%礦粉強度其次，純水泥強度最低。
（2）從方差看，10%礦粉波動最小，純水泥波動其次，15%礦粉波動最大。
（3）從強度大於80MPa看，三組配比強度值均大於80MPa。?
4.5 本章小結。
通過純水泥、10%礦粉、15%礦粉的脫模強度、三天強度、壓蒸強度的比較，我們可知，礦粉做為礦物摻合料，在一定摻量範圍內，隨著礦粉摻量的增加，混凝土強度也隨著增加（見圖1）。三者強度均能滿足生產需求，但考慮成本與方差，我們選擇10%礦粉摻量配比為本次試驗最佳配比。
5. 經濟效益
（1）通過近一個月試驗，摻10%礦粉對混凝土管樁強度並無影響，並可以產生較好的經濟效益，兩種配比成本比較見表10。?
?
（2）通過摻加10%礦粉，一方混凝土可降低成本7.955元，按照企業一年生產混凝土20萬方，則一年可節約成本159.9萬元。
6. 總結
（1）綜合以上純水泥、10%礦粉、15%礦粉的脫模強度、3天強度、蒸壓強度三方面對比，對某一強度等級的混凝土存在礦粉摻量最佳摻量值，材料結合混凝土生產實際，本次最佳膠凝材料比例為水泥：礦粉=387：43為最佳。?
（2）礦粉的應用，可以克服僅用水泥水化熱大等弱點，可以降低水泥用量，不僅可以改善混凝土工作性能，同時降低混凝土成本，節約資源，為建設「資源節約型、環境友好型」社會做出企業應盡的責任。
參考文獻
［1］ GB/T18046-2008 用於水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉，中國國家標準化委員會發布.
［2］ 王重.中國預製樁可持續發展之路［J］.江蘇建材，2014.4.
［3］ 崔崇等.超細礦粉在超高強度管樁砼中的應用研究［J］.武漢理工大學學報，2001.1.
［4］ 楊鴻.粉煤灰與礦粉摻入比例對混凝土常規性能的影響［J］.福建建材.2007年第3期.
［5］ 〖JP4〗李 遷.礦粉對水泥及混凝土性能的影響與應用［J］.遼寧建材.2008年第12期.〖JP〗
［6］ 〖JP4〗鄭青等.礦粉摻量對混凝土性能的影響［J］.混凝土與水泥製品.2011年第4期.〖JP〗
［7］ 沙建芳.礦物摻合料及其應用技術［M］.江蘇建築科學院有限公司.2014年4月.
［文章編號］1006-7619（2014）07-30-422
［作者簡介］ 徐躍（1986.9-），男，職稱：助理工程師，主要從事混凝土管樁研究。
（江蘇東浦管樁有限公司 江蘇 連雲港 222346）
【摘 要】傳統高強混凝土管樁單純採用水泥為膠凝材料，而隨著礦物摻合料的興起，管樁行業也開始使用磨細砂、礦渣粉、粉煤灰等做為膠凝材料應用在管樁中。論文主要通過試驗驗證礦粉摻入對高強混凝土管樁強度的影響，並確定最佳摻量範圍，降低生產成本，節約資源，提高經濟效益。?
關鍵詞 礦粉；強度；PHC管樁；經濟效益
PHC pile of slag on the strength of the application
Xu Yue
（Pile Co.， Ltd.， Jiangsu dongpu Lianyungang Jiangsu 222346）
【Abstract】The traditional use of high strength concrete pipe pure cement for cementitious materials， and with the rise of mineral admixtures， Piles industry has also started using ground sand， slag powder， fly ash and other cementitious materials as used in pipe pile. This paper mainly through the test of slag incorporation impact on the strength of high strength concrete pipe and determine the best dosage range， lower production costs， save resources and improve economic efficiency.
【Key words】Slag；Strength；PHC pile；Economic
1. 前言
（1）PHC管樁在中國發展二十餘年，目前產業規模已接近飽和，管樁企業為了尋求生存，降低生產成本，不斷嘗試研發新的替代性材料。同時，國家開始支持綠色建材的使用，給粉煤灰和礦粉的推廣帶來了新的契機。礦粉是由煉鐵廠排出的水淬礦渣屬於工業廢渣，其化學成分以二氧化矽、氧化鋁和少量的氧化鐵為主，且因其在冷卻屬於急冷的過程，各組分的晶核結構具有不定性，故有一定的活性，經磨細後成為具有一定細度和級配的微粉，摻入混凝土中能夠使混凝土的多項性能指標得以改善。?
（2）此外，礦粉價格相比水泥便宜，摻入一定量礦粉還可以降低企業成本，提高經濟效益。本文通過試驗的方法，分析摻量對混凝土強度的影響，藉以獲得最佳取代比例，在保證混凝土強度和可操作性的前提下，獲得較為經濟的配比。
2. 試驗材料
2.1 水泥。
2.5 礦粉。
採用連雲港長固S95礦粉，其技術指標如表5。
3. 試驗條件
混凝土攪拌採用試驗室小型攪拌機，每次攪拌方量為15L。試件採用100*100*100mm非標準試模製作，在實驗室振動成型。養護條
件分常壓養護和高壓養護，常壓工藝為升溫1.5H，恆溫3.5H，恆溫溫度90度；高壓工藝為升壓2H，恆壓4H，恆壓壓力1.0MPa，降壓2H。
4. 實驗過程與結果分析
4.1 配合比設計。
配比設計依據JGJ55-2011《混凝土配合比設計規程》，由於我們水泥採用PO52.5水泥，自身含有18%摻合料，所以本次試驗選用10%與15%和基準水泥做比較，實驗配合比見表6。?
4.2 脫模強度比較與分析。?
4.2.1 混凝土脫模強度見表7。?
4.2.2 通過以上統計，我們可以得出結論：?
（1）從強度平均值看，15%礦粉>10%礦粉>純水泥，15%礦粉強度與10%礦粉強度相差2MPa。?
（2）從方差方面看，10%礦粉最小為2.5MPa，純水泥其次為3.3MPa，15%礦粉最後為4.6MPa。?
（3）從脫模強度大於60MPa看，10%礦粉全部達到，而純水泥只有兩組達到，15%礦粉則有三組達到。?
4.3 天強度比較與結果分析。?
4.3.1 混凝土3天強度如表8。?
4.3.2 通過以上統計數據，我們得出：?
（1）從平均值角度，12%礦粉>10%礦粉>純水泥。?
（2）從方差方面看，純水泥波動最小，10%礦粉波動較小，12%礦粉波動較大。?
（3）從強度大於60MPa看，摻加礦粉強度均滿足C60等級，純水泥有一組未達到C60等級。?
4.4 蒸壓強度比較與結果分析。?
4.4.1 混凝土蒸壓強度見表9。?
4.4.2 通過以上數據統計，得出以下判斷：
（1）從平均值看，15%礦粉強度最高，10%礦粉強度其次，純水泥強度最低。
（2）從方差看，10%礦粉波動最小，純水泥波動其次，15%礦粉波動最大。
（3）從強度大於80MPa看，三組配比強度值均大於80MPa。?
4.5 本章小結。
通過純水泥、10%礦粉、15%礦粉的脫模強度、三天強度、壓蒸強度的比較，我們可知，礦粉做為礦物摻合料，在一定摻量範圍內，隨著礦粉摻量的增加，混凝土強度也隨著增加（見圖1）。三者強度均能滿足生產需求，但考慮成本與方差，我們選擇10%礦粉摻量配比為本次試驗最佳配比。
5. 經濟效益
（1）通過近一個月試驗，摻10%礦粉對混凝土管樁強度並無影響，並可以產生較好的經濟效益，兩種配比成本比較見表10。?
?
（2）通過摻加10%礦粉，一方混凝土可降低成本7.955元，按照企業一年生產混凝土20萬方，則一年可節約成本159.9萬元。
6. 總結
（1）綜合以上純水泥、10%礦粉、15%礦粉的脫模強度、3天強度、蒸壓強度三方面對比，對某一強度等級的混凝土存在礦粉摻量最佳摻量值，材料結合混凝土生產實際，本次最佳膠凝材料比例為水泥：礦粉=387：43為最佳。?
（2）礦粉的應用，可以克服僅用水泥水化熱大等弱點，可以降低水泥用量，不僅可以改善混凝土工作性能，同時降低混凝土成本，節約資源，為建設「資源節約型、環境友好型」社會做出企業應盡的責任。
參考文獻
［1］ GB/T18046-2008 用於水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉，中國國家標準化委員會發布.
［2］ 王重.中國預製樁可持續發展之路［J］.江蘇建材，2014.4.
［3］ 崔崇等.超細礦粉在超高強度管樁砼中的應用研究［J］.武漢理工大學學報，2001.1.
［4］ 楊鴻.粉煤灰與礦粉摻入比例對混凝土常規性能的影響［J］.福建建材.2007年第3期.
［5］ 〖JP4〗李 遷.礦粉對水泥及混凝土性能的影響與應用［J］.遼寧建材.2008年第12期.〖JP〗
［6］ 〖JP4〗鄭青等.礦粉摻量對混凝土性能的影響［J］.混凝土與水泥製品.2011年第4期.〖JP〗
［7］ 沙建芳.礦物摻合料及其應用技術［M］.江蘇建築科學院有限公司.2014年4月.
［文章編號］1006-7619（2014）07-30-422
［作者簡介］ 徐躍（1986.9-），男，職稱：助理工程師，主要從事混凝土管樁研究。
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