【行业关注】现代混凝土中矿物掺合料的合理使用

在现代混凝土中，矿物掺合料已是不可缺少的组分。但是如何合理正确地使用矿物掺合料却仍然是混凝土材料供应商、结构工程师、工程监理和标准制订者共同面对的问题。

首先是胶凝材料的定义尚不明确。在20世纪50年代我国的标准体系开始建立时，混凝土所使用的胶凝材料只有硅酸盐水泥，其混合材掺量范围很小。所以当时制订的标准中均写明最低水泥用量，但不规定所使用的硅酸盐水泥品种。沿袭到现在，许多标准中仍然规定有最低水泥用量，但观念已经发生了变化，水泥实际上是指广义的胶凝材料，包括工厂内生产的成品水泥和现场掺加的矿物掺合料。狭义地理解标准中的最低水泥用量必须是工厂内生产的成品水泥已没有意义。PS矿渣硅酸盐水泥中矿渣的含量可达70%，而PI硅酸盐水泥中不含混合材。即使同样的用量，这两种水泥提供的硅酸盐水泥熟料量是完全不同的，对于混凝土性能的影响也有很大差异。所以在混凝土配制时，重要的不是控制最低水泥用量，而是最低硅酸盐水泥熟料用量。虽然许多标准在涉及水泥用量时，都在注解或条文说明中讲明，水泥用量包括硅酸盐水泥和各种矿物掺合料。但是监理工程师和行政管理部门却常常忽略了这些说明，僵硬地执行标准的条文规定，不利于混凝土配合比的科学设计。

矿物掺合料的合理使用必须考虑具体的应用对象。由于目前硅酸盐水泥的强度较高，调控混凝土强度的手段也多，所以对于一般强度等级的混凝土，如果仅考虑满足其设计强度要求，矿物掺合料的掺加比例可以很大。但是如果同时考虑耐久性，则某些部位的混凝土，其矿物掺合料的掺加比例就要有所限制。底板混凝土长期处于较为潮湿、不接触CO2的环境，没有发生碳化的危险，只要能满足强度要求，其矿物掺合料的比例可以不用控制。由于矿物掺合料比例高，其水胶比相应较低，其抗渗性较好，其抵抗水溶性侵蚀介质作用的能力高，耐久性好。所以大掺量矿物掺合料混凝土特别适用于大体积底板。在大体积混凝土结构内部，胶凝材料水化放出的热量不易散失，长期维持较高温度，可促进矿物掺合料的水化反应，激发其潜在活性，使混凝土的强度发展加速。所以大体积结构内部的大掺量矿物掺合料混凝土的强度高于标准条件下养护的试件强度，这与纯硅酸盐水泥的特性不同。

大掺量矿物掺合料混凝土如果养护不充分，则会大大阻碍其微结构发展，增加孔隙率，影响其各种性能发展。对于处于大气环境中的结构，如果所用混凝土中掺加的矿物掺合料比例过大，则其抗碳化的性能可能变差。因此对于上部结构，所用混凝土中的矿物掺合料比例要加以限制。目前一些涉及耐久性的标准对于矿物掺合料的掺加比例是有所限制的。但是许多人常常忽略了这种限制是以硅酸盐水泥熟料量为计算基准的。目前最常用的普通硅酸盐水泥至少含有20%的混合材。如果以水泥为基准计算矿物掺合料的掺加量，则硅酸盐水泥熟料的量就大大减少了，可能达不到耐久性的要求。

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