攪拌站的混凝土普遍摻有30%左右的粉煤灰，同時使用高效減水劑、緩凝劑等。國外規定混凝土強度級別大于C70而小于C90必須摻加礦粉，而強度等級大于C90的混凝土必須加入硅粉。目前的這些礦物摻和料，大多數為工業廢渣，粉煤灰和硅粉為燃料、煉鐵及煙筒飄出的工業廢料，本身具有很細的顆粒。粉煤灰顆粒細度不一，比表面積為4000～8000cm²/g不等，硅粉顆粒細度更細，比表面積大于20萬cm²/g。礦粉為煉鋼廠剩余的礦渣（水淬礦渣居多），經一定工藝加工磨細成的細粉，其比表面積為4000～8000cm²/g不等，還可加其他礦物混合磨制成復合礦粉。混凝土外加劑在我國已推廣使用了二十多年，其種類繁多。

1 混凝土強度的增長規律發生了改變

普通混凝土以二十八天強度為標準，二十八天至一年期間強度增長很少，一年以后強度幾乎不增長。而摻入一定比例粉煤灰的高性能混凝土，其二十八天的抗壓強度不如普通混凝土，但其二十年、甚至更長時間內混凝土的強度還在繼續增長。我國水電部有關研究單位對三門峽大壩基礎中摻有30%粉煤灰的混凝土進行了長期的跟蹤研究，發現當初設計標號（采用舊標準）為100kg/cm²的混凝土，施工強度為110kg/cm²。10年后（即1980年），鉆芯取樣的強度為280kg/cm²，再過了5年（1985年），鉆芯取樣的強度為330kg/cm²。也就是說混凝土強度在15年內增長了兩倍。由于礦粉在我國剛開始研制應用，還沒有長期的數據積累，但有一點可以肯定：由于礦粉比粉煤灰具有更大的活性，使用礦粉制作的混凝土，其強度增長兩倍不需要15年，估計只是5～8年。若是在蒸汽養護的工藝條件下，礦粉高性能混凝土的強度增長兩部的時間會更短。

2 混凝土耐久性大大提高

摻有大量礦物摻和料的混凝土，由于礦物摻和料大量蓄水，降低了水泥的水化熱，延遲了水泥水化熱高峰期的出現，使混凝土因水化熱產生裂縫的機會減少。其次，由于磨細摻和料比水泥顆粒細度細得多，從物理性能上講，它填充了混凝土內的很多毛細孔，使混凝土的致密性得到了很大提高。另外，從化學性能方面看，磨細摻和料，特別是礦粉、硅粉，其比表面積很大，容易沾附在混凝土內其它組份上，在一定條件下發生化學反應，生成化學膠凝體，也極大的提高了混凝土的致密性。由于上述原因，高性能混凝土的耐久性有了很大的提高，抵抗大氣環境的作用、化學侵蝕及其它劣化作用的能力增強了，混凝土的安全使用壽命得到了延長。

3 復合礦渣粉

復合礦渣粉是高性能混凝土礦物磨細摻料的一種。它是粒化高爐渣與螢石、沸石、石灰石、石膏等按一定的配比，經多道工序磨制而成的。其主要化學組分有：SiO₂、CaO、A1₂O₃、MgO、Fe₂O₃等。其細度分為：400目、500目、600目，根據市場需要可發展600目以上的復合礦渣粉。復合礦渣粉和粉煤灰是高性能混凝土中兩種主要的礦物摻和料。復合礦渣粉的活性遠高于粉煤灰，因此它更適宜于高強高性能混凝土，而且摻量可達70%，可等量取代水泥。國外一些規范規定：混凝土強度等級大于或等于C70級時必須摻入磨細礦渣粉。

4 復合礦渣粉在水泥制管中的應用研究

4.1 排水管試驗

混凝土配比	水泥：礦渣粉：砂：碎石：水：外加劑（kg/m3）
A	200:200:710:1160:144:2.2
B	260:140:710:1160:144:2.2
C	220:140:730:1160:144:2.2

按上表中的配比制作的混凝土試件靜停1～1.5h后，隨管蒸養3h，所測的強度見表2。

表1中的配比	R脫	R3	R7	R28
A	27.0	41.0	52.0	56.7
B	35.0	50.0	59.5	61.8
C	26.0	43.0	46.5	54.7

注：試件尺寸為150×150×150mm。

由以上試驗可以看出，配比A礦渣粉摻量50%，配比B礦渣粉摻量40%，配比C礦渣粉摻量120%取代水泥。三種配比均能達到混凝土排水管C40的設計強度。由于礦渣粉價格低于水泥，A、C配比更經濟；C配比能取得更好的脫模強度與二十天強度。

管體強度用混凝土回填儀測量，強度遠高于混凝土試件的強度（誤差在規定的范圍內）。復合礦渣粉的活性高于粉煤灰但低于PⅡ252水泥，只有在蒸汽的高溫下，才能激發出活性，發生充分的水化反應。現在一些制品企業為降低能耗，實際恒溫養護時間在1～2h之間，加上升降溫時間也是3～4h，在這么短的養護時間內，由于管體薄（試驗管為40mm），混凝土得到了充分水化，而混凝土試件厚度大（為150mm），不能充分水化，因此測得的管體強度大于試件強度。

項目	強度
加入礦渣粉的管（MPa）	43.0	45.6	38.3
未加礦渣粉的管（MPa）	40.1	42.0	44.3

4.2 一階段輸水管試驗

混凝土配比	水泥：礦渣粉：砂：碎石：水：外加劑（kg/m3）
（STP=100mm）	250:250:630:1020:159:7.95

試件齡期	R脫	R3	R7	R28
試件強度	39.2	45.5	52.7	76.6

注：試件尺寸為150×150×150mm。

項目	強度
加入礦渣粉的管（MPa）	47	46	46
未加礦渣粉的管（MPa）	51	53	52

用在一階段管中的試驗表明：復合礦渣粉摻量達50%時，管的脫模強度達到要求，二十八天強度也大大超過要求。另外，在摻40%礦渣粉取代水泥的試驗中，R脫＝44.0MPa；R3d=61.3MPa；R7d=63.7MPa；比摻量50%能取得更好的脫模強度和二十八天強度。

4.3 三階段制管試驗

混凝土配比	水泥：復合礦渣粉：砂：碎石：水
	300:200:630:1020:190

試件強度	R脫	R7	R28
空白試件	39.9	51.0
對比試件	41.8	57.1
	36.1	53.8

注：試件尺寸為150×150×150mm。

在三階段制管試驗中，采用了與排水管、一階段輸水管不同的水泥，而且沒有外加劑，取得了較好的脫模強度和十十八天強度，而且摻入40%的復合礦渣粉后，脫模強度提高了20%～40%。由于采用的水泥不同，脫模強度提高的原因有待進一步研究。

4.4 抗滲性試驗

混凝土配比	水泥	礦渣粉	砂	碎石	水	外加劑
受檢混凝土	300	200	710	1160	144	2.2
基準混凝土	500	0	710	1160	144	2.2

試樣	試件滲透高度（mm）						平均值
	1#	2#	3#	4#	5#	6#
受檢混凝土	10	5	3	2	5	3	8
對比混凝土	150	150	100	140	70	150	127

試件中，膠凝材料總量為500kg/m³，受檢混凝土中摻入40%的復合礦渣粉，對比混凝土為500kg/m³純水泥。由混凝土抗滲性試驗結果可以看出：復合礦渣粉混凝土的抗滲性能明顯比較高。

5 結論

在水泥制管中摻入40%～50%的復合礦渣粉等量取代水泥，具有如下的優點：

5.1 混凝土管的抗滲性能顯著提高；

5.2 用40%摻量時，能取得更好的混凝土強度；

5.3 目前廣州市場上的PⅡ525水泥價格高于復合礦渣粉，摻入40%～50%的礦粉能降低制管成本；

5.4 摻入復合礦渣粉的混凝土管，在應用的幾十年內，其混凝土強度仍在不斷的增長，既保證了混凝土管在使用中的質量，也延長了管的壽命。