矿渣粉⼜称粒化⾼炉矿渣粉，其颗粒表⾯光滑致密，主要是由CaO、MgO、SiO2和Al2O3组成，共占矿渣粉总量的95％以上，且具有较⾼的潜在活性，在激发剂的作⽤下，可与⽔化合⽣成具⽔硬性的胶凝材料。矿粉渣对⽔和外加剂吸附较少，有⼀定的物理减⽔作⽤，⼀般可使混凝⼟减少⽤⽔量5%左右，可替代P·O42.5⽔泥15%～30%。将其掺⼊⽔泥中，拌制混凝⼟，能增⼤混凝⼟的坍落度，降低混凝⼟坍落度的损失，且可显著改善混凝⼟流动性能。 （⼀）矿渣粉的技术指标及物理性质
矿渣粉的技术指标及试验⽅法应符合《⽤于⽔泥和混凝⼟中的粒化⾼炉矿渣粉》（GB/T18046-2017）的规定。矿渣粉的技术指标及试验⽅法见表1。
表1矿渣粉的技术指标及试验⽅法
项⽬级别试验⽅法标准
自动打铃器
S75S95S105
⽐表⾯积(m2/kg)≥300≥400≥500《⽔泥⽐表⾯积测定⽅法勃
⽒法》GB/T8074-2008
密度(g/cm3)≥2.8《⽔泥密度测定⽅
法》GB/T208-2014
地铁人员定位
活性指数7d≥55%≥75%≥95%《⽤于⽔泥和混凝⼟中的粒化⾼炉矿渣粉》GB/T18046-2008
28d≥75%≥95%≥105%含⽔量≤1.0%
流动度⽐≥95%≥90%≥85%
三氧化硫≤4.0%
《⽔泥化学分析⽅法》GB/T176-2008定位片
烧失量≤3.0%
氯离⼦≤0.02%《⽔泥中氯离⼦的化学分析⽅法》JG/T1073-2008
abs-210
矿渣粉的⽐表⾯积、活性指数和流动度⽐是矿渣粉应⽤中重要的技术指标，应尽量采⽤活性指数⼤、
流动度⽐⼤的矿渣粉。矿渣粉的颗粒粒径对其活性有重要的影响，粒径⼤于45µm的矿渣粉颗粒很难参与⽔化反应。但矿渣粉的⽐表⾯积超过400m2/kg后，混凝⼟早期的⾃收缩随掺量的增加⽽增⼤；矿渣粉磨得越细，掺量越⼤，则低⽔胶⽐的混凝⼟拌和物越黏稠。因此，配制⾼强度等级混凝⼟的矿渣粉，⽐表⾯积⼀般不宜⼤于600m2/kg。⼀般矿渣粉磨越细，其活性越⾼，掺⼊混凝⼟后，早期产⽣的⽔化热越⼤。 （1）外观颜⾊
矿渣不是由燃料燃烧形成的，矿渣粉基本不含炭，因此，矿渣粉颜⾊通常较⽩。
（2）密度
《⽤于⽔泥和混凝⼟的粒化⾼炉矿渣粉》规定⽤于⽔泥和混凝⼟的磨细矿渣粉的密度不得⼩于2.8g/cm3。
（3）⽐表⾯积
矿渣粉的⽐表⾯积对其质量的影响主要有两⽅⾯。
1.影响矿渣粉的活性
矿渣粉颗粒越细，其⾯积越⼤，反应速度越快，反应程度也越充分。粒径在45µm以下的颗粒活性起到积极作⽤，⽽⼤于45µm的颗粒很难参与⽔化反应，因此，国家标准要求混凝⼟⽤矿渣粉的⽐表⾯积超过300m2/kg。但矿渣粉的⽐表⾯积超过400m2/kg后，其活性才能充分体现。
2.影响矿渣粉的流动度⽐
矿渣粉越细，其流动度⽐变⼩的可能性就越⼤，需⽔量就有可能增加。导致在混凝⼟流动度相同的条件下，增加混凝⼟⽤⽔量，对混凝⼟的微观结构和耐久性带来负⾯影响。
（4）流动度⽐
矿渣粉流动度⽐的⼤⼩主要取决于它的细度、颗粒级配和颗粒形状。当⽐表⾯积较⼤或者颗粒级配不合理时，还可能增加⽤⽔量。由于矿渣粉是经过粉磨⽽成，因此其不具有优质粉煤灰那样优良的颗粒形貌，不具备润滑作⽤。矿渣粉流动度⽐的⼤⼩取决于它的填充作⽤和表⾯需⽔作⽤的平衡。
（⼆）矿渣粉的化学成分
矿渣粉是⾼炉炼铁⼯艺中的SiO2、Al2O3、硅酸钙等为主要成分的熔融物，特别是在⽣产过程中要不断的进⾏冷⽔进⾏处理，这就形成了不少颗粒状废物。其主要化学组成为SiO2、Al2O3、CaO、MgO，这些氧化物占全部氧化物的95%以上，有时也包含⼀些CaS、MnS和FeS等硫化物。矿渣粉中
的有时含有⾦属铁和铜离⼦形成的硫酸亚铁和硫酸铜在⽆⽔状态均为⽩⾊粉末，含有结晶⽔以后硫酸亚铁为浅绿⾊晶体，溶于⽔的溶液为浅绿⾊，⽽含有结晶⽔的硫酸铜的晶体颜⾊为蓝⾊，易溶于⽔。⽤含有这两中矿物成分的矿渣粉这两种成分时，会造成混凝⼟硬化后表⾯出现“绿斑”或“蓝斑”，随着时间的推移会慢慢消失，出现这种状况不会对混凝⼟造成实质性的危害。
（三）矿渣粉在混凝⼟中的作⽤机理
矿渣粉在混凝⼟中的作⽤机理主要有“⽕⼭灰效应”、“胶凝效应”和“微集料效应”。
（1）⽕⼭灰效应
矿渣粉中的玻璃体形态的SiO2、A12O3，在混凝⼟内部的碱性环境中，能与⽔泥⽔化产物Ca(OH)2发⽣⼆次反应，在表⾯⽣产具有胶凝性能的⽔化硅酸钙、⽔化硅酸铝等胶凝物质。矿渣粉的⼆次反应减少了Ca(OH)2晶体在界⾯过度区的富集，打乱了Ca(OH)2晶体在界⾯过度区的取向性，同时⼜可以减低Ca(OH)2晶体的尺⼨，增强⽔泥⽯与⾻料的黏结⼒。在混凝⼟中使⽤矿渣粉不仅可以提⾼混凝⼟的⼒学性能，也能对混凝⼟的某些⽅⾯的耐久性能起到改善作⽤。
（2）胶凝效应
矿渣粉中含有⼀定数量的低钙型⽔泥熟料矿物C2S、CS，这些矿物可以直接与⽔发⽣⽔化反应，⽣产
⽔硬性⽔化产物，凝结硬化产⽣强度。这⼀反应过程时⼀次反应，不需要其他物质存在，这也是矿渣粉活性⾼于⽕⼭灰材料的原因。需要注意的是尽管矿渣粉具有活性⽅⾯的优越性，但其仍不及⽔泥熟料，因此采⽤矿渣粉部分取代⽔泥时，对混凝⼟性能仍然会产⽣⼀些影响，特别是对早期强度的影响，⼀定要引起重视。
（3）微集料效应
与粉煤灰相⽐，矿渣粉在颗粒组成和颗粒形态上没有明显优势，因此，通常不能表现出⾮常好的填充⾏为。经过机械粉磨的矿粉的颗粒粒径在10µm左右，在⽔泥⽔化过程中，未参与反应的微细矿渣粉颗粒均匀分散在孔隙和胶凝体中，起
磨的矿粉的颗粒粒径在10µm左右，在⽔泥⽔化过程中，未参与反应的微细矿渣粉颗粒均匀分散在孔隙和胶凝体中，起着填充⽑细孔即孔裂缝的作⽤，改善孔结构，提⾼⽔泥⽯的密实度。此外，矿渣粉颗粒也起着微⾻料的⾻架作⽤使胶凝材料具有良好的颗粒级配，形成密实填充结构和细观层次的⾃紧密堆积体系，进⼀步优化胶凝结构，改善粗细⾻料之间的界⾯黏结性能和混凝⼟微观结构，从⽽改善混凝⼟的综合性能。
（四）矿渣粉使⽤过程中应注意的问题及对策
矿渣粉可以提⾼混凝⼟后期强度，弥补因掺加粉煤灰早期强度过低的缺点，改善混凝⼟的耐久性，降低⽣产成本，在使⽤矿粉的过程中，为了更好的发挥矿渣粉在混凝⼟中的应⽤优势，减少问题、避免事故提出以下⼏点建议。
（1）控制⽐表⾯积，加强矿渣粉复检
矿渣粉的⽐表⾯积降低，会给混凝⼟带来⼀些问题，如黏聚性降低，出现不同程度的离析、泌⽔现象；凝结时间延长；活性降低，造成早期强度降低，甚⾄影响28d强度。在矿渣粉使⽤过程中应重视⽐表⾯积的检测，并严格复检矿渣粉活性。
（2）合理选⽤矿渣粉掺量
矿渣粉的掺量应根据混凝⼟强度等级、⽓温和⽓候特点、⼯程结构情况和施⼯养护⽅式的差异，合理确定其掺量。单掺矿粉时，以30%～40%为宜，⼤体积混凝⼟可以超过50%；复合使⽤时，夏季总取代⽔泥量不宜超过50%，冬季总取代⽔泥量不宜超过40%；在与粉煤灰复合使⽤时，随着混凝⼟强度等级的增加矿渣粉的掺量逐渐增加，粉煤灰掺量逐渐降低。
（3）根据⽓温，注意调整凝结时间
抗震床
混凝⼟中掺加矿渣粉，可以延长混凝⼟凝结时间，因此，应注意调整混凝⼟的凝结时间，特别是⽇平
均⽓温低于10℃时，应控制混凝⼟中矿渣粉的掺量。
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