周 維， 曹黎穎

(上海寶鋼新型建材科技有限公司， 上海 201900)

礦渣粉作為混凝土的重要組成之一，其質(zhì)量好壞將直接影響混凝土工程質(zhì)量.按照GB/T 18046—2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中礦渣粉活性指數(shù)的檢測(cè)方法，產(chǎn)品最終等級(jí)需要 28d 后才能完全明確，從而容易引起礦渣粉生產(chǎn)廠家與用戶(hù)之間的質(zhì)量異議[1]，因此需要一種能快速檢測(cè)礦渣粉質(zhì)量的方法來(lái)確保工程質(zhì)量[2].對(duì)于水泥而言，目前已有JC/T 738—2004《水泥強(qiáng)度快速檢驗(yàn)方法》建議的55℃溫水法、80℃熱水法、100℃沸煮法、促凝壓蒸法和熱烘養(yǎng)法等，通過(guò)促進(jìn)水泥試件早期水化過(guò)程并形成一定強(qiáng)度[3]，分析推定與其正常養(yǎng)護(hù)28d所得抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，以此來(lái)預(yù)判水泥產(chǎn)品質(zhì)量[4].其中的沸煮法所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，一般實(shí)驗(yàn)室均能滿(mǎn)足試驗(yàn)條件.作為水泥的替代產(chǎn)品，礦渣粉與水泥具有類(lèi)似的化學(xué)組成，因此可以借鑒水泥的沸煮法，找出礦渣粉膠砂試塊沸煮后1d的抗壓強(qiáng)度與礦渣粉膠砂試塊正常養(yǎng)護(hù)28d的抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，從而可以利用該關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)其28d抗壓強(qiáng)度及活性指數(shù)，用于礦渣粉產(chǎn)品質(zhì)量的日常管控檢測(cè).

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料

礦渣粉：S95級(jí)；水泥：P·O 42.5普通硅酸鹽水泥；砂：ISO標(biāo)準(zhǔn)砂；水：自來(lái)水.

1.2 試驗(yàn)方法

按照GB/T 18046—2008要求成型3組試塊(各92塊)，其中1組為水泥對(duì)比膠砂試塊，另2組為礦渣粉膠砂試塊，試塊規(guī)格均為40mm× 40mm× 160mm.3組試塊均帶模放入(20±3)℃標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)，1d后取出.去除試模后，其中1組水泥對(duì)比膠砂試塊和1組礦渣粉膠砂試塊按照常規(guī)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和強(qiáng)度檢測(cè)；另1組礦渣粉膠砂試塊放入沸煮箱內(nèi)的水中，水面高出試塊至少10cm，在 0.5h 內(nèi)把水溫升到100℃，并在100℃下沸煮3h±10min后停止加熱，待溫度冷卻至室溫(約1h)，按照GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行破型，測(cè)試礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度.

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

膠砂攪拌機(jī)、試模、振實(shí)臺(tái)等均為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)設(shè)備.沸煮箱：FZ-31A型全不銹鋼雷氏沸煮箱；壓力機(jī)：YA-300型指針式水泥壓力機(jī)；抗折機(jī)：DKZ-5000型水泥電動(dòng)抗折機(jī).

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)處理理論基礎(chǔ)

2.1.1預(yù)測(cè)公式的建立

利用Excel作數(shù)據(jù)分析.參照J(rèn)C/T 738—2004，采用最小二乘法對(duì)收集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立線(xiàn)性預(yù)測(cè)公式：

fp,28 d=a×ff,1 d+b

(1)

式中：fp,28 d為預(yù)測(cè)的礦渣粉膠砂試塊28d抗壓強(qiáng)度，MPa；ff,1 d為礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度，MPa；a、b為常數(shù)，其具體數(shù)值按照J(rèn)C/T 738—2004附錄A給出的公式確定.

2.1.2預(yù)測(cè)公式的可靠性

為了保證預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性，預(yù)測(cè)公式建立后，還應(yīng)按照J(rèn)C/T 738—2004附錄A給出的公式計(jì)算相關(guān)系數(shù)R和剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差S.相關(guān)系數(shù)R應(yīng)不小于0.75，且越接近1越好；剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差S愈小愈好，要求S應(yīng)不大于所用全部試塊28d實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度f(wàn)a,28 d平均值fav,28 d的7.0%[5].

2.1.328d抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)結(jié)果的精度

將任一礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度值ff,1 d代入預(yù)測(cè)公式(1)，即可得到其相應(yīng)的28d預(yù)測(cè)抗壓強(qiáng)度值fp,28 d.預(yù)測(cè)結(jié)果的置信區(qū)間可以表示為[fp,28 d-2S,fp,28 d+2S]，即所預(yù)測(cè)到的強(qiáng)度值有95%的概率落在此區(qū)間內(nèi).

2.2 數(shù)據(jù)處理及分析

根據(jù)2組各92塊礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度與實(shí)測(cè)28d抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)，可以得到兩者的擬合曲線(xiàn)，如圖1所示.

圖1 礦渣粉膠砂試塊28d抗壓強(qiáng)度的快速推定圖Fig.1 Fast presumption graph of 28d compressive strength for slag powder mortar specimens

由此可得到礦渣粉膠砂試塊28d抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)公式：

fp,28 d=0.5559ff,1 d+38.748

(2)

預(yù)測(cè)公式建立后，根據(jù)相關(guān)系數(shù)R和剩余標(biāo)準(zhǔn)偏差S計(jì)算公式計(jì)算得到：R=0.7547，S=1.1389， 28d 平均抗壓強(qiáng)度f(wàn)av,28 d=52.13MPa.

由于R>0.75并且滿(mǎn)足S/fav,28 d=2.2% <7.0%，因此所建立的公式有效.

2.3 公式應(yīng)用

礦渣粉膠砂試塊的28d活性指數(shù)A28 d按下式計(jì)算：

A28 d=(fp,28 d/fc,28 d)×100%

(3)

式中：fc,28 d為水泥對(duì)比膠砂試塊28d抗壓強(qiáng)度，MPa.

假設(shè)某礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度f(wàn)f,1 d為24.0MPa，水泥對(duì)比膠砂試塊的28d抗壓強(qiáng)度f(wàn)c,28 d為52.0MPa.則根據(jù)式(2)可以計(jì)算出該礦渣粉膠砂試塊28d抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)值fp,28 d為52.0892MPa，且數(shù)值有95%的概率落在[52.0892-2×1.1389， 52.0892 +2×1.1389]之內(nèi)，保留1位小數(shù)即為[49.8，54.4]之內(nèi)；根據(jù)式(3)可以算出礦渣粉28d活性指數(shù)A28 d，且該指數(shù)有95%的概率落在[95.8%，104.6%]之內(nèi).

3 結(jié)論

與其他方法相比，沸煮法對(duì)于溫度和壓力的控制沒(méi)有特別要求，所需設(shè)備一般礦渣粉生產(chǎn)企業(yè)均能配置，且操作方便.根據(jù)所得到的強(qiáng)度預(yù)測(cè)公式，可以利用礦渣粉膠砂試塊的沸煮法1d抗壓強(qiáng)度對(duì)其28d抗壓強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，且預(yù)測(cè)結(jié)果具有較高的精度和可靠性.雖然影響快速檢測(cè)的因素很多，而且按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，沸煮法無(wú)法直接替代常規(guī)檢測(cè)，但它可作為日常檢測(cè)的一種輔助方法，對(duì)礦渣粉質(zhì)量進(jìn)行預(yù)先判斷，確保礦渣粉產(chǎn)品質(zhì)量合格率，對(duì)于日常生產(chǎn)中礦渣粉質(zhì)量控制具有較大的實(shí)用意義.