超細礦渣粉（或超細粒化高爐礦渣粉）是指符合國家標準《用于水泥中?；郀t礦渣》GB/T203-1994規(guī)定的粒化高爐礦渣，經(jīng)干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）達到相當細度且符合相應(yīng)活性指數(shù)的粉體。
從1969年起，英國、德國等發(fā)達國家就開始了超細礦渣粉在混凝土中作為礦物摻合料的應(yīng)用。自上世紀90年代起，我國開始了超細礦渣粉的應(yīng)用研究工作。2000年，國家標準《用于水泥和混凝土的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046-2000正式頒布。2002年，國家標準《高強、高性能混凝土用礦物外加劑》頒布實施。在該標準中，正式將超細礦渣粉命名為“礦物摻合料”，納入混凝土第六組分。從此，超細礦渣粉作為一個獨立的新產(chǎn)品被廣泛地接受和應(yīng)用。
2006年，山西彤陽爐料有限公司正式投產(chǎn)。其主要產(chǎn)品———彤陽牌S105級超細礦渣粉，以山西海鑫鋼鐵集團高爐礦渣為主料，嚴格按照優(yōu)于國家標準的企業(yè)標準進行生產(chǎn)。山西海鑫海天混凝土公司經(jīng)過1年多的應(yīng)用實踐表明：摻入彤陽牌S105級超細礦渣粉的混凝土具有改善拌合物和易性、高強度、高抗?jié)B性、高抗凍性、高抗裂性、高耐腐蝕性、降低水泥用量和水化熱等特性，極大地改善了混凝土的拌合物性能、力學(xué)性能和長期耐久性能。
一、超細礦渣粉在混凝土中的作用
筆者認為，除了原材料的質(zhì)量以外，混凝土結(jié)構(gòu)中最為薄弱的環(huán)節(jié)（或部位）主要有兩個：一是骨料與水泥的過渡區(qū)。二是水泥水化產(chǎn)物（或二次水化產(chǎn)物）之間的空隙。那么，凡是能夠改善混凝土結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)（或部位）的措施，都能夠改善混凝土的性能。
我們所論述的超細礦渣粉在混凝土中的應(yīng)用，正是由于改善了混凝土結(jié)構(gòu)中“水泥水化產(chǎn)物（或二次水化產(chǎn)物）之間的空隙”的薄弱環(huán)節(jié)（或部位），混凝土的各種性能（拌合物性能、力學(xué)性能和長期耐久性能等）自然能夠得以改善。
1.改善混凝土的微結(jié)構(gòu)。主要是通過改善混凝土細微顆粒的級配，即改善粉體材料在混凝土中的粒度分布，產(chǎn)生密實堆積填充效應(yīng)，使混凝土的孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化，即大孔數(shù)量減少，小孔數(shù)量增加，平均孔徑降低，分布更為合理；空隙率降低，特別是水泥水化產(chǎn)物之間的空隙，微結(jié)構(gòu)更為密實。
2.降低混凝土的拌合用水量（特別是游離態(tài)有害水的含量）。水泥的完全水化僅僅需要一小部分水，混凝土中的大部分水是為了滿足其工作性而引入的。我們稱之為游離態(tài)有害水。在混凝土施工和硬化中僅僅有一小部分游離態(tài)有害水可能會通過空氣蒸發(fā)和模板滲出，但是大部分游離態(tài)有害水會在混凝土硬化后形成較大的空隙，從而給混凝土結(jié)構(gòu)造成了永久的傷害。當混凝土的孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空隙率降低時，其游離態(tài)有害水的含量可相應(yīng)降低。
3.改善混凝土拌合物的和易性。由于超細礦渣粉是細微球狀體，其表面光滑，且性能穩(wěn)定，在混凝土中能夠起到一種類似于軸承的微珠潤滑作用，減少了摩擦阻力，有效改善了混凝土拌合物的和易性（即流動性、黏聚性、保水性等）?；炷涟韬衔锏暮鸵仔院?，則坍落度經(jīng)時損失小，工作性好（可泵性等）。
4.提高混凝土的強度。其一是改善混凝土的微結(jié)構(gòu)，增加密實度，以提高混凝土的強度。其二，超細礦渣粉中含有豐富的活性SiO2等，能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca（OH）2進行二次水化反應(yīng)，生成密實度更高的硅酸凝膠。
試驗用的原材料技術(shù)指標如下。水泥：海鑫P·S42.5礦渣硅酸鹽水泥。礦粉：彤陽S105級礦渣粉，密度為2.9g/cm3，比表面積為460㎡ /kg，活性指數(shù)為117%，流動度比為93%，三氧化硫為1%，氯離子為0.017%，燒失量為0.2%。粉煤灰：河津Ⅱ級粉煤灰。砂：楊徐砂，Ⅱ區(qū)中砂，顆粒級配基本符合規(guī)定。碎石：嶺西東碎石，5mm~26.5mm連續(xù)級配。外加劑：高性能泵送劑（粉劑）。凝結(jié)時間：14~16小時。試驗結(jié)果見表 1~表3。
隨著超細礦渣粉摻量的增加，混凝土（水泥）各齡期的抗壓強度均有增長。但是，當摻到50%時，其快養(yǎng)和28天抗壓強度有緩慢的下降趨勢；當摻到60%時，其快養(yǎng)和28天抗壓強度已經(jīng)有比較明顯的下降趨勢。因此，我們必須確定其最佳摻量。
超細礦渣粉最佳摻量的確定應(yīng)符合以下兩點：一是必須滿足各類工程和各種施工工藝的要求；二是必須滿足混凝土的和易性、凝結(jié)時間和強度的要求。根據(jù)以上兩點，并結(jié)合水泥的品種、標號、強度和大氣溫度及超細礦渣粉的質(zhì)量確定其最佳摻量。
