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目前矿渣微粉在水泥基材料中已得到广泛应用,但其等量替代水泥的掺量一般在30wt%以内。提高矿渣微粉在水泥基材料中的掺量,了解高掺量矿渣微粉水泥基材料的基本性能,尤其是长期力学性能与耐久性,对于提高矿渣利用率、减少水泥消耗量而保护生态环境具有重要意义。本文以武钢的高性能矿渣微粉(以下简称为矿粉)、42.5普通硅酸盐水泥为对象,研究了不同掺量(10wt%-90wt%,等量取代水泥)的矿粉对水泥基本性能影响规律;在此基础上,采用不同掺量(30 wt%、40 wt%、50 wt%和60 wt%)的矿粉制备了C40大流态混凝土,研究了其工作性能、长期力学性能与耐久性,取得的主要结论如下:(1)以水泥为基准样,随着矿粉掺量在10wt%-90wt%范围内逐步递增时,水泥标准稠度需水量逐渐降低,最大降幅为14.3%;凝结时间则逐步延长,最大延长62.5%;砂浆流动度逐步增大,最大增幅为10.4%。当矿粉掺量分别在40wt%以内与50wt%-70wt%时,水泥胶砂的28d强度分别能满足42.5与32.5普通硅酸盐水泥的强度要求。(2)以不掺矿粉的C40大流态混凝土为对比,随着矿粉掺量在30wt%-60wt%范围内递增时,混凝土的坍落度增大(最大增幅23.0%),坍落度经时损失降低(最大降幅(1h)11.2%);抗压强度增长率在28d龄期内是降低的,而在60d龄期后则逐步增大,其中在矿粉掺量40wt%时,90d与180d龄期的强度已超过基准样;各龄期的抗折强度则呈递增的趋势,其中矿粉掺量40wt%的增幅最大。(3)随着矿粉掺量的增大,混凝土的干燥收缩率增大,尤其是在大掺量、早龄期条件下;混凝土的电通量逐步降低,表明其抗氯离子渗透性能随矿粉掺量的增加而增强;混凝土的冻融循环质量损失增大、相对弹性模量降低,表明混凝土的抗冻性随矿粉掺量的增加而降低。综上所述,矿粉在水泥基材料中的掺量可以提高到40wt%,水泥与混凝土的各项性能整体上较优,并可以通过不断调整矿粉在水泥中的掺量满足不同强度的水泥混凝土需求。