一种洞渣石粉活性指数检验方法与流程
本发明属于矿物掺和料，涉及一种洞渣石粉活性指数检验方法。
背景技术：
1、矿物掺合料是现代混凝土不可或缺的重要组成部分，它与水泥、砂、石、水、外加剂按照一定比例掺配后，经过搅拌、浇筑、养护硬化等阶段后，形成混凝土。
2、矿物掺合料的在混凝土中起到的作用可以分为三种效应，分别为火山灰效应、微集料效应、形态效应。火山灰效应指的是矿物掺合料中含有的活性氧化硅(sio2)和活性氧化铝(al2o3)，这些成分在水泥的碱性水化产物ca(oh)2激发下与之产生二次水化反应生成水化硅酸钙（c-s-h）、水化铝酸钙（c-a-h）等具有水硬性特点的物质，并填充于毛细孔隙内，增强了混凝土的强度。微集料效应指的是矿物掺合料中的微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样,填补了砂子颗粒和水泥颗粒之间的空挡，使得混凝土中的砂浆体系更加密实。形态效应是指矿物掺合料中含有的部分玻璃微珠颗粒等光滑体颗粒，这些颗粒使水泥浆体中颗粒均匀分散，降低了颗粒之间的摩擦力，使得浆体流动性更好。
3、矿物掺合料的发展经历了几个阶段。第一个阶段是粉煤灰、矿粉等单一的、传统材料类型阶段。第二阶段是各种多种冶金固废微粉（钢渣粉、金/钨/铜尾矿粉）、不同岩性（石灰岩、花岗岩、片麻岩）岩石微粉等单一的、新型材料阶段。第三阶段，也是目前阶段，矿物掺合料在多种新型的单一材料基础上，逐步走向复合化，即以上述两种或两种以上的材料混合而成的新型的、复合的材料。目前，传统的粉煤灰、矿粉等矿物掺合料越来越难以获取，但山区工程在隧道开挖过程中的洞渣可以制备岩石粉，继而制备新型复合矿物掺合料的合适原材料。
4、矿物掺合料的性能对于混凝土的性能具有重大影响，通过其三大作用效应在不同程度影响到混凝土的最终强度。矿物掺合料的诸多性能中，较为关键的性能是活性性能，在工程应用中通过“活性指数”这个指标来定义。现行标准中，不同标准所规定的测试方法均一致，如《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（gb/t1596-2017）表c.1、如《混凝土用复合矿物掺合料》（jg/t486-2015）表a.1，均是按gb/t17671《水泥胶砂强度试验》成型试块，在20±1℃，90%以上相对湿度的标准养护条件下，测定试验胶砂和对比胶砂的28d抗压强度，以二者之比确定矿物掺合料的强度活性指数。
5、而上述方法不适用于洞渣石粉，原因如下：
6、①测试周期过长。工程中一般以28天龄期时的强度结果为材料的判定依据，对于洞渣石粉而言，其不同于常规的粉煤灰、矿粉等材料，其活性指数受隧道开挖过程中的岩性变化波动较大，而粉煤灰、矿粉的活性指数指标较为稳定。这就意味着，如果按照传统方法，需要等到28天才知道其活性指数，而这个过程中，隧道洞渣岩性可能又发生了变化，这给工程中应用洞渣石粉掺合料带来了很大程度的干扰；
7、②矿物掺和料材料的细度对其活性指数具有重要影响，一般来说，其颗粒的粒径越小，其活性指数越大。因此，同一种材料在不同细度下，其活性指数也是不同的。而粉煤灰、矿粉等材料的细度，一般是出厂生产时就决定了，是固定不变的，而洞渣石粉掺合料受其生产方式影响，一般为在工程现场直接加工生产，细度不是明确的。
8、因此如何更快速、简单、准确的检测洞渣石粉的活性指数，具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提出一种洞渣石粉活性指数检验方法，能够更快速、简单、准确的检测洞渣石粉的活性指数。
2、本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种洞渣石粉活性指数检验方法，包括如下步骤：
4、a、制样
5、将洞渣岩石样品破碎成颗粒，粉磨至细度≥200目，得到洞渣石粉样品；
6、b、试件成型
7、按照gb/t 17671《水泥胶砂强度检验方法》进行基准组胶砂和实验组胶砂制备和试块成型，其中用振实台成型完成试件的制作，然后在标准养护箱内养护 24h后拆模，得到基准组试件和实验组试件；
8、所述基准组胶砂由质量比450±2：1350±5：225±1的水泥、中国iso标准砂和水组成，实验组胶砂由质量比为315±1：135±1：1350±5：225±1的水泥、洞渣石粉、中国iso标准砂和水组成；
9、c、加热养护
10、将拆模后的试件，立即放入加热养护箱内，加热养护箱内设置有加热装置和水，水箱内水温稳定在80±3℃，且整个箱体内部各个位置的水温差不超过2℃，试件彼此之间的间距≥5cm，距离加热装置和箱体内壁的距离≥5cm，试件顶部距离水液面的距离也是≥5cm，在加热养护箱体内养护至24h±1h；其中自来水也可以是蒸馏水；将试件彼此之间的间距设置≥5cm，试件距离加热装置和箱体内壁的距离≥5cm，试件顶部距离水液面的距离也是≥5cm，这是为了温度分布均匀，其中在靠近加热箱体边缘的位置，存在温度梯度，导致不均匀，进而导致快速检测结果的不准确；并且80±3℃是本发明检测方法的关键，如果温度高了，虽然缩短养护时间，但是对于试块存在潜在破坏作用，反而影响强度发展，温度低了，则会延长加热养护时间，就不能达到快速检测的目的。
11、d、计算活性指数
12、经过加热养护后的试件取出，按照gb/t 17671《水泥胶砂强度检验方法》分别测定基准组试件和实验组试件的抗压强度，通过公式计算预测的洞渣石粉28天活性指数，公式如下：
13、
14、式中，
15、ap——预测的洞渣石粉28天活性指数，%；
16、ra,o——实验组试件抗压强度，单位为兆帕；
17、ra,t——基准组试件抗压强度，单位为兆帕。
18、进一步地，所述颗粒的粒径在7mm以下。
19、进一步地，所述粉磨的转速48r/min，粉磨时间30min。
20、进一步地，所述基准组胶砂由质量比450：1350：225的水泥、中国iso标准砂和水组成，实验组胶砂由质量比为315：135：1350：225的水泥、洞渣石粉、中国iso标准砂和水组成。
21、进一步地，所述基准组胶砂的制备方法包括：将水加入胶砂搅拌锅内，加入基准水泥，把胶砂搅拌锅放在固定托架上，摇动手柄升至固定位置；开动水泥胶砂搅拌机，以140±1r/min的速率搅拌 30 秒，然后将中国iso标准砂投入水泥胶砂搅拌锅内，先以285±1r/min的速率搅拌 15 秒，用胶皮刮具将叶片和搅拌锅壁上的胶砂刮入锅内，再以285±1r/min的速率搅拌 15秒；停止搅拌90秒，再以285±1r/min的速率搅拌60秒 ；用振实台成型完成试件的制作，在标准养护箱内养护 24h后拆模。
22、进一步地，所述实验组胶砂的制备方法包括：将水加入胶砂搅拌锅内，加入基准水泥和洞渣石粉，把胶砂搅拌锅放在固定托架上，摇动手柄升至固定位置；开动水泥胶砂搅拌机，以140±1r/min的速率搅拌 30 秒，然后将中国iso标准砂投入水泥胶砂搅拌锅内，先以285±1r/min的速率搅拌 15 秒，用胶皮刮具将叶片和搅拌锅壁上的胶砂刮入锅内，再以285±1r/min的速率搅拌 15秒；停止搅拌90秒，再以285±1r/min的速率搅拌60秒；用振实台成型完成试件的制作，在标准养护箱内养护 24h后拆模。
23、本发明的工作原理及有益效果为：
24、1、本发明中通过加热养护的形式，加速水泥水化产物和矿物掺和料的二次水化反应，缩短养护龄期到2天，与现有标准中规定的技术方案相比，在保证与其有较高接近精准度的前提下，本发明的优点在于节省了试验测试时间，大幅缩短了测试周期，由28天缩短至2天。可以便于现场技术人员方便快捷地掌握洞渣石粉的活性指标。
25、2、本发明中采用固定尺寸筛网的形式，将石粉的细度固定在一定范围内，进行了标准化。
技术特征：
1.一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，所述颗粒的粒径在7mm以下。
3.根据权利要求1所述的一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，所述粉磨的转速48r/min，粉磨时间30min。
4.根据权利要求1所述的一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，所述基准组胶砂由质量比450：1350：225的水泥、中国iso标准砂和水组成，实验组胶砂由质量比为315：135：1350：225的水泥、洞渣石粉、中国iso标准砂和水组成。
5.根据权利要求1所述的一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，所述基准组胶砂的制备方法包括：将水加入胶砂搅拌锅内，加入基准水泥，把胶砂搅拌锅放在固定托架上，摇动手柄升至固定位置；开动水泥胶砂搅拌机，以140±1r/min的速率搅拌 30 秒，然后将中国iso标准砂投入水泥胶砂搅拌锅内，先以285±1r/min的速率搅拌 15 秒，用胶皮刮具将叶片和搅拌锅壁上的胶砂刮入锅内，再以285±1r/min的速率搅拌 15秒；停止搅拌90秒，再以285±1r/min的速率搅拌60秒 ；用振实台成型完成试件的制作，在标准养护箱内养护 24h后拆模。
6.根据权利要求1所述的一种洞渣石粉活性指数检验方法，其特征在于，所述实验组胶砂的制备方法包括：将水加入胶砂搅拌锅内，加入基准水泥和洞渣石粉，把胶砂搅拌锅放在固定托架上，摇动手柄升至固定位置；开动水泥胶砂搅拌机，以140±1r/min的速率搅拌 30秒，然后将中国iso标准砂投入水泥胶砂搅拌锅内，先以285±1r/min的速率搅拌 15 秒，用胶皮刮具将叶片和搅拌锅壁上的胶砂刮入锅内，再以285±1r/min的速率搅拌 15秒；停止搅拌90秒，再以285±1r/min的速率搅拌60秒；用振实台成型完成试件的制作，在标准养护箱内养护 24h后拆模。
技术总结
本发明属于矿物掺和料技术领域，提出了一种洞渣石粉活性指数检验方法，1.包括如下步骤：A、制样B、试件成型：按照GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》制备基准组胶砂和实验组胶砂，用振实台成型完成试件的制作，在标准养护箱内养护24h后拆模，得到基准组试件和实验组试件；C、加热养护：将拆模后的试件，立即放入加热养护箱内，加热养护箱内设置有加热装置和自来水，水箱内水温稳定在80±3℃，在加热养护箱体内养护至24h±1h；D、计算活性指数。通过上述技术方案，能够更快速、简单、准确的检测洞渣石粉的活性指数。
技术研发人员：段远钊,宋家茂,郝挺宇,韩伟,张宏,杨保平,杨俊,张程,崔宝红,薛贵喜,贺自宾
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5