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《水工混凝土掺用凝灰岩粉技术规范》

编制说明

《水工混凝土掺用凝灰岩粉技术规范》

编制组

二〇二三年七月

一、工作简况

1.编制依据和原则

（1）编制背景意义

矿物掺合料通常具有一定的水化活性，能够参与水泥的水化进

程，从而为混凝土性能的改善与提升做出贡献。矿物掺合料已成为

现代混凝土不可或缺的重要成分之一，被称为是除水、水泥、砂子

和石子之外的混凝土“第五大组分”。优质的矿物掺合料可有效改善

混凝土拌合物的工作性，减少泌浆和泌水，并提升硬化后混凝土的

密实程度、服役特性和耐久性能。正是对矿物掺和料的持续研究，

推动了混凝土制备技术和性能调控技术的进步，而同时混凝土材料

性能改进的需求和制备技术发展的需要，也为矿物掺和料的研究与

开发指明了方向，成为矿物掺合料探索的动力之源。

当前，混凝土配合比设计中使用矿物掺合料取代部分水泥，已

成为广大科研工作者和工程技术人员的共识。经过一定的质量控制

或制备技术获得的优质矿物掺和料的掺加，可明显地改善硅酸盐水

泥自身难以克服的组成、性能和结构等方面的缺陷，包括水化温升

过快、早期收缩变形较大、界面过渡区性能不足，以及耐久性不良

的晶相结构、高水化热造成的微裂纹等，赋予了混凝土优异的耐久

性能和工作性，这已经超越了传统的降低成本、提高经济性、保护

环境的意义，切实成为混凝土技术领域的客观需求。

矿物掺合料根据来源和形成过程，可分为天然类、人工类和工

业废料类。人类使用天然火山灰作为建筑材料已有很长的历史，现

代水泥工业中，天然火山灰用作水泥混合材，各国都制定了相应的

标准规范和技术文件。天然火山灰用作矿物掺合料的典型代表是凝

灰岩、沸石粉和硅质页岩等，其中凝灰岩在我国水利工程建设中有

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较好的利用历史和丰富经验。20世纪80年代，澜沧江中游漫湾水

电站开工建设，漫湾水电站大坝为混凝土重力坝，最大坝高132m，

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混凝土方量约210万m，需掺和料近11万t，但工程远离大型火电

厂，粉煤灰供应点均在500km以外，而毗邻地区有较丰富的凝灰岩

资源，经过论证，选择当地凝灰岩作为漫湾大坝混凝土掺和料。据

统计，凝灰岩不仅解决了当地矿物掺和料短缺问题，还节约了工程

投资至少1000万元，缓解了对外交通问题，同时有效提高了混凝土

抗裂能力，简化了温控措施，加快了施工进度。

针对凝灰岩自身特性及其对混凝土性能的影响，我国学术界和

工程界也开展大量的相关研究，形成了比较统一的意见，如掺凝灰

岩的混凝土单位用水量较大、粘聚性较强，混凝土拌制过程中需要

延长搅拌时间，浇筑过程中要加强振捣才能保证混凝土的质量；掺

凝灰岩混凝土的抗渗性能较好，但抗冻性相对较差，需通过选用合

适的引气剂以及控制水灰比等措施来提高其耐久性；掺凝灰岩的混

凝土极限拉伸值较大、弹模较低，具有良好的抗裂性，但其干缩较

大，表面混凝土需要加强养护，以防止干缩裂缝产生等。特别是在

凝灰岩自身特性与混凝土性能作用规律方面，广大研究者一致强调，

不同产地、不同细度的凝灰岩对混凝土性能的影响存在较大差异，

需要建立专门针对凝灰岩品质筛选与质量控制的技术标准。

目前，我国尚未有专门针对凝灰岩在水工混凝土领域应用的规

程或规范，仅在1981年制定了国家标准GB/T2847《用于水泥中的

火山灰质混合材料》，以及2004年制订的电力行业标准DL/T5273

《水工混凝土掺用天然火山灰质材料技术规范》中，将凝灰岩与其

它的火山灰材料一起进行规定，如浮石、沸石、硅藻土等。实际应