磨細(xì)石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的技術(shù)途徑

黃振興，曹養(yǎng)華，劉臻一

（1.溫州華邦混凝土有限公司，浙江　溫州　325000；2.杭州申華混凝土有限公司，浙江　杭州　311108）

磨細(xì)石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的技術(shù)途徑

黃振興1，曹養(yǎng)華2，劉臻一2

（1.溫州華邦混凝土有限公司，浙江溫州325000；2.杭州申華混凝土有限公司，浙江杭州311108）

本文通過(guò)大量試驗(yàn)，采用同一個(gè)基準(zhǔn)配合比，以不同摻量磨細(xì)石灰石粉分別取代水泥、礦粉、粉煤灰；通過(guò)考察混凝土和易性、流動(dòng)性和強(qiáng)度來(lái)尋找磨細(xì)石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的途徑，以及取代膠材中水泥、礦粉、粉煤灰最佳摻量。

石灰石粉；摻量；混凝土和易性；流動(dòng)性；混凝土強(qiáng)度

0　前言

礦物摻合料是混凝土中不可缺少的重要組分，隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的大規(guī)模展開(kāi)，粉煤灰、磨細(xì)礦粉等傳統(tǒng)的礦物摻合料日益緊缺；尤其是為了保護(hù)環(huán)境，使用煤做燃料的火力發(fā)電廠陸續(xù)關(guān)停，粉煤灰資源日益枯竭。石灰石粉作為儲(chǔ)量巨大、容易獲取、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的礦物摻合料在混凝土行業(yè)就逐漸得到認(rèn)可和應(yīng)用。在混凝土中摻加石灰石粉可以替代水泥、礦粉或粉煤灰，大大降低混凝土成本，同時(shí)還可以改善混凝土和易性、降低水化熱，綜合經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》已經(jīng)于2014年2月10日發(fā)布，并且于2014年10月1日實(shí)施。該規(guī)程給廣大混凝土技術(shù)工作者提供了又一個(gè)新型混凝土礦物摻合料——石灰石粉，并且規(guī)范了石灰石粉在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)。這就給廣大混凝土技術(shù)工作者帶來(lái)了新的技術(shù)課題，就是石灰石粉如何用于混凝土中？石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的技術(shù)途徑有哪些？取代哪種膠材？取代的最佳比例是多少？

我公司技術(shù)人員從2014年下半年起，經(jīng)過(guò)6個(gè)多月大量試驗(yàn)，找到了石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的不同途徑，以及最佳摻量。

1　試驗(yàn)用原材料及試驗(yàn)思路思路

1.1試驗(yàn)用原材料

石粉：試驗(yàn)用石粉為浙江長(zhǎng)興縣長(zhǎng)興華星鈣業(yè)有限公司生產(chǎn)的石灰石粉。石粉的物理指標(biāo)均按粉煤灰的檢測(cè)規(guī)范檢測(cè)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　石灰石粉物理指標(biāo)

從表1可以看出，該石灰石粉完全滿足 JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)技術(shù)要求。

水泥采用南方水泥廠生產(chǎn)的三獅牌 P·O42.5水泥；礦粉采用杭鋼生產(chǎn)的 S95級(jí)磨細(xì)礦粉；粉煤灰采用長(zhǎng)興電廠 Ⅱ 級(jí)粉煤灰；砂采用鄱陽(yáng)湖河砂、細(xì)度2.6；石子采用富陽(yáng)石礦生產(chǎn)的5～25mm 連續(xù)粒級(jí)；外加劑采用天津雍陽(yáng)生產(chǎn)的聚羧酸減水劑。以上原材料經(jīng)檢驗(yàn)完全滿足相關(guān)國(guó)標(biāo)技術(shù)要求。

1.2試驗(yàn)用基準(zhǔn)配合比

試驗(yàn)用基準(zhǔn) C30配合比是以目前大多數(shù)混凝土公司通用的使用水泥、礦粉、粉煤灰三種膠材的普通 C30混凝土配合比為基準(zhǔn)，見(jiàn)表2。

表2　試驗(yàn)用基準(zhǔn) C30配合比　kg/m3

1.3試驗(yàn)思路

以混凝土中最常用的 C30配合比為基準(zhǔn)配合比，以不同摻量的石灰石粉分別取代粉煤灰、礦粉和水泥，通過(guò)考察混凝土和易性、流動(dòng)性和混凝土強(qiáng)度變化曲線，找出石灰石粉取代粉煤灰、礦粉和水泥的最佳摻量。

2　試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1石灰石粉取代粉煤灰

在 C30基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，水泥、礦粉、砂、石子、水用量不變，通過(guò)用外加劑將出機(jī)坍落度調(diào)整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20% 摻量代替粉煤灰。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3石灰石粉代替粉煤灰后混凝土28d 強(qiáng)度及混凝土初始狀態(tài)

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)和不同摻量石灰石粉替代粉煤灰與混凝土28d 強(qiáng)度的關(guān)系可以看出，首先石灰石粉按膠材總量的10%取代粉煤灰時(shí)，強(qiáng)度最好；其次石灰石粉按按膠材總量的5%、10%、15%、20% 取代粉煤灰時(shí)，28d 混凝土強(qiáng)度都不低于基準(zhǔn)混凝土28d 強(qiáng)度，從和易性上看，石灰石粉摻量對(duì)混凝土影響不大，也就是說(shuō)，在占膠材總量20% 以下時(shí)石灰石粉可以完全取代粉煤灰。在為了保護(hù)環(huán)境、燃煤火力發(fā)電廠陸續(xù)關(guān)停，粉煤灰資源逐漸枯竭的今天，石灰石粉成為了替代粉煤灰的首選礦物摻合料。

2.2石灰石粉取代礦粉

在 C30基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，水泥、粉煤灰、砂、石子、水用量不變，通過(guò)用外加劑將出機(jī)坍落度調(diào)整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的摻量代替礦粉。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

從表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)和不同摻量石灰石粉替代礦粉與混凝土28d 強(qiáng)度的關(guān)系可以直觀地看出，石灰石粉按膠材總量的10% 取代礦粉時(shí)，強(qiáng)度最好。

表4石灰石粉代替礦粉后混凝土28d 強(qiáng)度及混凝土初始狀態(tài)

2.3石灰石粉取代水泥

在 C30基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，粉煤灰、礦粉、砂、石子、水用量不變，通過(guò)用外加劑將出機(jī)坍落度調(diào)整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20%、25% 摻量代替水泥。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。從表5試驗(yàn)數(shù)據(jù)和不同摻量石灰石粉替代水泥與混凝土28d 強(qiáng)度的關(guān)系可以看出，石灰石粉按膠材總量的10% 取代水泥時(shí)，強(qiáng)度最好。

表5　石灰石粉代替水泥后混凝土28d 強(qiáng)度及混凝土初始狀態(tài)

3　結(jié)論

（1）無(wú)論石灰石粉取代哪種膠材，最佳摻量都是10%，在這個(gè)摻量時(shí)無(wú)論取代粉煤灰、礦粉還是水泥，取代后混凝土的28d 強(qiáng)度都高于基準(zhǔn)混凝土28d 強(qiáng)度5%～7%，并且是所有摻量中的最高值。因此，可以得出結(jié)論：石灰石粉取代粉煤灰、礦粉、水泥任何一種膠材的最佳摻量是膠材總量的10%。

（2）石灰石粉取代粉煤灰時(shí)，摻量一直提高到膠材總量的20% 時(shí)，混凝土28d 強(qiáng)度仍然與基準(zhǔn)混凝土28d 強(qiáng)度持平。按普通 C30混凝土膠材總量380kg 計(jì)，摻量20% 時(shí)，石灰石粉可以取代76kg 粉煤灰，也就是說(shuō)石灰石粉幾乎可以完全取代粉煤灰。

（3）由于石灰石粉價(jià)格較低，無(wú)論取代粉煤灰、礦粉還是水泥，都能降低混凝土成本，尤其取代水泥時(shí)經(jīng)濟(jì)效益更大，能給混凝土生產(chǎn)廠家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

由上述分析可見(jiàn)，石灰石粉作為一種在全國(guó)資源分布極其廣泛、儲(chǔ)量巨大、加工簡(jiǎn)單（用現(xiàn)有的礦粉生產(chǎn)設(shè)備就可以生產(chǎn)，由于石料是干燥的，不像水渣需要烘干，并且硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水渣，因此比礦粉的生產(chǎn)成本低），按一定比例（10%）摻入混凝土替代膠材后混凝土強(qiáng)度不僅不降低，還比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度高，混凝土的和易性、流動(dòng)性也優(yōu)于基準(zhǔn)混凝土，同時(shí)還可以大幅降低混凝土成本。因此，石灰石粉在不久的將來(lái)，必將替代部分膠材，成為混凝土中不可或缺的優(yōu)良礦物摻合料。

［通訊地址］浙江省溫州市鹿城輕工業(yè)園區(qū)盛昌路1號(hào)溫州華邦混凝土有限公司（325000）

Technical ways of application of fine limestone powder in concrete

Huang Zhenxing1，Cao Yanghua2，Liu Zhenyi2
(1.Wenzhou Huabang Concrete Co., Ltd., ZhejiangWenzhou325000;2.Hangzhou Shenhua Concrete Co., Ltd.,ZhejiangHangzhou311108)

In this paper, through a lot of experiments, using the same benchmark mix ratio, with different blending amount of finely ground limestone replaced cement, slag, fly ash; Way through the investigation of the workability of concrete, fluidity and strength to find the ground limestone powder application in concrete, And replace the plastic material in cement, slag, fly ash dosage.

limestone powder; volume; workability; mobility

黃振興（1964—），男，研究生、 副總經(jīng)理、總工程師，從事混凝土行業(yè)26年，參加過(guò)高鐵、地鐵、大型橋梁高強(qiáng)度、高性能混凝土的生產(chǎn)和供應(yīng)，在國(guó)家級(jí)混凝土專(zhuān)業(yè)期刊發(fā)表論文20多篇。