石灰石粉在混凝土中的研究與運(yùn)用探析

林鵬輝

(深圳市福盈混凝土有限公司， 廣東 深圳 518000)

石灰石粉在混凝土中的研究與運(yùn)用探析

林鵬輝

(深圳市福盈混凝土有限公司， 廣東 深圳 518000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的發(fā)展，對(duì)工程的質(zhì)量要求的越來越高，而混凝土作為工程中的主要組成部分，對(duì)混凝土質(zhì)量的要求也在提高。礦物摻合料已經(jīng)成為現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分。但隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的大規(guī)模展開，粉煤灰、礦渣粉等傳統(tǒng)礦物摻合料在一些地區(qū)日益緊缺。而石灰石粉作為容易獲取、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型礦物摻合料已在行業(yè)內(nèi)逐步得到應(yīng)用，這可以在一定程度上提高資源的利用效率，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面具有非常明顯的積極作用。本文以主要對(duì)石灰石粉在混凝土中的具體應(yīng)用展開研究，以期可以為混凝土新材料的應(yīng)用積累一些經(jīng)驗(yàn)。

石灰石粉；聚羧酸外加劑；外摻料

0 前言

就目前來看，用石灰石粉取代膠凝材料配制混凝土，可以降低混凝土的水化熱，降低混凝土單位體積的用水量。研究不同石灰石粉摻量的混凝土的抗壓強(qiáng)度和工作性能，可以進(jìn)一步了解石灰石粉摻入量對(duì)混凝土的各方面性能的影響，從而確定實(shí)際生產(chǎn)中石灰石粉的合適用量。

1 試驗(yàn)研究的簡(jiǎn)單概述

（一）主要原材料

本次使用的原材料如下：

水泥：華潤(rùn)P·O42.5，28d強(qiáng)度為48.9MPa；

粉煤灰：Ⅱ級(jí)、細(xì)度為18.9%、需水量96%、燒失量3.38%；

礦粉：S95級(jí)、密度2.89g/cm 、比表面積425m2/kg、28天的活性指數(shù)為99%；砂子：水洗中砂，細(xì)度模數(shù)2.5，泥塊含量0.2%、含泥量為0.5%；

石子：惠州5-25mm的連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量0.2%、壓碎指標(biāo)為9.7%；外加劑：中鐵四威RAWY101型聚羧酸高性能減水劑，減水率為28%；

石灰石粉：是由某采礦場(chǎng)的生產(chǎn)尾料進(jìn)行加工粉磨得到的石灰石粉，成品經(jīng)45μm篩篩余為20.6%，密度為2.51g/cm ，甲藍(lán)值為1.0g/kg。同時(shí)采用相同的凈漿試驗(yàn)方法與粉煤灰進(jìn)行對(duì)比，凈漿流動(dòng)度基本相同。（粉煤灰的凈漿流動(dòng)度為200mm，石灰石粉的凈漿流動(dòng)度為205mm）

（二）研究方案

考慮到石灰石粉在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用可視為一種膠凝材料，取代混凝土的膠凝材料。因此試驗(yàn)采用石灰石粉和粉煤灰分別取代水泥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，主要探索混凝土的工作性、抗壓強(qiáng)度以及混凝土的外觀觀感上的差異。取代用量分別為30kg，60kg，90kg，120kg。具體試驗(yàn)配合比如下：

表1 試驗(yàn)配比

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

（一）試配混凝土的工作性能及凝結(jié)時(shí)間見表2：

混凝土試配結(jié)果表明，在摻量為30kg、60kg，90kg時(shí)，摻石灰石粉和摻粉煤灰的混凝土坍落度和擴(kuò)展度以及坍落度經(jīng)時(shí)損失、凝結(jié)時(shí)間基本相同，而且與摻粉煤灰混凝土相比不會(huì)增加外加劑的用量。隨著混凝土中的石灰石粉摻量的增加，混凝土的坍落度和擴(kuò)展度有一定程度的改善，這說明石灰石粉的加入對(duì)聚羧酸外加劑的使用不但沒有影響反而有利于改善混凝土的坍落度和擴(kuò)展度，這是因?yàn)榉哿现械那驙钜蜃佑欣诟纳茲{體的流動(dòng)性，而石灰石粉的球狀因子比水泥要大一些。因此,使用石灰石粉可以改善水泥漿體的流動(dòng)性［1］，

表2 混凝土工作性能及凝結(jié)時(shí)間

但是在繼續(xù)增加石灰石粉的摻量時(shí)，混凝土的和易性與摻90kg時(shí)基本一致且和易性比摻粉煤灰的混凝土差。這可能是由于石灰石粉的細(xì)度填充效存在一定的邊際效益。而粉煤灰除了填充效應(yīng)外，由于玻璃微珠的存在還有潤(rùn)滑效應(yīng)，可以更好的改善混凝土的和易性。

（二）試配混凝土的力學(xué)性能見表3

表3 試配混凝土力學(xué)性能

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)摻石灰石粉的混凝土在7天及28天齡期時(shí)與摻粉煤灰的混凝土強(qiáng)度偏低，但相差不大，這主要是由于石灰石粉與粉煤灰一樣具有微集料的填充效應(yīng)[2]，可填充混凝土中的微小縫隙。但在60天強(qiáng)度上可以看出摻石灰石粉的混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度比粉煤灰混凝土低。這主要是由于石灰石粉雖然有一定的活性[3]，但活性較粉煤灰差，而填充效應(yīng)具有一定的極限。因此其后期的強(qiáng)度增長(zhǎng)不如摻粉煤灰的混凝土。

（三）混凝土外觀觀感

試驗(yàn)中采用分別澆筑兩塊體積為1.5m×1.5m×0.3m的混凝土塊，用以觀察混凝土的外觀質(zhì)量。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)摻石灰石粉的混凝土外觀顏色較淺但顏色較為均勻一致，而摻粉煤灰的混凝土顏色較為發(fā)黑，但是局部色差較為明顯。

這是由于石灰石粉是由石礦尾料粉末而成，粉料顏色較白且雜質(zhì)較少，而粉煤灰的顏色受燃煤的質(zhì)量、燃燒工藝的因素影響，自身成份波動(dòng)范圍很大，甚至可能有諸如重油一類的雜質(zhì)存在，因此會(huì)對(duì)混凝土造成一定的色差。

3 主要結(jié)論1、通過實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，與摻粉煤灰的混凝土相比，在不同摻量的試驗(yàn)中，摻石灰石粉的混凝土坍落度和擴(kuò)展度以及坍落度經(jīng)時(shí)損失、凝結(jié)時(shí)間與摻粉煤灰的混凝土基本相同，石灰石粉的摻入不會(huì)對(duì)原有的外加劑應(yīng)用產(chǎn)生影響。

2、從混凝土拌合物的狀態(tài)來看，隨著石灰石粉摻量的逐漸增加混凝土的流動(dòng)性也變得越來越好；且混凝土兩個(gè)小時(shí)的經(jīng)時(shí)損失與摻粉煤灰混凝土基本相同。但由于石灰石粉的填充和形態(tài)效應(yīng)存在一定的邊際效應(yīng)，石灰石粉摻量過大混凝土和易性反而有所下降。

3、摻入石灰石粉的混凝土早期抗壓強(qiáng)度與摻粉煤灰混凝土的抗壓強(qiáng)度基本持平，在28天齡期，摻石灰石粉的混凝土整體強(qiáng)度比摻粉煤灰混凝土偏低，但是減低幅度不大。從 60天齡期強(qiáng)度看，由于石灰石粉的活性較低，后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度比摻粉煤灰的混凝土低。但是低活性的特性又有利于控制混凝土的水化熱，減緩混凝土中膠材的水化進(jìn)程，與聚羧酸外加劑的低收縮特性相結(jié)合更有利于控制混凝土的裂縫。因此在混凝土設(shè)計(jì)配合比及使用上應(yīng)充分考慮此因素，加以合理利用。

5、摻石灰石粉的混凝土外觀感觀較好，可研究應(yīng)用于清水混凝土，預(yù)置構(gòu)件等對(duì)混凝土外觀要求較高的特殊混凝土上。

[1]涂成厚.石灰石粉的應(yīng)用 國(guó)外建材科技[J].1999，20(4)：47-47.

[2]李瑤 ，蘇禮清 ，閆學(xué)良.超細(xì)石灰石粉用于配制高強(qiáng)高性能混凝土的研究[J].江蘇建材 ，2008(3)：28-28.

[3]楊華山，方坤河，涂勝金，楊惠芬.石灰石粉在水泥基材料中的作用及其機(jī)理[J].混凝土，2006（6）：32-35

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