石灰石粉等量代替粉煤灰對混凝土性能的影響★

李 凱 夏 彰 劉世杰 張晨侃 閆德鵬

(青島工學院土木工程學院，山東 膠州 266300)

石灰石粉等量代替粉煤灰對混凝土性能的影響★

李 凱 夏 彰 劉世杰 張晨侃 閆德鵬

(青島工學院土木工程學院，山東 膠州 266300)

石灰石粉是常見的建筑材料，石灰石粉摻入混凝土中，對混凝土和易性以及強度有何影響，為了探究石灰石粉對粉煤灰等量代替后混凝土和易性以及強度的變化，本實驗研究了石灰石粉按不同的比例代替粉煤灰對混凝土和易性以及強度的影響。試驗結果表明:適量摻入石灰石粉對混凝土的和易性及強度都得到一定的改善，在石灰石粉對粉煤灰的等量代替量在45%以內時，坍落度差減小,強度變化不大;當代替量超過45%時，強度降低。

石灰石粉,粉煤灰,坍落度差,和易性,強度

0 引言

和易性是衡量混凝土拌合物主要性能，和易性與混凝土的施工工藝密切相關，和易性包括流動性、粘聚性、保水性，和易性好的混凝土拌合物方便施工，成型密實。

為了改善混凝土的和易性，人們不斷尋找新的礦物摻合料。混凝土的摻合料當前比較成熟的有粉煤灰、礦粉、硅粉等，這些復合材料的單摻技術已經比較成熟。但這些礦物摻合料分布不是特別廣泛，特別是西南地區優質礦料供應緊缺[1]，急需尋找一種就近取材的礦料。石灰石粉是以生產石灰石碎石和機制砂時產生的石粉和石屑為原料，進一步磨制成粒徑不大于10 μm的細粉，其主要特點是易于粉磨、低反應活性，混凝土具有較好的減水和填充效應，并且產地較廣，是發展前景較好的一種礦料。大量文獻表明[2-4]石灰石粉不完全惰性，它參與混凝土水化，后期可以生成三碳水化鋁酸鈣和單碳水化鋁酸鈣，因此具有良好的摻入前景，石灰石粉部分或全部取代傳統的礦物摻合料，可以緩解現有礦物摻合料供應緊張問題，可以降低混凝土生產成本。國家于2014年頒布了JGJ/T 318—2014石灰石粉在混凝土中應用技術規程。該規程詳細規定了對摻入石灰石粉的性能、比例、施工工藝、質量檢驗要求。為了研究石灰石粉—粉煤灰復摻對混凝土和易性的影響，本試驗采用石灰石粉以不同比例等量取代粉煤灰，探討石灰石粉對混凝土拌合物的和易性的影響。

1 試驗材料與方法

1.1試驗材料

1)水泥采用P.O42.5級水泥。其化學組成見表1。

表1 水泥物理技術指標

2)粉煤灰和石灰石粉。

采用Ⅲ級F類粉煤灰，三氧化硫、游離氧化鈣等含量均符合相應要求，石灰石粉45 μm篩余量為10%。

3)細骨料。

采用2區級配中砂。

4)粗骨料。

采用粒徑5 mm～20 mm碎石，連續級配。

5)水。

采用飲用自來水。

1.2試驗方法

表2 不同摻合料組合的混凝土配合比 %

表3 不同組合摻合料對混凝土工作性能和強度的影響

本試驗研究按等量代替，不同比例的石灰石粉代替粉煤灰對混凝土和易性的影響，流動性測試采用坍落度的方法測試了即時流動性和延時流動性。混凝土配制時，固定水膠比和砂率不變，粉煤灰代替水泥的比例分別為10%，15%，20%，石灰石粉取代粉煤灰的比例分別為15%，30%，45%，60%，75%，每組做一基準試樣(不加石灰石粉)，即石灰石粉代替粉煤灰的比例為0，具體代替比例見表2。

本試驗混凝土的配合比設計參考JGJ 55普通混凝土配合比設計規程有關規定，按照鋼筋混凝土類型設計，水膠比大于0.4，石灰石粉的最大摻入量為15%[5]，均符合規程要求。

2 結果與分析

摻入石灰石粉后混凝土的流動性見表3。

試驗參考GB/T 50152—2012對混凝土坍落度進行測定。由表3可以看出，在固定水膠比和砂率不變的情況下，摻石灰石粉的混凝土整體性能優于未摻石灰石粉的。摻入石灰石粉的流動性整體比未摻石灰石粉的流動性大，且粘聚性和保水性較好。隨著石灰石粉代替量的增加，混凝土流動性趨于變大，同時粘聚性、保水性良好；延時坍落度的損失也較少。但超過一定范圍之后，流動性下降，且粘聚性、保水性開始變差，且延時坍落度損失較多。本試驗表明，代替量超過粉煤灰的比例未超過45%，流動性增加，并且延時流動性變好，流動性損失較少，此性質對于遠距離運輸或泵送混凝土尤為重要。主要原因在于石灰石粉較細且光滑，填充之后，會一定程度減少水泥的絮凝作用，從而增大流動性。但當代替比例超過60%后，整體性能開始變差，主要原因在于石灰石粉較細，需要較多水去濕潤，從而流動性出現下降。

3 結語

石灰石粉按不同比例代替粉煤灰，可以改變混凝土的和易性。代替量在45%以內時，混凝土和易性變好，特別是延時流動性損失較小，但超過45%后，和易性變差，延時流動性損失較大。

[1] 楊 柳，宋少民.石灰石粉與礦物摻和料復摻對混凝土工作性能及強度的影響[J].北京建筑工程學院學報，2010(2)：49-52.

[2] 張大康.高細石灰石粉與礦渣粉復合配制高強水泥試驗研究[J].水泥，2005(9)：1-7.

[3] 熊遠柱，萬慧文.石灰石粉對混凝土性能的影響[J].混凝土，2010(9)：89-91.

[4] 馮慶革.石灰石粉-粉煤灰-礦粉多元復摻對混凝土性能的影響[J].混凝土，2014(8)：68-70.

[5] JGJ/T 318—2014，石灰石粉在混凝土中應用技術規程[S].

Theeffectoflimestonepowderwhichequallyreplacedflyashontheconcreteperformance★

LiKaiXiaZhangLiuShijieZhangChenkanYanDepeng

(SchoolofCivilEngineering,QingdaoInstituteofTechnology,Jiaozhou266300,China)

Limestone powder is a common building material. What are the effects on the workability and strength of the concrete when limestone powder was added into the concrete. In order to explore the change of the concrete workability and strength after the flyash was equally replaced by limestone powder, this experiment studied that the impact of limestone which is according to the different proportion to instead of the flyash on concrete workability and strength. The result shows that the proper amount of adding limestone powder on the workability and strength of concrete are certain improved, the amount of limestone powder on the amount of flyash to replace within 45%, the slump difference was decreased, and the strength doesn’t change much. When replacing more than 45%, the strength was decreased.

limestone powder, flyash, slump difference, workability, strength

1009-6825(2017)30-0106-02

2017-08-15★:青島工學院2017年度大學生科技創新基金資助項目(基金號：2017CX036)

李 凱(1995- ),男,在讀本科生; 夏 彰(1996- ),男，在讀本科生； 劉世杰(1995- )，男，在讀本科生；張晨侃(1996- )，男，在讀本科生； 閆德鵬(1994- )，男，在讀本科生

TU502

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