磨細石粉在混凝土實際生產中的應用

強炳嘉，何玉龍

（長春冀東水泥混凝土有限公司，吉林 長春 130031）

0 引言

隨著我國經濟建設的不斷發展，建筑行業得到了蓬勃發展。商品混凝土同時也成為建筑行業不可少的建筑材料。近幾年來，建材行業的許多專家學者對于商品混凝土中的配合比應用做出了大量的研究，從早期的單純使用水泥粉劑逐步發展到現如今的使用部分礦物摻合料替代水泥，不僅提高了混凝土的耐久性和密實性，而且從環保意義上較少了污染，提高了廢物利用，從經濟意義上一定程度達到了降本增效的目的。本文主要研究在現如今礦物摻合料替代部分水泥的基礎上使用磨細石粉替代部分摻合料，進一步改善混凝土粉劑的級配，提高工作性能以及進一步達到降本增效的目的（據目前市場調查，市場中粉煤灰價格大約為110元/噸，磨細石粉價格為65元/噸）。

1 試驗概況

1.1 試驗原材料

石粉：普通石灰石磨細所得，比表面積 400m2/kg。

水泥：冀東水泥 P·O42.5 級普通硅酸鹽水泥3天抗折、抗壓強度分別為 5.7MPa、29.1MPa，28 天抗折、抗壓強度分別為 8.7MPa、51.2MPa。

粉煤灰：采用 Ⅱ 級灰，細度（45μm 篩余）12.5%，需水量比為 100%。

外加劑：聚羧酸外加劑，減水率減水率不小于25%。

粗骨料：采用為 5～25mm 連續級配的碎石，表觀密度 2780kg/m3，堆積密度 1640kg/m3，壓碎值<8%。

細骨料：天然河砂，細度模數 3.2μm，粗砂，表觀密度 2560kg/m3，堆積密度 1840kg/m3。

1.2 主要試驗儀器

混凝土攪拌機，型號 HJW60?；炷量箟涸囼灆C：規格為 100mm×100mm×100mm 的工程塑料模具和其他輔助試驗必要的器具。

1.3 試驗方法設計

本文主要研究混凝土中摻加磨細石粉后對自身狀態改善及抗壓強度的影響規律并得出石粉替代礦物摻合料的最佳取代量。本試驗以 C30 混凝土配合比研究石粉對混凝土性能的影響。固定水泥摻量，以石粉等質量取代粉煤灰，石粉取代率分別為 0%、5%、10%、15%、20% 和 25%，具體配合比用量見表 1，整個試驗通過調整外加劑用量將坍落度控制在 200mm，按照國家標準GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行測定，設置3天、7 天、28 天不同齡期，時間成型后放入標準養護室進行養護，并于相應日期測定抗壓強度。

2 試驗結果與分析

2.1 試驗結果

石粉對混凝土拌合物工作性能的影響見表 1。隨著石粉摻量的增加，拌合物的擴展度先增加后下降，拌合物的和易性有所改善，其原因是由于石粉的粒徑較水泥和粉煤灰小，填充了拌合物內部空隙進而改善了拌合物的流動性，起到集料的作用。當石粉摻量達到 20%，混凝土流動性下降，工作性能降低，當石粉摻量達到25%，外加劑用量開始急劇加大。這主要原因是長春地區石粉成分比較復雜，多孔雜質較多，過多的石粉摻量會對減水劑產生較大的吸附性，因此隨著石粉摻量的加大，外加劑用量也會逐漸增大。

2.2 混凝土抗壓強度分析

表2 是石粉摻量對混凝土立方體抗壓強度的影響，圖1是混凝土 3d、7d、28d 立方體抗壓強度折線圖。由圖1可見 3d 抗壓強度隨石粉摻量的增加抗壓強度有所提高，但是提高幅度較小。7d、28d 抗壓強度隨石粉摻量的增加先增加后降低，總體來看一定摻量的石粉對混凝土的抗壓強度有所提高，但超過 15% 以上的石粉摻加量，混凝土強度逐漸降低。這是由于石粉顆粒較水泥和粉煤灰小，雖然石粉為惰性摻合料，但在摻加量不大的情況下石粉顆粒填充了材料之間的微小間隙，起到了集料的作用，增加了混凝土的密實性，進而提高了混凝土的抗壓強度。若繼續增加石粉的摻量，石粉相對減少了粉煤灰的比例，減少了膠凝材料的活性，導致了強度急劇下降。石粉在混凝土中屬于惰性摻合料，前期抗壓強度主要是水泥水化的作用，隨著養護齡期的延長，粉煤灰的二次水化增加了混凝土的密實度，抗壓強度提高，但是石粉摻量過多相對減少膠凝組分，降低了混凝土的密實度，所以抗壓強度隨之下降。

表1 C30 混凝土配合比

表2 石粉摻量對混凝土立方體抗壓強度的影響

圖1 石粉摻量對不同齡期抗壓強度的影響

3 結論

以石粉按照 5%、10%、15%、20% 和 25% 摻量代替礦物摻合料進行混凝土試配作為課題研究，試驗結果表明：

（1）當細骨料級配不合理的情況下，適量摻加15% 石粉的混凝土可改善混凝土的工作性能。

（2）隨著石粉用量的持續加大，當超過 15% 石粉摻量后，混凝土的工作性能和抗壓強度逐漸降低。

（3）在工作性能和實況抗壓強度為最佳石粉摻量的情況下，可進一步降低成本，達到降本增效的目的。