石灰石粉掺合料在混凝土中的应用研究

王树义，任永义

（珠江水利科学研究院，广东 广州 510611）

某水电站工程周边存在大量石灰石资源，如果使用石灰石粉作为掺合料使用，不仅可以满足工程建设的质量，也可节约建设成本，同时拓宽了现行混凝土矿物掺合料的种类，有着非常重要的社会经济价值和良好的应用前景。因此有必要对掺石灰石粉混凝土的各种性能进行具体的试验研究工作，通过一系列的试验研究成果，为石灰石粉掺合料混凝土应用于高原水电工程提供更多的技术支持，并且提出能够满足工程设计要求的混凝土试验成果，达到经济合理的目的，且保证工程的顺利施工。

1 原材料

1.1 水 泥

试验采用西藏山南华新水泥股份有限公司生产的中热42.5水泥，28 d抗压强度54.9 MPa，7 d水化热271 kJ/kg，各项指标均满足GB200-2003规范要求。

1.2 粉煤灰

试验采用甘肃西固宏大电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，细度19.2%，需水量比99.1%，28 d活性指数72.8%，粉煤灰各项指标均满足GB/T5055-2005规定的II级灰要求。

1.3 外加剂

试验采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-Ⅱ减水剂和JM-2000引气剂，JM-Ⅱ减水剂掺量为0.7%的条件下减水率19.5%，28 d抗压强度比134%；JM-2000引气剂掺量为0.006%的条件下含气量5.3%，减水率6.5%，28 d抗压强度比90%，两种外加剂各项检测指标均满足DL/T5100-1999规范要求。

1.4 细骨料

细骨料为片麻花岗岩人工砂，细度模数2.69，石粉含量15.2%，表观密度2650 kg/m3，吸水率1.0%。

1.5 粗骨料

粗骨料为片麻花岗岩人工骨料，表观密度2670 kg/m3，吸水率0.6%，压碎指标值9.1%。1.6石灰石粉工程使用的石灰石粉表观密度2720 kg/m3，细度7.2%，需水量比101%，28 d活性指数67.5%。

2 掺石灰石粉混凝土性能试验

为进一步研究不同掺量石灰石粉对混凝土性能的影响，进行了掺石灰石粉混凝土性能试验。试验内容主要为：混凝土拌合物性能、力学性能、耐久性能、变形性能以及热学性能等。试验结果表明。

1）掺石灰石粉混凝土比素混凝土的单位用水量增加2 kg/m3。

2）掺石灰石粉混凝土比素混凝土的含气量有所降低，且随着石灰石粉掺量的提高，混凝土含气量也相应降低。

3）掺石灰石粉混凝土比素混凝土的凝结时间均有所延缓，且随着石灰石粉掺量的提高，混凝土的凝结时间也相应延缓。

4）在水胶比不变的条件下，掺石灰石粉比素混凝土的抗压强度要低。

5）从抗压强度发展趋势看，掺石灰石粉早期抗压强度增长速度较快，后期抗压强度增长速度趋于缓慢。

6）在水胶比同为0.45的条件下，掺石灰石粉混凝土的抗渗指标均大于W12，抗冻指标均能达到F200。

7）掺石灰石粉混凝土与素混凝土抗压弹性模量值基本接近。

8）掺石灰石粉混凝土比素混凝土的极限拉伸值要低，表明极限拉伸值主要与混凝土的强度有关，混凝土强度越高，极限拉伸值也越大。

9）掺石灰石粉混凝土比素混凝土干缩率要低。

10）掺石灰石粉混凝土比素混凝土28 d绝热温升值要低，但掺石灰石粉混凝土早期绝热温升值增长较快。

3 工程实际应用

该水电工程在大坝内部进行了掺石灰石粉混凝土施工，仓面四周采用钢模板，混凝土设计指标为C9025W8F100，石灰石粉掺量为30%。根据试验检测结果，该部位混凝土实测抗压强度、抗渗指标及抗冻指标均能满足混凝土设计指标要求。

为避免混凝土产生裂缝，混凝土浇筑后采取常规养护方式，即混凝土浇筑完毕后立即覆盖保温板，12 h～18 h内及时进行洒水养护，保持混凝土表面湿润。经28 d养护后检测，未发现混凝土表面产生裂缝。

4 结 语

通过对掺石灰石粉混凝土的一系列性能试验结果来看，石灰石粉掺合料用于大体积混凝土的施工方案是可行的，一方面可以就近取材同时拓宽了现行混凝土矿物掺合料的种类，确保混凝土施工质量；另一方面还可以加快工程建设进度，同时节省大量的工程建设成本。