磨细石灰石粉在混凝土中应用的技术途径

黄振兴，曹养华，刘臻一

（1.温州华邦混凝土有限公司，浙江　温州　325000；2.杭州申华混凝土有限公司，浙江　杭州　311108）

磨细石灰石粉在混凝土中应用的技术途径

黄振兴1，曹养华2，刘臻一2

（1.温州华邦混凝土有限公司，浙江温州325000；2.杭州申华混凝土有限公司，浙江杭州311108）

本文通过大量试验，采用同一个基准配合比，以不同掺量磨细石灰石粉分别取代水泥、矿粉、粉煤灰；通过考察混凝土和易性、流动性和强度来寻找磨细石灰石粉在混凝土中应用的途径，以及取代胶材中水泥、矿粉、粉煤灰最佳掺量。

石灰石粉；掺量；混凝土和易性；流动性；混凝土强度

0　前言

矿物掺合料是混凝土中不可缺少的重要组分，随着我国基础建设的大规模展开，粉煤灰、磨细矿粉等传统的矿物掺合料日益紧缺；尤其是为了保护环境，使用煤做燃料的火力发电厂陆续关停，粉煤灰资源日益枯竭。石灰石粉作为储量巨大、容易获取、质优价廉的矿物掺合料在混凝土行业就逐渐得到认可和应用。在混凝土中掺加石灰石粉可以替代水泥、矿粉或粉煤灰，大大降低混凝土成本，同时还可以改善混凝土和易性、降低水化热，综合经济效益非常明显。

JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》已经于2014年2月10日发布，并且于2014年10月1日实施。该规程给广大混凝土技术工作者提供了又一个新型混凝土矿物掺合料——石灰石粉，并且规范了石灰石粉在混凝土中的应用技术。这就给广大混凝土技术工作者带来了新的技术课题，就是石灰石粉如何用于混凝土中？石灰石粉在混凝土中应用的技术途径有哪些？取代哪种胶材？取代的最佳比例是多少？

我公司技术人员从2014年下半年起，经过6个多月大量试验，找到了石灰石粉在混凝土中应用的不同途径，以及最佳掺量。

1　试验用原材料及试验思路思路

1.1试验用原材料

石粉：试验用石粉为浙江长兴县长兴华星钙业有限公司生产的石灰石粉。石粉的物理指标均按粉煤灰的检测规范检测，数据见表1。

表1　石灰石粉物理指标

从表1可以看出，该石灰石粉完全满足 JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》的相关技术要求。

水泥采用南方水泥厂生产的三狮牌 P·O42.5水泥；矿粉采用杭钢生产的 S95级磨细矿粉；粉煤灰采用长兴电厂 Ⅱ 级粉煤灰；砂采用鄱阳湖河砂、细度2.6；石子采用富阳石矿生产的5～25mm 连续粒级；外加剂采用天津雍阳生产的聚羧酸减水剂。以上原材料经检验完全满足相关国标技术要求。

1.2试验用基准配合比

试验用基准 C30配合比是以目前大多数混凝土公司通用的使用水泥、矿粉、粉煤灰三种胶材的普通 C30混凝土配合比为基准，见表2。

表2　试验用基准 C30配合比　kg/m3

1.3试验思路

以混凝土中最常用的 C30配合比为基准配合比，以不同掺量的石灰石粉分别取代粉煤灰、矿粉和水泥，通过考察混凝土和易性、流动性和混凝土强度变化曲线，找出石灰石粉取代粉煤灰、矿粉和水泥的最佳掺量。

2　试验数据

2.1石灰石粉取代粉煤灰

在 C30基准配合比的基础上，水泥、矿粉、砂、石子、水用量不变，通过用外加剂将出机坍落度调整到一致，石灰石粉以胶材总量的5%、10%、15%、20% 掺量代替粉煤灰。试验数据见表3。

表3石灰石粉代替粉煤灰后混凝土28d 强度及混凝土初始状态

从试验数据和不同掺量石灰石粉替代粉煤灰与混凝土28d 强度的关系可以看出，首先石灰石粉按胶材总量的10%取代粉煤灰时，强度最好；其次石灰石粉按按胶材总量的5%、10%、15%、20% 取代粉煤灰时，28d 混凝土强度都不低于基准混凝土28d 强度，从和易性上看，石灰石粉掺量对混凝土影响不大，也就是说，在占胶材总量20% 以下时石灰石粉可以完全取代粉煤灰。在为了保护环境、燃煤火力发电厂陆续关停，粉煤灰资源逐渐枯竭的今天，石灰石粉成为了替代粉煤灰的首选矿物掺合料。

2.2石灰石粉取代矿粉

在 C30基准配合比的基础上，水泥、粉煤灰、砂、石子、水用量不变，通过用外加剂将出机坍落度调整到一致，石灰石粉以胶材总量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的掺量代替矿粉。试验数据见表4。

从表4试验数据和不同掺量石灰石粉替代矿粉与混凝土28d 强度的关系可以直观地看出，石灰石粉按胶材总量的10% 取代矿粉时，强度最好。

表4石灰石粉代替矿粉后混凝土28d 强度及混凝土初始状态

2.3石灰石粉取代水泥

在 C30基准配合比的基础上，粉煤灰、矿粉、砂、石子、水用量不变，通过用外加剂将出机坍落度调整到一致，石灰石粉以胶材总量的5%、10%、15%、20%、25% 掺量代替水泥。试验数据见表5。从表5试验数据和不同掺量石灰石粉替代水泥与混凝土28d 强度的关系可以看出，石灰石粉按胶材总量的10% 取代水泥时，强度最好。

表5　石灰石粉代替水泥后混凝土28d 强度及混凝土初始状态

3　结论

（1）无论石灰石粉取代哪种胶材，最佳掺量都是10%，在这个掺量时无论取代粉煤灰、矿粉还是水泥，取代后混凝土的28d 强度都高于基准混凝土28d 强度5%～7%，并且是所有掺量中的最高值。因此，可以得出结论：石灰石粉取代粉煤灰、矿粉、水泥任何一种胶材的最佳掺量是胶材总量的10%。

（2）石灰石粉取代粉煤灰时，掺量一直提高到胶材总量的20% 时，混凝土28d 强度仍然与基准混凝土28d 强度持平。按普通 C30混凝土胶材总量380kg 计，掺量20% 时，石灰石粉可以取代76kg 粉煤灰，也就是说石灰石粉几乎可以完全取代粉煤灰。

（3）由于石灰石粉价格较低，无论取代粉煤灰、矿粉还是水泥，都能降低混凝土成本，尤其取代水泥时经济效益更大，能给混凝土生产厂家带来巨大的经济效益。

由上述分析可见，石灰石粉作为一种在全国资源分布极其广泛、储量巨大、加工简单（用现有的矿粉生产设备就可以生产，由于石料是干燥的，不像水渣需要烘干，并且硬度远远低于水渣，因此比矿粉的生产成本低），按一定比例（10%）掺入混凝土替代胶材后混凝土强度不仅不降低，还比基准混凝土强度高，混凝土的和易性、流动性也优于基准混凝土，同时还可以大幅降低混凝土成本。因此，石灰石粉在不久的将来，必将替代部分胶材，成为混凝土中不可或缺的优良矿物掺合料。

［通讯地址］浙江省温州市鹿城轻工业园区盛昌路1号温州华邦混凝土有限公司（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

黄振兴（1964—），男，研究生、 副总经理、总工程师，从事混凝土行业26年，参加过高铁、地铁、大型桥梁高强度、高性能混凝土的生产和供应，在国家级混凝土专业期刊发表论文20多篇。