石灰石粉混凝土抗压强度试验研究

续聪聪 袁鹏飞 张 洁

(山东明达建筑科技有限公司，山东 商河 251600)



石灰石粉混凝土抗压强度试验研究

续聪聪 袁鹏飞 张 洁

(山东明达建筑科技有限公司，山东 商河 251600)

使用3种粒径，4种掺量的石灰石粉等质量取代部分水泥，设计了石灰石粉混凝土，通过对C30混凝土拌合物进行抗压强度试验研究，找出了在不同粒径、不同掺量条件下，石灰石粉对混凝土抗压强度的影响规律。

石灰石粉，C30混凝土，抗压强度，水泥

0 引言

随着我国城镇化进程的不断加快，混凝土的需求量日益加大。混凝土的大量生产使得水泥的产量逐年加大，根据欧洲水泥协会的统计：2013年，全球水泥总产量达40亿t，其中仅中国水泥总产量就占全球总产量的58.6%[1]。水泥的大规模生产，使得燃煤和电能的消耗加剧，温室气体的排放量也因此急剧增长，严重污染了环境。因此，近年来，研究人员一直在寻找能够替代或减少水泥用量的材料，而石灰石的储量大、容易开采，将石灰石、石屑进行加工，制成石灰石粉，来替代部分水泥制备混凝土，符合可持续发展的要求，具有环境破坏小、能源消耗低、经济效益高等优点[2]。

1 试验

1.1 原材料

石子采用5 mm～20 mm连续级配石灰质碎石，针、片状颗粒含量2%，泥含量0.1%，泥块含量0.04%，压碎值指标5%；砂子采用0 mm～3 mm连续级配河砂，中砂，细度2.5，含泥量0.4%，泥块含量0.08%；采用42.5普通硅酸盐水泥；拌合用水为普通饮用自来水；石灰石粉采用破碎粉磨而成的粒径为25 μm,50 μm,75 μm的三种石灰石粉粉末，其化学成分如表1所示；外加剂采用TS-JSB聚羧酸减水剂，pH值5.1，密度1.02 g/mL，水泥净浆流动度250 mm，含固量13.3%。

表1 石灰石粉的化学成分

1.2 配合比设计

采用不同掺量的石灰石粉等质量替代部分水泥，制备C30混凝土，其配合比如表2所示。

表2 C30混凝土配合比 kg/m3

1.3 试件制备

参照GB 50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准中的规定，制作C30混凝土立方体抗压强度试验所用的试件。经测定，此次制成的C30混凝土拌合物的坍落度大于70 mm，因此应该使用捣棒进行人工捣实。插捣时，每次插捣次数为每100 cm2不小于12次，插捣结束后立即用橡皮锤轻击试模四周，当观察到插捣时产生的空洞消失后，停止敲击[3]。试件成型后，立即使用不透水薄膜覆盖试件表面。试件采用标准养护，在环境温度为(20±5)℃的条件下静置1～2昼夜，然后进行编号、拆模。拆模后，立即放入温度(20±2)℃，相对湿度95%以上的标准养护室中进行养护。根据试件的不同破型时间，养护龄期分为3 d,7 d,28 d,56 d 和90 d共5个龄期，其中龄期超过28 d的试件在28 d后放到阴凉干燥的室内再进行自然养护至56 d和90 d[4]。

1.4 试验方法

通过采用压力试验机，测得混凝土立方体抗压强度，每一龄期制作一组，每组为三个同时制作并同条件养护的混凝土试件，将三个试件测得的数值求平均值，作为该组试件的抗压强度值(当三个数值中的最大值或最小值中有一个与中间值之差大于中间值的15%时，则把最大值、最小值都舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如最大值和最小值与中间值之差都大于中间值的15%，则该组试件测定结果无效)[5]。

2 试验结果

掺石灰石粉粒径为25 μm的C30混凝土立方体抗压强度试验结果，如表3所示。由表3可知，随着石灰石粉掺量的增加，抗压强度先提高后降低。石灰石粉掺量达到10%时的混凝土抗压强度提高最大，各龄期的强度值分别提高约44%,36%,28%,26%和23%，石灰石粉对混凝土早期强度的提高作用大于后期；石灰石粉最大掺量约为15%，掺量低于15%时，混凝土抗压强度比无石灰石粉时的混凝土抗压强度高。

表3 粒径为25 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方体抗压强度

掺石灰石粉粒径为50 μm的C30混凝土立方体抗压强度试验结果，如表4所示。由表4可知，随着石灰石粉掺量的增加，抗压强度先提高后降低，石灰石粉掺量达到5%时混凝土的抗压强度提高最大，各龄期强度值分别提高约32%,30%,21%,19%和18%，石灰石粉对混凝土早期强度的提高作用大于后期；石灰石粉最大掺量约为10%，掺量低于10%时，混凝土抗压强度比无石灰石粉时的混凝土抗压强度高。

表4 粒径为50 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方体抗压强度

掺石灰石粉粒径为75 μm的C30混凝土立方体抗压强度试验结果，如表5所示。由表5可知，随着石灰石粉掺量的增加，抗压强度先提高后降低，石灰石粉掺量达到5%时混凝土的抗压强度提高最大，各龄期强度值分别提高约25%,23%,18%,17%和17%，石灰石粉对早期强度的提高作用大于后期；石灰石粉最大掺量约为10%，掺量低于10%时，混凝土抗压强度比无石灰粉时的混凝土抗压强度高。

表5 粒径为75 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方体抗压强度

3 结语

石灰石粉粒径为25 μm时的混凝土立方体抗压强度的提高最大。并且随着石灰石粉掺量的增加，不同粒径石灰石粉制成的混凝土拌合物的强度先提高再降低。而且存在石灰石粉的最佳性能掺量，在达到最大掺量之前，掺石灰石粉的混凝土的强度要高于无石灰石粉的混凝土的强度。并且在不同的混凝土龄期时，石灰石粉对混凝土抗压强度的影响程度不同，随着龄期的增加，石灰石粉对混凝土强度的影响不断下降，换言之，石灰石粉对混凝土早期强度的影响程度要比对后期强度的影响程度明显。

[1] 李光伟,邓长军.藏木水电站大坝掺石灰石粉混凝土性能研究[J].水利水运工程学报,2012(6):16-20.

[2] 肖国平.石灰石粉取代粉煤灰在藏木水电站应用的直接投资初探[J].水电站设计,2014,30(4):89-102.

[3] 李光伟,肖延亮.高石粉含量人工砂在锦屏一级水电站中的应用[J].商品混凝土,2009(9):45-48.

[4] 陈兆文.棉花滩水电站高石粉人工砂混凝土性能试验研究[J].水力发电,2001(7):32-35.

[5] 曲登举,解 挺.石灰岩粉作为混凝土掺合料的应用与研究[J].水利水电施工,2011(1):68-71.

Experimental study on compressive strength of limestone concrete

Xu Congcong Yuan Pengfei Zhang Jie

(ShandongMingdaBuildingTechnologyCo.,Ltd,Shanghe251600,China)

Limestone cement concrete was designed by using 3 kinds of particle size and 4 kinds of content limestone powder. Experimental study on compressive strength of C30 concrete mixture. The effect of limestone powder with different particle size and content on the compressive strength of concrete was studied.

limestone powder, C30 concrete, compressive strength, cement

1009-6825(2017)11-0128-02

2017-02-08

续聪聪(1987- )，男，助理工程师

TU521

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