石灰石粉在混凝土中的研究与运用探析

林鹏辉

(深圳市福盈混凝土有限公司， 广东 深圳 518000)

石灰石粉在混凝土中的研究与运用探析

林鹏辉

(深圳市福盈混凝土有限公司， 广东 深圳 518000)

随着社会经济和科学技术发展水平的发展，对工程的质量要求的越来越高，而混凝土作为工程中的主要组成部分，对混凝土质量的要求也在提高。矿物掺合料已经成为现代混凝土不可缺少的组分。但随着我国基础建设的大规模展开，粉煤灰、矿渣粉等传统矿物掺合料在一些地区日益紧缺。而石灰石粉作为容易获取、质优价廉的新型矿物掺合料已在行业内逐步得到应用，这可以在一定程度上提高资源的利用效率，在保护生态环境方面具有非常明显的积极作用。本文以主要对石灰石粉在混凝土中的具体应用展开研究，以期可以为混凝土新材料的应用积累一些经验。

石灰石粉；聚羧酸外加剂；外掺料

0 前言

就目前来看，用石灰石粉取代胶凝材料配制混凝土，可以降低混凝土的水化热，降低混凝土单位体积的用水量。研究不同石灰石粉掺量的混凝土的抗压强度和工作性能，可以进一步了解石灰石粉掺入量对混凝土的各方面性能的影响，从而确定实际生产中石灰石粉的合适用量。

1 试验研究的简单概述

（一）主要原材料

本次使用的原材料如下：

水泥：华润P·O42.5，28d强度为48.9MPa；

粉煤灰：Ⅱ级、细度为18.9%、需水量96%、烧失量3.38%；

矿粉：S95级、密度2.89g/cm 、比表面积425m2/kg、28天的活性指数为99%；砂子：水洗中砂，细度模数2.5，泥块含量0.2%、含泥量为0.5%；

石子：惠州5-25mm的连续级配碎石，含泥量0.2%、压碎指标为9.7%；外加剂：中铁四威RAWY101型聚羧酸高性能减水剂，减水率为28%；

石灰石粉：是由某采矿场的生产尾料进行加工粉磨得到的石灰石粉，成品经45μm筛筛余为20.6%，密度为2.51g/cm ，甲蓝值为1.0g/kg。同时采用相同的净浆试验方法与粉煤灰进行对比，净浆流动度基本相同。（粉煤灰的净浆流动度为200mm，石灰石粉的净浆流动度为205mm）

（二）研究方案

考虑到石灰石粉在实际生产中运用可视为一种胶凝材料，取代混凝土的胶凝材料。因此试验采用石灰石粉和粉煤灰分别取代水泥进行对比试验，主要探索混凝土的工作性、抗压强度以及混凝土的外观观感上的差异。取代用量分别为30kg，60kg，90kg，120kg。具体试验配合比如下：

表1 试验配比

2 试验结果及分析

（一）试配混凝土的工作性能及凝结时间见表2：

混凝土试配结果表明，在掺量为30kg、60kg，90kg时，掺石灰石粉和掺粉煤灰的混凝土坍落度和扩展度以及坍落度经时损失、凝结时间基本相同，而且与掺粉煤灰混凝土相比不会增加外加剂的用量。随着混凝土中的石灰石粉掺量的增加，混凝土的坍落度和扩展度有一定程度的改善，这说明石灰石粉的加入对聚羧酸外加剂的使用不但没有影响反而有利于改善混凝土的坍落度和扩展度，这是因为粉料中的球状因子有利于改善浆体的流动性，而石灰石粉的球状因子比水泥要大一些。因此,使用石灰石粉可以改善水泥浆体的流动性［1］，

表2 混凝土工作性能及凝结时间

但是在继续增加石灰石粉的掺量时，混凝土的和易性与掺90kg时基本一致且和易性比掺粉煤灰的混凝土差。这可能是由于石灰石粉的细度填充效存在一定的边际效益。而粉煤灰除了填充效应外，由于玻璃微珠的存在还有润滑效应，可以更好的改善混凝土的和易性。

（二）试配混凝土的力学性能见表3

表3 试配混凝土力学性能

试验发现掺石灰石粉的混凝土在7天及28天龄期时与掺粉煤灰的混凝土强度偏低，但相差不大，这主要是由于石灰石粉与粉煤灰一样具有微集料的填充效应[2]，可填充混凝土中的微小缝隙。但在60天强度上可以看出掺石灰石粉的混凝土后期强度的增长幅度比粉煤灰混凝土低。这主要是由于石灰石粉虽然有一定的活性[3]，但活性较粉煤灰差，而填充效应具有一定的极限。因此其后期的强度增长不如掺粉煤灰的混凝土。

（三）混凝土外观观感

试验中采用分别浇筑两块体积为1.5m×1.5m×0.3m的混凝土块，用以观察混凝土的外观质量。试验发现掺石灰石粉的混凝土外观颜色较浅但颜色较为均匀一致，而掺粉煤灰的混凝土颜色较为发黑，但是局部色差较为明显。

这是由于石灰石粉是由石矿尾料粉末而成，粉料颜色较白且杂质较少，而粉煤灰的颜色受燃煤的质量、燃烧工艺的因素影响，自身成份波动范围很大，甚至可能有诸如重油一类的杂质存在，因此会对混凝土造成一定的色差。

3 主要结论1、通过实验后发现，与掺粉煤灰的混凝土相比，在不同掺量的试验中，掺石灰石粉的混凝土坍落度和扩展度以及坍落度经时损失、凝结时间与掺粉煤灰的混凝土基本相同，石灰石粉的掺入不会对原有的外加剂应用产生影响。

2、从混凝土拌合物的状态来看，随着石灰石粉掺量的逐渐增加混凝土的流动性也变得越来越好；且混凝土两个小时的经时损失与掺粉煤灰混凝土基本相同。但由于石灰石粉的填充和形态效应存在一定的边际效应，石灰石粉掺量过大混凝土和易性反而有所下降。

3、掺入石灰石粉的混凝土早期抗压强度与掺粉煤灰混凝土的抗压强度基本持平，在28天龄期，掺石灰石粉的混凝土整体强度比掺粉煤灰混凝土偏低，但是减低幅度不大。从 60天龄期强度看，由于石灰石粉的活性较低，后期强度的增长幅度比掺粉煤灰的混凝土低。但是低活性的特性又有利于控制混凝土的水化热，减缓混凝土中胶材的水化进程，与聚羧酸外加剂的低收缩特性相结合更有利于控制混凝土的裂缝。因此在混凝土设计配合比及使用上应充分考虑此因素，加以合理利用。

5、掺石灰石粉的混凝土外观感观较好，可研究应用于清水混凝土，预置构件等对混凝土外观要求较高的特殊混凝土上。

[1]涂成厚.石灰石粉的应用 国外建材科技[J].1999，20(4)：47-47.

[2]李瑶 ，苏礼清 ，闫学良.超细石灰石粉用于配制高强高性能混凝土的研究[J].江苏建材 ，2008(3)：28-28.

[3]杨华山，方坤河，涂胜金，杨惠芬.石灰石粉在水泥基材料中的作用及其机理[J].混凝土，2006（6）：32-35

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