石灰石粉等量代替粉煤灰对混凝土性能的影响★

李 凯 夏 彰 刘世杰 张晨侃 闫德鹏

(青岛工学院土木工程学院，山东 胶州 266300)

石灰石粉等量代替粉煤灰对混凝土性能的影响★

李 凯 夏 彰 刘世杰 张晨侃 闫德鹏

(青岛工学院土木工程学院，山东 胶州 266300)

石灰石粉是常见的建筑材料，石灰石粉掺入混凝土中，对混凝土和易性以及强度有何影响，为了探究石灰石粉对粉煤灰等量代替后混凝土和易性以及强度的变化，本实验研究了石灰石粉按不同的比例代替粉煤灰对混凝土和易性以及强度的影响。试验结果表明:适量掺入石灰石粉对混凝土的和易性及强度都得到一定的改善，在石灰石粉对粉煤灰的等量代替量在45%以内时，坍落度差减小,强度变化不大;当代替量超过45%时，强度降低。

石灰石粉,粉煤灰,坍落度差,和易性,强度

0 引言

和易性是衡量混凝土拌合物主要性能，和易性与混凝土的施工工艺密切相关，和易性包括流动性、粘聚性、保水性，和易性好的混凝土拌合物方便施工，成型密实。

为了改善混凝土的和易性，人们不断寻找新的矿物掺合料。混凝土的掺合料当前比较成熟的有粉煤灰、矿粉、硅粉等，这些复合材料的单掺技术已经比较成熟。但这些矿物掺合料分布不是特别广泛，特别是西南地区优质矿料供应紧缺[1]，急需寻找一种就近取材的矿料。石灰石粉是以生产石灰石碎石和机制砂时产生的石粉和石屑为原料，进一步磨制成粒径不大于10 μm的细粉，其主要特点是易于粉磨、低反应活性，混凝土具有较好的减水和填充效应，并且产地较广，是发展前景较好的一种矿料。大量文献表明[2-4]石灰石粉不完全惰性，它参与混凝土水化，后期可以生成三碳水化铝酸钙和单碳水化铝酸钙，因此具有良好的掺入前景，石灰石粉部分或全部取代传统的矿物掺合料，可以缓解现有矿物掺合料供应紧张问题，可以降低混凝土生产成本。国家于2014年颁布了JGJ/T 318—2014石灰石粉在混凝土中应用技术规程。该规程详细规定了对掺入石灰石粉的性能、比例、施工工艺、质量检验要求。为了研究石灰石粉—粉煤灰复掺对混凝土和易性的影响，本试验采用石灰石粉以不同比例等量取代粉煤灰，探讨石灰石粉对混凝土拌合物的和易性的影响。

1 试验材料与方法

1.1试验材料

1)水泥采用P.O42.5级水泥。其化学组成见表1。

表1 水泥物理技术指标

2)粉煤灰和石灰石粉。

采用Ⅲ级F类粉煤灰，三氧化硫、游离氧化钙等含量均符合相应要求，石灰石粉45 μm筛余量为10%。

3)细骨料。

采用2区级配中砂。

4)粗骨料。

采用粒径5 mm～20 mm碎石，连续级配。

5)水。

采用饮用自来水。

1.2试验方法

表2 不同掺合料组合的混凝土配合比 %

表3 不同组合掺合料对混凝土工作性能和强度的影响

本试验研究按等量代替，不同比例的石灰石粉代替粉煤灰对混凝土和易性的影响，流动性测试采用坍落度的方法测试了即时流动性和延时流动性。混凝土配制时，固定水胶比和砂率不变，粉煤灰代替水泥的比例分别为10%，15%，20%，石灰石粉取代粉煤灰的比例分别为15%，30%，45%，60%，75%，每组做一基准试样(不加石灰石粉)，即石灰石粉代替粉煤灰的比例为0，具体代替比例见表2。

本试验混凝土的配合比设计参考JGJ 55普通混凝土配合比设计规程有关规定，按照钢筋混凝土类型设计，水胶比大于0.4，石灰石粉的最大掺入量为15%[5]，均符合规程要求。

2 结果与分析

掺入石灰石粉后混凝土的流动性见表3。

试验参考GB/T 50152—2012对混凝土坍落度进行测定。由表3可以看出，在固定水胶比和砂率不变的情况下，掺石灰石粉的混凝土整体性能优于未掺石灰石粉的。掺入石灰石粉的流动性整体比未掺石灰石粉的流动性大，且粘聚性和保水性较好。随着石灰石粉代替量的增加，混凝土流动性趋于变大，同时粘聚性、保水性良好；延时坍落度的损失也较少。但超过一定范围之后，流动性下降，且粘聚性、保水性开始变差，且延时坍落度损失较多。本试验表明，代替量超过粉煤灰的比例未超过45%，流动性增加，并且延时流动性变好，流动性损失较少，此性质对于远距离运输或泵送混凝土尤为重要。主要原因在于石灰石粉较细且光滑，填充之后，会一定程度减少水泥的絮凝作用，从而增大流动性。但当代替比例超过60%后，整体性能开始变差，主要原因在于石灰石粉较细，需要较多水去湿润，从而流动性出现下降。

3 结语

石灰石粉按不同比例代替粉煤灰，可以改变混凝土的和易性。代替量在45%以内时，混凝土和易性变好，特别是延时流动性损失较小，但超过45%后，和易性变差，延时流动性损失较大。

[1] 杨 柳，宋少民.石灰石粉与矿物掺和料复掺对混凝土工作性能及强度的影响[J].北京建筑工程学院学报，2010(2)：49-52.

[2] 张大康.高细石灰石粉与矿渣粉复合配制高强水泥试验研究[J].水泥，2005(9)：1-7.

[3] 熊远柱，万慧文.石灰石粉对混凝土性能的影响[J].混凝土，2010(9)：89-91.

[4] 冯庆革.石灰石粉-粉煤灰-矿粉多元复掺对混凝土性能的影响[J].混凝土，2014(8)：68-70.

[5] JGJ/T 318—2014，石灰石粉在混凝土中应用技术规程[S].

Theeffectoflimestonepowderwhichequallyreplacedflyashontheconcreteperformance★

LiKaiXiaZhangLiuShijieZhangChenkanYanDepeng

(SchoolofCivilEngineering,QingdaoInstituteofTechnology,Jiaozhou266300,China)

Limestone powder is a common building material. What are the effects on the workability and strength of the concrete when limestone powder was added into the concrete. In order to explore the change of the concrete workability and strength after the flyash was equally replaced by limestone powder, this experiment studied that the impact of limestone which is according to the different proportion to instead of the flyash on concrete workability and strength. The result shows that the proper amount of adding limestone powder on the workability and strength of concrete are certain improved, the amount of limestone powder on the amount of flyash to replace within 45%, the slump difference was decreased, and the strength doesn’t change much. When replacing more than 45%, the strength was decreased.

limestone powder, flyash, slump difference, workability, strength

1009-6825(2017)30-0106-02

2017-08-15★:青岛工学院2017年度大学生科技创新基金资助项目(基金号：2017CX036)

李 凯(1995- ),男,在读本科生; 夏 彰(1996- ),男，在读本科生； 刘世杰(1995- )，男，在读本科生；张晨侃(1996- )，男，在读本科生； 闫德鹏(1994- )，男，在读本科生

TU502

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