磨细石粉在混凝土实际生产中的应用

强炳嘉，何玉龙

（长春冀东水泥混凝土有限公司，吉林 长春 130031）

0 引言

随着我国经济建设的不断发展，建筑行业得到了蓬勃发展。商品混凝土同时也成为建筑行业不可少的建筑材料。近几年来，建材行业的许多专家学者对于商品混凝土中的配合比应用做出了大量的研究，从早期的单纯使用水泥粉剂逐步发展到现如今的使用部分矿物掺合料替代水泥，不仅提高了混凝土的耐久性和密实性，而且从环保意义上较少了污染，提高了废物利用，从经济意义上一定程度达到了降本增效的目的。本文主要研究在现如今矿物掺合料替代部分水泥的基础上使用磨细石粉替代部分掺合料，进一步改善混凝土粉剂的级配，提高工作性能以及进一步达到降本增效的目的（据目前市场调查，市场中粉煤灰价格大约为110元/吨，磨细石粉价格为65元/吨）。

1 试验概况

1.1 试验原材料

石粉：普通石灰石磨细所得，比表面积 400m2/kg。

水泥：冀东水泥 P·O42.5 级普通硅酸盐水泥3天抗折、抗压强度分别为 5.7MPa、29.1MPa，28 天抗折、抗压强度分别为 8.7MPa、51.2MPa。

粉煤灰：采用 Ⅱ 级灰，细度（45μm 筛余）12.5%，需水量比为 100%。

外加剂：聚羧酸外加剂，减水率减水率不小于25%。

粗骨料：采用为 5～25mm 连续级配的碎石，表观密度 2780kg/m3，堆积密度 1640kg/m3，压碎值<8%。

细骨料：天然河砂，细度模数 3.2μm，粗砂，表观密度 2560kg/m3，堆积密度 1840kg/m3。

1.2 主要试验仪器

混凝土搅拌机，型号 HJW60。混凝土抗压试验机：规格为 100mm×100mm×100mm 的工程塑料模具和其他辅助试验必要的器具。

1.3 试验方法设计

本文主要研究混凝土中掺加磨细石粉后对自身状态改善及抗压强度的影响规律并得出石粉替代矿物掺合料的最佳取代量。本试验以 C30 混凝土配合比研究石粉对混凝土性能的影响。固定水泥掺量，以石粉等质量取代粉煤灰，石粉取代率分别为 0%、5%、10%、15%、20% 和 25%，具体配合比用量见表 1，整个试验通过调整外加剂用量将坍落度控制在 200mm，按照国家标准GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测定，设置3天、7 天、28 天不同龄期，时间成型后放入标准养护室进行养护，并于相应日期测定抗压强度。

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

石粉对混凝土拌合物工作性能的影响见表 1。随着石粉掺量的增加，拌合物的扩展度先增加后下降，拌合物的和易性有所改善，其原因是由于石粉的粒径较水泥和粉煤灰小，填充了拌合物内部空隙进而改善了拌合物的流动性，起到集料的作用。当石粉掺量达到 20%，混凝土流动性下降，工作性能降低，当石粉掺量达到25%，外加剂用量开始急剧加大。这主要原因是长春地区石粉成分比较复杂，多孔杂质较多，过多的石粉掺量会对减水剂产生较大的吸附性，因此随着石粉掺量的加大，外加剂用量也会逐渐增大。

2.2 混凝土抗压强度分析

表2 是石粉掺量对混凝土立方体抗压强度的影响，图1是混凝土 3d、7d、28d 立方体抗压强度折线图。由图1可见 3d 抗压强度随石粉掺量的增加抗压强度有所提高，但是提高幅度较小。7d、28d 抗压强度随石粉掺量的增加先增加后降低，总体来看一定掺量的石粉对混凝土的抗压强度有所提高，但超过 15% 以上的石粉掺加量，混凝土强度逐渐降低。这是由于石粉颗粒较水泥和粉煤灰小，虽然石粉为惰性掺合料，但在掺加量不大的情况下石粉颗粒填充了材料之间的微小间隙，起到了集料的作用，增加了混凝土的密实性，进而提高了混凝土的抗压强度。若继续增加石粉的掺量，石粉相对减少了粉煤灰的比例，减少了胶凝材料的活性，导致了强度急剧下降。石粉在混凝土中属于惰性掺合料，前期抗压强度主要是水泥水化的作用，随着养护龄期的延长，粉煤灰的二次水化增加了混凝土的密实度，抗压强度提高，但是石粉掺量过多相对减少胶凝组分，降低了混凝土的密实度，所以抗压强度随之下降。

表1 C30 混凝土配合比

表2 石粉掺量对混凝土立方体抗压强度的影响

图1 石粉掺量对不同龄期抗压强度的影响

3 结论

以石粉按照 5%、10%、15%、20% 和 25% 掺量代替矿物掺合料进行混凝土试配作为课题研究，试验结果表明：

（1）当细骨料级配不合理的情况下，适量掺加15% 石粉的混凝土可改善混凝土的工作性能。

（2）随着石粉用量的持续加大，当超过 15% 石粉掺量后，混凝土的工作性能和抗压强度逐渐降低。

（3）在工作性能和实况抗压强度为最佳石粉掺量的情况下，可进一步降低成本，达到降本增效的目的。