磨細石灰石粉在混凝土中應用的技術途徑

黃振興，曹養華，劉臻一

（1.溫州華邦混凝土有限公司，浙江　溫州　325000；2.杭州申華混凝土有限公司，浙江　杭州　311108）

磨細石灰石粉在混凝土中應用的技術途徑

黃振興1，曹養華2，劉臻一2

（1.溫州華邦混凝土有限公司，浙江溫州325000；2.杭州申華混凝土有限公司，浙江杭州311108）

本文通過大量試驗，采用同一個基準配合比，以不同摻量磨細石灰石粉分別取代水泥、礦粉、粉煤灰；通過考察混凝土和易性、流動性和強度來尋找磨細石灰石粉在混凝土中應用的途徑，以及取代膠材中水泥、礦粉、粉煤灰最佳摻量。

石灰石粉；摻量；混凝土和易性；流動性；混凝土強度

0　前言

礦物摻合料是混凝土中不可缺少的重要組分，隨著我國基礎建設的大規模展開，粉煤灰、磨細礦粉等傳統的礦物摻合料日益緊缺；尤其是為了保護環境，使用煤做燃料的火力發電廠陸續關停，粉煤灰資源日益枯竭。石灰石粉作為儲量巨大、容易獲取、質優價廉的礦物摻合料在混凝土行業就逐漸得到認可和應用。在混凝土中摻加石灰石粉可以替代水泥、礦粉或粉煤灰，大大降低混凝土成本，同時還可以改善混凝土和易性、降低水化熱，綜合經濟效益非常明顯。

JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》已經于2014年2月10日發布，并且于2014年10月1日實施。該規程給廣大混凝土技術工作者提供了又一個新型混凝土礦物摻合料——石灰石粉，并且規范了石灰石粉在混凝土中的應用技術。這就給廣大混凝土技術工作者帶來了新的技術課題，就是石灰石粉如何用于混凝土中？石灰石粉在混凝土中應用的技術途徑有哪些？取代哪種膠材？取代的最佳比例是多少？

我公司技術人員從2014年下半年起，經過6個多月大量試驗，找到了石灰石粉在混凝土中應用的不同途徑，以及最佳摻量。

1　試驗用原材料及試驗思路思路

1.1試驗用原材料

石粉：試驗用石粉為浙江長興縣長興華星鈣業有限公司生產的石灰石粉。石粉的物理指標均按粉煤灰的檢測規范檢測，數據見表1。

表1　石灰石粉物理指標

從表1可以看出，該石灰石粉完全滿足 JGJ/T318－2014《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》的相關技術要求。

水泥采用南方水泥廠生產的三獅牌 P·O42.5水泥；礦粉采用杭鋼生產的 S95級磨細礦粉；粉煤灰采用長興電廠 Ⅱ 級粉煤灰；砂采用鄱陽湖河砂、細度2.6；石子采用富陽石礦生產的5～25mm 連續粒級；外加劑采用天津雍陽生產的聚羧酸減水劑。以上原材料經檢驗完全滿足相關國標技術要求。

1.2試驗用基準配合比

試驗用基準 C30配合比是以目前大多數混凝土公司通用的使用水泥、礦粉、粉煤灰三種膠材的普通 C30混凝土配合比為基準，見表2。

表2　試驗用基準 C30配合比　kg/m3

1.3試驗思路

以混凝土中最常用的 C30配合比為基準配合比，以不同摻量的石灰石粉分別取代粉煤灰、礦粉和水泥，通過考察混凝土和易性、流動性和混凝土強度變化曲線，找出石灰石粉取代粉煤灰、礦粉和水泥的最佳摻量。

2　試驗數據

2.1石灰石粉取代粉煤灰

在 C30基準配合比的基礎上，水泥、礦粉、砂、石子、水用量不變，通過用外加劑將出機坍落度調整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20% 摻量代替粉煤灰。試驗數據見表3。

表3石灰石粉代替粉煤灰后混凝土28d 強度及混凝土初始狀態

從試驗數據和不同摻量石灰石粉替代粉煤灰與混凝土28d 強度的關系可以看出，首先石灰石粉按膠材總量的10%取代粉煤灰時，強度最好；其次石灰石粉按按膠材總量的5%、10%、15%、20% 取代粉煤灰時，28d 混凝土強度都不低于基準混凝土28d 強度，從和易性上看，石灰石粉摻量對混凝土影響不大，也就是說，在占膠材總量20% 以下時石灰石粉可以完全取代粉煤灰。在為了保護環境、燃煤火力發電廠陸續關停，粉煤灰資源逐漸枯竭的今天，石灰石粉成為了替代粉煤灰的首選礦物摻合料。

2.2石灰石粉取代礦粉

在 C30基準配合比的基礎上，水泥、粉煤灰、砂、石子、水用量不變，通過用外加劑將出機坍落度調整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20%、25%、30%的摻量代替礦粉。試驗數據見表4。

從表4試驗數據和不同摻量石灰石粉替代礦粉與混凝土28d 強度的關系可以直觀地看出，石灰石粉按膠材總量的10% 取代礦粉時，強度最好。

表4石灰石粉代替礦粉后混凝土28d 強度及混凝土初始狀態

2.3石灰石粉取代水泥

在 C30基準配合比的基礎上，粉煤灰、礦粉、砂、石子、水用量不變，通過用外加劑將出機坍落度調整到一致，石灰石粉以膠材總量的5%、10%、15%、20%、25% 摻量代替水泥。試驗數據見表5。從表5試驗數據和不同摻量石灰石粉替代水泥與混凝土28d 強度的關系可以看出，石灰石粉按膠材總量的10% 取代水泥時，強度最好。

表5　石灰石粉代替水泥后混凝土28d 強度及混凝土初始狀態

3　結論

（1）無論石灰石粉取代哪種膠材，最佳摻量都是10%，在這個摻量時無論取代粉煤灰、礦粉還是水泥，取代后混凝土的28d 強度都高于基準混凝土28d 強度5%～7%，并且是所有摻量中的最高值。因此，可以得出結論：石灰石粉取代粉煤灰、礦粉、水泥任何一種膠材的最佳摻量是膠材總量的10%。

（2）石灰石粉取代粉煤灰時，摻量一直提高到膠材總量的20% 時，混凝土28d 強度仍然與基準混凝土28d 強度持平。按普通 C30混凝土膠材總量380kg 計，摻量20% 時，石灰石粉可以取代76kg 粉煤灰，也就是說石灰石粉幾乎可以完全取代粉煤灰。

（3）由于石灰石粉價格較低，無論取代粉煤灰、礦粉還是水泥，都能降低混凝土成本，尤其取代水泥時經濟效益更大，能給混凝土生產廠家帶來巨大的經濟效益。

由上述分析可見，石灰石粉作為一種在全國資源分布極其廣泛、儲量巨大、加工簡單（用現有的礦粉生產設備就可以生產，由于石料是干燥的，不像水渣需要烘干，并且硬度遠遠低于水渣，因此比礦粉的生產成本低），按一定比例（10%）摻入混凝土替代膠材后混凝土強度不僅不降低，還比基準混凝土強度高，混凝土的和易性、流動性也優于基準混凝土，同時還可以大幅降低混凝土成本。因此，石灰石粉在不久的將來，必將替代部分膠材，成為混凝土中不可或缺的優良礦物摻合料。

［通訊地址］浙江省溫州市鹿城輕工業園區盛昌路1號溫州華邦混凝土有限公司（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

黃振興（1964—），男，研究生、 副總經理、總工程師，從事混凝土行業26年，參加過高鐵、地鐵、大型橋梁高強度、高性能混凝土的生產和供應，在國家級混凝土專業期刊發表論文20多篇。