石灰石粉混凝土抗壓強度試驗研究

續聰聰 袁鵬飛 張 潔

(山東明達建筑科技有限公司，山東 商河 251600)

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石灰石粉混凝土抗壓強度試驗研究

續聰聰 袁鵬飛 張 潔

(山東明達建筑科技有限公司，山東 商河 251600)

使用3種粒徑，4種摻量的石灰石粉等質量取代部分水泥，設計了石灰石粉混凝土，通過對C30混凝土拌合物進行抗壓強度試驗研究，找出了在不同粒徑、不同摻量條件下，石灰石粉對混凝土抗壓強度的影響規律。

石灰石粉，C30混凝土，抗壓強度，水泥

0 引言

隨著我國城鎮化進程的不斷加快，混凝土的需求量日益加大。混凝土的大量生產使得水泥的產量逐年加大，根據歐洲水泥協會的統計：2013年，全球水泥總產量達40億t，其中僅中國水泥總產量就占全球總產量的58.6%[1]。水泥的大規模生產，使得燃煤和電能的消耗加劇，溫室氣體的排放量也因此急劇增長，嚴重污染了環境。因此，近年來，研究人員一直在尋找能夠替代或減少水泥用量的材料，而石灰石的儲量大、容易開采，將石灰石、石屑進行加工，制成石灰石粉，來替代部分水泥制備混凝土，符合可持續發展的要求，具有環境破壞小、能源消耗低、經濟效益高等優點[2]。

1 試驗

1.1 原材料

石子采用5 mm～20 mm連續級配石灰質碎石，針、片狀顆粒含量2%，泥含量0.1%，泥塊含量0.04%，壓碎值指標5%；砂子采用0 mm～3 mm連續級配河砂，中砂，細度2.5，含泥量0.4%，泥塊含量0.08%；采用42.5普通硅酸鹽水泥；拌合用水為普通飲用自來水；石灰石粉采用破碎粉磨而成的粒徑為25 μm,50 μm,75 μm的三種石灰石粉粉末，其化學成分如表1所示；外加劑采用TS-JSB聚羧酸減水劑，pH值5.1，密度1.02 g/mL，水泥凈漿流動度250 mm，含固量13.3%。

表1 石灰石粉的化學成分

1.2 配合比設計

采用不同摻量的石灰石粉等質量替代部分水泥，制備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 試件制備

參照GB 50081—2002普通混凝土力學性能試驗方法標準中的規定，制作C30混凝土立方體抗壓強度試驗所用的試件。經測定，此次制成的C30混凝土拌合物的坍落度大于70 mm，因此應該使用搗棒進行人工搗實。插搗時，每次插搗次數為每100 cm2不小于12次，插搗結束后立即用橡皮錘輕擊試模四周，當觀察到插搗時產生的空洞消失后，停止敲擊[3]。試件成型后，立即使用不透水薄膜覆蓋試件表面。試件采用標準養護，在環境溫度為(20±5)℃的條件下靜置1～2晝夜，然后進行編號、拆模。拆模后，立即放入溫度(20±2)℃，相對濕度95%以上的標準養護室中進行養護。根據試件的不同破型時間，養護齡期分為3 d,7 d,28 d,56 d 和90 d共5個齡期，其中齡期超過28 d的試件在28 d后放到陰涼干燥的室內再進行自然養護至56 d和90 d[4]。

1.4 試驗方法

通過采用壓力試驗機，測得混凝土立方體抗壓強度，每一齡期制作一組，每組為三個同時制作并同條件養護的混凝土試件，將三個試件測得的數值求平均值，作為該組試件的抗壓強度值(當三個數值中的最大值或最小值中有一個與中間值之差大于中間值的15%時，則把最大值、最小值都舍去，取中間值作為該組試件的抗壓強度值；如最大值和最小值與中間值之差都大于中間值的15%，則該組試件測定結果無效)[5]。

2 試驗結果

摻石灰石粉粒徑為25 μm的C30混凝土立方體抗壓強度試驗結果，如表3所示。由表3可知，隨著石灰石粉摻量的增加，抗壓強度先提高后降低。石灰石粉摻量達到10%時的混凝土抗壓強度提高最大，各齡期的強度值分別提高約44%,36%,28%,26%和23%，石灰石粉對混凝土早期強度的提高作用大于后期；石灰石粉最大摻量約為15%，摻量低于15%時，混凝土抗壓強度比無石灰石粉時的混凝土抗壓強度高。

表3 粒徑為25 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方體抗壓強度

摻石灰石粉粒徑為50 μm的C30混凝土立方體抗壓強度試驗結果，如表4所示。由表4可知，隨著石灰石粉摻量的增加，抗壓強度先提高后降低，石灰石粉摻量達到5%時混凝土的抗壓強度提高最大，各齡期強度值分別提高約32%,30%,21%,19%和18%，石灰石粉對混凝土早期強度的提高作用大于后期；石灰石粉最大摻量約為10%，摻量低于10%時，混凝土抗壓強度比無石灰石粉時的混凝土抗壓強度高。

表4 粒徑為50 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方體抗壓強度

摻石灰石粉粒徑為75 μm的C30混凝土立方體抗壓強度試驗結果，如表5所示。由表5可知，隨著石灰石粉摻量的增加，抗壓強度先提高后降低，石灰石粉摻量達到5%時混凝土的抗壓強度提高最大，各齡期強度值分別提高約25%,23%,18%,17%和17%，石灰石粉對早期強度的提高作用大于后期；石灰石粉最大摻量約為10%，摻量低于10%時，混凝土抗壓強度比無石灰粉時的混凝土抗壓強度高。

表5 粒徑為75 μm的石灰石粉等量替代部分水泥制成的C30混凝土立方體抗壓強度

3 結語

石灰石粉粒徑為25 μm時的混凝土立方體抗壓強度的提高最大。并且隨著石灰石粉摻量的增加，不同粒徑石灰石粉制成的混凝土拌合物的強度先提高再降低。而且存在石灰石粉的最佳性能摻量，在達到最大摻量之前，摻石灰石粉的混凝土的強度要高于無石灰石粉的混凝土的強度。并且在不同的混凝土齡期時，石灰石粉對混凝土抗壓強度的影響程度不同，隨著齡期的增加，石灰石粉對混凝土強度的影響不斷下降，換言之，石灰石粉對混凝土早期強度的影響程度要比對后期強度的影響程度明顯。

[1] 李光偉,鄧長軍.藏木水電站大壩摻石灰石粉混凝土性能研究[J].水利水運工程學報,2012(6):16-20.

[2] 肖國平.石灰石粉取代粉煤灰在藏木水電站應用的直接投資初探[J].水電站設計,2014,30(4):89-102.

[3] 李光偉,肖延亮.高石粉含量人工砂在錦屏一級水電站中的應用[J].商品混凝土,2009(9):45-48.

[4] 陳兆文.棉花灘水電站高石粉人工砂混凝土性能試驗研究[J].水力發電,2001(7):32-35.

[5] 曲登舉,解 挺.石灰巖粉作為混凝土摻合料的應用與研究[J].水利水電施工,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

續聰聰(1987- )，男，助理工程師

TU521

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