石灰石粉等量代替粉煤灰對混凝土性能的影響★

李 凱 夏 彰 劉世杰 張晨侃 閆德鵬

(青島工學(xué)院土木工程學(xué)院，山東 膠州 266300)

石灰石粉等量代替粉煤灰對混凝土性能的影響★

李 凱 夏 彰 劉世杰 張晨侃 閆德鵬

(青島工學(xué)院土木工程學(xué)院，山東 膠州 266300)

石灰石粉是常見的建筑材料，石灰石粉摻入混凝土中，對混凝土和易性以及強(qiáng)度有何影響，為了探究石灰石粉對粉煤灰等量代替后混凝土和易性以及強(qiáng)度的變化，本實(shí)驗(yàn)研究了石灰石粉按不同的比例代替粉煤灰對混凝土和易性以及強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:適量摻入石灰石粉對混凝土的和易性及強(qiáng)度都得到一定的改善，在石灰石粉對粉煤灰的等量代替量在45%以內(nèi)時(shí)，坍落度差減小,強(qiáng)度變化不大;當(dāng)代替量超過45%時(shí)，強(qiáng)度降低。

石灰石粉,粉煤灰,坍落度差,和易性,強(qiáng)度

0 引言

和易性是衡量混凝土拌合物主要性能，和易性與混凝土的施工工藝密切相關(guān)，和易性包括流動(dòng)性、粘聚性、保水性，和易性好的混凝土拌合物方便施工，成型密實(shí)。

為了改善混凝土的和易性，人們不斷尋找新的礦物摻合料。混凝土的摻合料當(dāng)前比較成熟的有粉煤灰、礦粉、硅粉等，這些復(fù)合材料的單摻技術(shù)已經(jīng)比較成熟。但這些礦物摻合料分布不是特別廣泛，特別是西南地區(qū)優(yōu)質(zhì)礦料供應(yīng)緊缺[1]，急需尋找一種就近取材的礦料。石灰石粉是以生產(chǎn)石灰石碎石和機(jī)制砂時(shí)產(chǎn)生的石粉和石屑為原料，進(jìn)一步磨制成粒徑不大于10 μm的細(xì)粉，其主要特點(diǎn)是易于粉磨、低反應(yīng)活性，混凝土具有較好的減水和填充效應(yīng)，并且產(chǎn)地較廣，是發(fā)展前景較好的一種礦料。大量文獻(xiàn)表明[2-4]石灰石粉不完全惰性，它參與混凝土水化，后期可以生成三碳水化鋁酸鈣和單碳水化鋁酸鈣，因此具有良好的摻入前景，石灰石粉部分或全部取代傳統(tǒng)的礦物摻合料，可以緩解現(xiàn)有礦物摻合料供應(yīng)緊張問題，可以降低混凝土生產(chǎn)成本。國家于2014年頒布了JGJ/T 318—2014石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。該規(guī)程詳細(xì)規(guī)定了對摻入石灰石粉的性能、比例、施工工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)要求。為了研究石灰石粉—粉煤灰復(fù)摻對混凝土和易性的影響，本試驗(yàn)采用石灰石粉以不同比例等量取代粉煤灰，探討石灰石粉對混凝土拌合物的和易性的影響。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1)水泥采用P.O42.5級(jí)水泥。其化學(xué)組成見表1。

表1 水泥物理技術(shù)指標(biāo)

2)粉煤灰和石灰石粉。

采用Ⅲ級(jí)F類粉煤灰，三氧化硫、游離氧化鈣等含量均符合相應(yīng)要求，石灰石粉45 μm篩余量為10%。

3)細(xì)骨料。

采用2區(qū)級(jí)配中砂。

4)粗骨料。

采用粒徑5 mm～20 mm碎石，連續(xù)級(jí)配。

5)水。

采用飲用自來水。

1.2試驗(yàn)方法

表2 不同摻合料組合的混凝土配合比 %

表3 不同組合摻合料對混凝土工作性能和強(qiáng)度的影響

本試驗(yàn)研究按等量代替，不同比例的石灰石粉代替粉煤灰對混凝土和易性的影響，流動(dòng)性測試采用坍落度的方法測試了即時(shí)流動(dòng)性和延時(shí)流動(dòng)性。混凝土配制時(shí)，固定水膠比和砂率不變，粉煤灰代替水泥的比例分別為10%，15%，20%，石灰石粉取代粉煤灰的比例分別為15%，30%，45%，60%，75%，每組做一基準(zhǔn)試樣(不加石灰石粉)，即石灰石粉代替粉煤灰的比例為0，具體代替比例見表2。

本試驗(yàn)混凝土的配合比設(shè)計(jì)參考JGJ 55普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程有關(guān)規(guī)定，按照鋼筋混凝土類型設(shè)計(jì)，水膠比大于0.4，石灰石粉的最大摻入量為15%[5]，均符合規(guī)程要求。

2 結(jié)果與分析

摻入石灰石粉后混凝土的流動(dòng)性見表3。

試驗(yàn)參考GB/T 50152—2012對混凝土坍落度進(jìn)行測定。由表3可以看出，在固定水膠比和砂率不變的情況下，摻石灰石粉的混凝土整體性能優(yōu)于未摻石灰石粉的。摻入石灰石粉的流動(dòng)性整體比未摻石灰石粉的流動(dòng)性大，且粘聚性和保水性較好。隨著石灰石粉代替量的增加，混凝土流動(dòng)性趨于變大，同時(shí)粘聚性、保水性良好；延時(shí)坍落度的損失也較少。但超過一定范圍之后，流動(dòng)性下降，且粘聚性、保水性開始變差，且延時(shí)坍落度損失較多。本試驗(yàn)表明，代替量超過粉煤灰的比例未超過45%，流動(dòng)性增加，并且延時(shí)流動(dòng)性變好，流動(dòng)性損失較少，此性質(zhì)對于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸或泵送混凝土尤為重要。主要原因在于石灰石粉較細(xì)且光滑，填充之后，會(huì)一定程度減少水泥的絮凝作用，從而增大流動(dòng)性。但當(dāng)代替比例超過60%后，整體性能開始變差，主要原因在于石灰石粉較細(xì)，需要較多水去濕潤，從而流動(dòng)性出現(xiàn)下降。

3 結(jié)語

石灰石粉按不同比例代替粉煤灰，可以改變混凝土的和易性。代替量在45%以內(nèi)時(shí)，混凝土和易性變好，特別是延時(shí)流動(dòng)性損失較小，但超過45%后，和易性變差，延時(shí)流動(dòng)性損失較大。

[1] 楊 柳，宋少民.石灰石粉與礦物摻和料復(fù)摻對混凝土工作性能及強(qiáng)度的影響[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(2)：49-52.

[2] 張大康.高細(xì)石灰石粉與礦渣粉復(fù)合配制高強(qiáng)水泥試驗(yàn)研究[J].水泥，2005(9)：1-7.

[3] 熊遠(yuǎn)柱，萬慧文.石灰石粉對混凝土性能的影響[J].混凝土，2010(9)：89-91.

[4] 馮慶革.石灰石粉-粉煤灰-礦粉多元復(fù)摻對混凝土性能的影響[J].混凝土，2014(8)：68-70.

[5] JGJ/T 318—2014，石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)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★:青島工學(xué)院2017年度大學(xué)生科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(基金號(hào)：2017CX036)

李 凱(1995- ),男,在讀本科生; 夏 彰(1996- ),男，在讀本科生； 劉世杰(1995- )，男，在讀本科生；張晨侃(1996- )，男，在讀本科生； 閆德鵬(1994- )，男，在讀本科生

TU502

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