石灰石粉取代粉煤灰對混凝土性能影響

高廣文，王雷鳴

（1. 北京韓信混凝土有限公司，北京 100015；2. 北京城五混凝土有限公司，北京 100015）

粉煤灰作為不可或缺的混凝土摻合料之一，當今混凝土行業價格上漲，導致市場出現大批的“假粉煤灰”來以次充好，其對混凝土的和易性及強度、耐久性等產生不利的影響。粉煤灰在混凝土中可以起到滾珠、填充及火山灰效應，改善混凝土拌合物的和易性。石灰石粉作為新型的礦物摻合料不但價格低廉，而且料源豐富，一定范圍內可以取代粉煤灰使用，效果良好。

1 試驗用原材料

1.1 石粉

本試驗選用的是京淶收塵石灰石粉，其各項物理性能指標見表1。

1.2 水泥

金隅北水 P·O42.5 水泥，其主要性能指標見表2。

表1 石粉基本物理性能指標

表2 水泥的主要性能指標

1.3 摻合料

（1）天津上聯首豐Ⅱ級粉煤灰，細度 18.8%，需水量比 103%，燒失量 3.2%。

（2）河北三河首嘉 S95 級礦粉，流動度比 100%，密度 2880kg/m3，比表面積 4460m2/kg，7d 活性指數82%，28d 活性指數 99%。

1.4 砂

北京密云天然河砂，屬Ⅱ區中砂，細度模數 2.6，含泥量 2.5%，泥塊含量 0.3%。

1.5 石

選用北京密云 5～25mm 碎石，級配合理，壓碎值 8.5%，針片狀含量 5%，含泥量 0.4%，泥塊含量0.1%。

1.6 外加劑

選用山西黃騰生產的聚羧酸高性能減水劑 HT-HPC（標準型），減水率 28%，含固量 12.8%，pH 值 4.2，密度 1026kg/m3。

1.7 水

自來水符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》。

2 配合比設計及試驗結果

2.1 配合比

本試驗所設計的配合比強度等級為 C30、C40。用石灰石粉取代膠凝材料中的粉煤灰，其取代率分別為15%、30%、50%、70%、85%、100%，與基準配合比進行試驗對比。試驗配合比基礎數據見表3。

2.2 試配混凝土性能檢測結果

試配混凝土的檢測結果見表4。

2.3 混凝土的抗滲性試驗結果

對 C40 混凝土做抗滲性試驗，試驗編號 02-0 至02-6 抗滲試件的抗滲指標均達到 P12，無一滲水。

3 試驗結果及分析

3.1 石灰石粉取代粉煤灰對混凝土工作性的影響

由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，粉體疊加效應開始體現，拌合物倒置排空時間逐漸延長，密實性逐漸提高，出機混凝土黏度有上升趨勢，取代率為 15%、30%、50%、70% 時，其出機混凝土坍落擴展度與基準混凝土基本相同，和易性改善，尤其取代率 50% 時的工作性相對最好；當取代率為 85%和 100% 時，其出機混凝土坍落度、擴展度與基準混凝土比較越來越差；石灰石粉摻量為 50% 時，混凝土含氣量基本浮動不大，略有上升，但摻量在 70% 以后呈現了下降趨勢。

C30 和 C40 的混凝土，當取代率為 85% 和 100%時，其出機試配混凝土都出現泌水現象，表現為取代率越大越嚴重，尤其取代率為100% 時，出機混凝土泌水嚴重，狀態發散，對混凝土工作性影響非常大。

表3 混凝土試配配合比 kg/m

表4 混凝土坍落擴展度等工作性

3.2 石粉取代粉煤灰對混凝土力學強度的影響

（1）由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，混凝土強度有個逐漸上升的過程，但是取代率為 70% 下降，當取代率為 85% 和 100% 有迅速下降的斜率。

（2）由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，混凝土 3d 天齡期強度基本變化不大，但是 7d、14d、28d 齡期強度的增長出現較大差別，而且隨著齡期的增長各齡期強度差不斷拉大，取代率為50% 強度達到峰值，然后開始出現下降的趨勢。試配強度等級 C30、C40的混凝土，當取代率為 30%、50%、70% 時，混凝土 28d 強度值較高，可以推定在取代率為30%～70% 時，對強度的貢獻率顯著，但是考慮經濟效益取代率在 50%～70% 最為合理。當 85% 和 100% 取代率時，混凝土強度比取代率為 0% 時的基準混凝土強度要低。

4 結論

從混凝土拌合物工作性的角度分析，石灰石粉不能夠完全取代粉煤灰，應用到混凝土生產中。石灰石粉15%～70% 取代粉煤灰可以改善混凝土的工作性，利于混凝土澆筑施工質量，并且可以增加混凝土的強度。

[1]JGJ/T 318—2014.石灰石粉在混凝土中應用技術規程[S].

[2]JGJ/T 318—2014.石灰石粉在混凝土中應用技術規程[S].

[3]JGJ 52—2006.普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準[S].