石粉細度對水泥性能的影響研究

支登有

摘要：研究了石粉細度對水泥性能的影響，測試了摻入不同細度石粉的水泥標準稠度和凝結時間、水泥凈漿流動度和水泥膠砂強度。結果表明，與低細度的石粉能夠降低水泥標稠，延緩水泥凝結，細度增加水泥需水增加，凝結時間變短;適當細度石粉能夠提高水泥凈漿流動性，對水泥長期強度發展有利，石粉過細會增大水泥強度倒縮的風險。

關鍵詞：石粉細度;凝結時間、流動性;強度

中圖分類號：TU755.7

文獻標識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0131—02

前言

隨著我國基礎設施建設的推進，天然砂資源日趨緊張，機制砂也廣泛應用于混凝土生產中，并取得了良好的經濟和社會效益，機制砂的應用不可避免的引入石粉，關于石粉對水泥混凝土的影響，專家作者做了大量卓有成效的工作，主要集中在石粉作為混凝土礦物摻和料方面，對石粉細度的變化引起的水泥及混凝土性能的影響并未充分關注，需要更多研究。本文通過粉磨獲得不同細度的石粉，研究了石粉細度對水泥性能的影響，以期為石粉應用提供理論和實踐參考。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

（1）?水泥為市售P.042.5水泥，水泥的性能指標分別見見表1。

（2）?石粉：將石灰石破碎后經球磨機粉磨去除雜質后獲得三種不同細度的石粉，分別為350m²/g、500m²/g、700m²/g。

（3）?外加劑采用聚羧酸減水劑，減水率為23%，推薦摻量為0.5%—2.0%。

1.2 試驗方法

（1）?水泥凝結時間按照GB/T1346—2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》進行測試。

（2）?根據GBT8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》，稱取300g水泥，87g水，加入指定摻量的外加劑進行水泥凈漿流動度試驗。

（3）?水泥膠砂強度測試按照GB/T17671—2005水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法），成型40mmx40mmx160mm的試件，覆膜養護至1d后拆模，放置養護室進行標準養護，測試指定齡期的抗折和抗壓強度值。

2 試驗結果與討論

2.1 石粉細度對水泥標稠和凝結時間的影響

將三種不同細度的石粉同質量取代水泥20%，記為S—350、S—500、S—700，未摻石粉組為S—0，研究石粉細度對水泥標準稠度需水量和凝結時間的影響，測試結果見表2。

表2結果顯示，石粉的加入對水泥的標準稠度需水量因細

度變化而有所不同，當細度與水泥相當時，由于石粉取代部分水泥降低水泥水化需水量，進而使得標準稠度略有降低，石粉細度增加，比表面積增大，對水分需求增加，標準稠度需水量也有所增加。

凝結時間方面，石粉比表面積較小時，由于單位面積水泥顆粒減少，初凝時間和終凝時間都有所延長，當石粉比表面積達到700m2/g，由于石粉大量吸收水分，水泥水化需要的用水量減少，使得水泥凝結時間變短。

2.2 石粉細度對水泥流動性的影響

測試了不同細度的石粉對水泥流動性的影響，結果見圖1。

圖1的結果顯示，當石粉比表面積在350m/g、500m²/g時，外加劑摻量增加水泥凈漿流動度相比未摻石粉者明顯提高，這是因為適當細度的石粉能夠產生微集料效應，增加水泥漿體的流動性，當石粉細度進一步增加至700m/g，石粉包裹水分的能力提高，石粉比表面積大，對外加劑形成吸附，使得水泥凈漿流動性降低。

2.3 石粉細度對水泥強度的影響

力學性能是水泥制品和混凝土實體最重要的指標之一，石粉細度的變化必定對水泥強度產生影響，固定石粉在水泥中摻量20%，水灰比為0.3，調整外加劑摻量使得水泥膠砂流動度為180±5mm，成型后24h后拆模，進行標準養護，測試相應齡期的水泥膠砂強度，結果見圖2。

圖2的結果顯示，摻人石粉后水泥砂漿早期抗壓強度都有所下降，這是因為石粉的加入降低了水泥用量，早期水化生成的鈣礬石和水化硅酸鈣較少，增強組分降低，隨著水化的深入，石粉的填充作用和誘導成核作用使得水泥致密度提高，水泥強度提高。石粉細度大，對水泥的填充作用增強，早期抗壓強度高于低細度石粉，但可以看出500m/g、700m²/g的石粉60d強度相對倒縮，這可能因為石粉細度增加，對水泥水化形成的阻礙增加[5]，水泥石內部缺陷增多，強度下降。

3 結論

（1）?石粉細度增加，標準稠度需水量增加，石粉比表面積較低時，初凝時間和終凝時間都有所延長，石粉細度增加使得水泥凝結時間變短。

（2）?適當細度的石粉能夠產生微集料效應，增加水泥漿體的流動性，當石粉細度進一步增加，水泥凈漿流動性降低。

（3）?石粉的加入使得水泥砂漿早期強度下降，后期強度發展較快，石粉細度增加，28d以前強度提高明顯，60d強度有所下降。

參考文獻：

[1]王稷良.機制砂特性對混凝土性能的影響及機理研究[D].武漢：武漢理工大學，2008.

[2]李興貴.高石粉含量人工砂在混凝土中的應用研究[J].建筑材料學報，2004，7（1）：66—71.

[3]張禮華，劉來寶，周永生等.石粉含量對機制砂混凝土力學性能與微觀結構的影響[J].混凝土與水泥制品，2011，（12）：22—26.

[4]Eren O，Marar K.Effects of limestone crusher dust and steel fibers on concrete [J].Construction and Building Materials，2009，23（2）：981—988.

[5]袁航，謝友均.石灰石粉細度對混凝土性能的影響[J].粉煤灰，2009，（2）：13—15.