淺談?chuàng)绞規(guī)r粉混凝土流動性能

胡寧南 李進(jìn)剛 馬振武 朱御龍

摘? ? 要：石灰?guī)r粉是石灰?guī)r碎石、機(jī)制砂機(jī)械加工得到的產(chǎn)品，將石粉加入混凝土?xí)鸹炷恋墓ぷ餍阅堋⒘W(xué)性能、耐久性的變化，并且影響規(guī)律均不同，石粉對混凝土性能的作用機(jī)理主要為晶核效應(yīng)、填充效應(yīng)和化學(xué)作用等。通過石粉對C30混凝土流動性能的影響試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)石粉的摻入有利于減少骨料與之間的內(nèi)摩擦力提高其流動性。

關(guān)鍵詞：石灰?guī)r粉;混凝土;性能

1? 石灰?guī)r粉對于混凝土工作性能的影響

李崇智[5]等按照1：1比例將石灰石粉和砂巖石粉組成復(fù)合粉體，連同自制的高性能聚羧酸系減水劑PCE和黏土改性劑SMA一起按比例摻入混凝土中，進(jìn)行微觀形貌分析，水泥凈漿試驗(yàn)，塌落度、擴(kuò)展度、強(qiáng)度試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，當(dāng)黏土改性劑的摻量小于5%時(shí)坍落度和擴(kuò)展度都隨著黏土改性劑摻量的增加而變大，可有效提高混凝土的強(qiáng)度;當(dāng)復(fù)合石粉摻量達(dá)到10%對復(fù)合混凝土的工作性能產(chǎn)生較大影響;當(dāng)加入5%的黏土改性劑時(shí)，對復(fù)合粉體含量低于15%的水泥凈漿的流動度和經(jīng)時(shí)損失都較小，混凝土工作性能良好。

楊如仙[6]等將石粉按比例摻入混凝土中，進(jìn)行混凝土耐久性試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著石粉摻量的增加，混凝土坍落度增加，保水性能變好，泌水率降低，坍落度經(jīng)時(shí)損失降低，混凝土含氣量也略有減小。這是因?yàn)閾饺胧酆蠡炷林兴囝w粒的間距增大，相同質(zhì)量水泥被石粉替代，對水泥水化過程中形成的絮凝結(jié)構(gòu)有解絮作用，有效地降低了混凝土坍落度損失，提高了混凝土的流動性能，同時(shí)混凝土漿體中水泥的用量減少，整個(gè)膠凝體系用水量減少，有效改善了混凝土的工作性能。

胡紅梅[7]等將石粉分別與粉煤灰、礦粉、硅灰3種不同礦物摻合料兩兩組合復(fù)摻，通過自密實(shí)性能試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)，研究復(fù)摻礦物對高強(qiáng)自密實(shí)混凝土性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：單摻石粉高強(qiáng)混凝土不能滿足性能要求;在礦物摻合料總量固定在45%的前提下，將石粉和粉煤灰按比例復(fù)摻，同時(shí)減少拌和用水量，可以提高拌合物的填充性和間隙通過性，但7d、28d強(qiáng)度有所降低，因此不適合制備高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土，只能制備中、低強(qiáng)度的自密實(shí)混凝土;將石灰石粉與礦粉分別按照25%與15%的比例復(fù)摻，不僅可以改善混凝土的自密實(shí)性能，同時(shí)也能滿足高強(qiáng)要求，適合于配制高強(qiáng)自密實(shí)混凝土，有效提高了混凝土的工作性能。

2? ?石灰?guī)r粉對于混凝土力學(xué)性能的影響

王喆[8]等將礦渣、粉煤灰、鋼渣、石粉4種礦物按照1：1比例復(fù)合組成6種復(fù)合礦物摻合料，通過抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、抗氯離子滲透試驗(yàn)，研究復(fù)合混凝土的后期抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和抗氯離子滲透性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，礦渣與粉煤灰、鋼渣、石灰石粉復(fù)合使用可以提高混凝土后期抗壓強(qiáng)度和抗氯離子滲透性，粉煤灰與鋼渣、石灰石粉復(fù)合使用可以提高混凝土720 d抗氯離子滲透性，鋼渣與石灰石復(fù)合使用對混凝土耐久性能有不利影響，礦渣與粉煤灰復(fù)合使用對混凝土耐久性能提高最明顯。

顧明麗[9]研究粉煤灰和石灰石粉復(fù)摻礦物摻合料對輕骨料混凝土物理力學(xué)性能的影響，通過坍落度測定、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)、水化熱試驗(yàn)，研究石粉摻量對輕骨料混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等物理力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：坍落度、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度都隨石粉摻量的增大呈先增大后減小的趨勢，當(dāng)石粉摻量達(dá)到最優(yōu)替代摻量24%時(shí)輕骨料混凝土的物理力學(xué)性能最好，抗壓強(qiáng)度明顯提升。

張通[10]等通過內(nèi)摻比例分別為0%、10%、20%、30%、40%和50%的石粉代替等量砂子來配制浮石混凝土，研究不同比例摻量的石粉對輕骨料混凝土工作性能、抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的影響，并借助掃描電鏡觀察分析石粉對輕骨料混凝土性能的影響。結(jié)果表明，石粉的最佳摻量為30%，混凝土內(nèi)部摻入石粉后生成碳鋁酸鹽，使水泥石結(jié)構(gòu)更密實(shí)，石粉的填充作用有利于輕骨料混凝土后期強(qiáng)度的增加。

3? 石灰?guī)r粉對于混凝土耐久性的影響

王德輝[11]等通過摻石粉混凝土抗氯離子滲透性試驗(yàn)、抗碳化性能試驗(yàn)、抗鋼筋銹蝕試驗(yàn)、抗凍性試驗(yàn)研究石粉的粒徑、摻量、其它輔助性膠凝材料對混凝土耐久性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)石粉的平均粒徑為19.92μm，石粉的摻量比例為15%時(shí)，對各齡期下的混凝土抗氯離子滲透性能影響最小，氯離子擴(kuò)散系數(shù)最小;當(dāng)石粉摻量比例介于5%～10%之間且粉煤灰摻量比例介于10%～20%之間時(shí)，或者當(dāng)石粉摻量比例小于10%且礦粉摻量比例介于20%～40%之間時(shí)，對各齡期下的混凝土混凝土的抗碳化性能影響最小，碳化深度最小;制備混凝土的水膠比小于0.4，摻石粉的混凝土具有致密的孔結(jié)構(gòu)，鋼筋銹蝕和凍融破壞的風(fēng)險(xiǎn)較低。

史才軍[12]等通過水泥基混凝土抗水滲透性、抗氯離子滲透性、抗碳化性等耐久性研究，發(fā)現(xiàn)石粉摻入對水泥基混凝土性能有影響。結(jié)果表明，摻石粉的水泥基混凝土的抗鋼筋銹蝕性能主要與石粉的填充作用、化學(xué)作用、稀釋作用密切相關(guān);摻石粉的水泥基混凝土的抗凍性主要與石粉稀釋作用有關(guān)，當(dāng)石粉摻量增大時(shí)，水泥基混凝土的抗凍性逐漸減小;摻石粉的水泥基混凝土的碳化深度主要與石粉的化學(xué)作用、填充作用、稀釋作用密切相關(guān)。

霍俊芳等通過研究石粉硅粉復(fù)摻對混凝土的抗凍耐久性能的影響，結(jié)果表明，在D當(dāng)石粉摻量為5%～10%時(shí)，混凝土強(qiáng)度比基準(zhǔn)高。隨著石灰石粉摻量的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度降低。在混凝土凍融循環(huán)次數(shù)一定時(shí)，在粉煤灰摻量為5%和硅粉摻量為10%時(shí)，在石灰石粉摻量為5%～10%時(shí)，混凝土的抗凍性能較好，且高于基準(zhǔn)混凝土。

4? ?C30混凝土流動性試驗(yàn)

配置C30混凝土，設(shè)計(jì)砂率取值44%，每立方米粉煤灰摻量為60kg、每立方米石灰?guī)r粉摻量為60kg，設(shè)計(jì)水膠比分別為0.44、0.41、0.38，機(jī)械攪拌制備出 3不同批次的混凝土拌合物。具體試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出C30混凝土隨著石灰?guī)r粉摻量比例從0.19增加到0.24，混凝土塌落度小幅增加，是由于當(dāng)摻入混凝土中的石灰?guī)r粉等質(zhì)量取代水泥后，使得混凝土中的漿體增加，而石灰?guī)r粉顆粒小、光滑，有利于減少骨料與之間的內(nèi)摩擦力提高其流動性，混凝土的坍落度也隨之小幅增加。

5? 結(jié)論

分別從石粉對混凝土工作性能、力學(xué)性能、耐久性的影響等幾個(gè)方面，對混凝土性能影響進(jìn)行總結(jié)。

（1）石粉對不同體系的混凝土，會表現(xiàn)出不同的影響規(guī)律，從而存在不同的最佳含量。

（2）石粉在混凝土中的作用機(jī)理可以總結(jié)為晶核效應(yīng)、填充效應(yīng)、化學(xué)作用、稀釋作用，研究表明石粉可以改善混凝土拌合物的顆粒級配，會對水泥水化產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，會與水泥礦物中的鋁酸三鈣反應(yīng)生成水化碳鋁酸鹽。

（3）石粉對混凝土性能的影響的研究， 主要針對石粉對水泥水化和混凝土性能的影響方面， 其它巖性的石粉， 如花崗巖石粉、石英巖石粉、輝綠巖石粉等研究內(nèi)容較少。

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項(xiàng)目來源：

寧夏回族自治區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（NXCX2018395）。

作者簡介：

胡寧南（1997—）男，漢，寧夏回族自治區(qū)固原市西吉縣人，大學(xué)本科在讀。