石灰石粉對水泥砂漿強度影響及作用機理

呂小武， 趙永偉， 閆永亮

(河南省交通運輸發展集團有限公司， 河南 鄭州 450000)

石灰石粉由于其資源豐富、分布廣泛，用于礦物摻合料具有巨大的環境與經濟效益。已有很多學者研究了石灰石粉對砂漿、混凝土強度的影響[1-4]。石灰石粉對砂漿、混凝土抗壓強度的作用主要與其填充效應、成核效應、稀釋效應等有關[5]。石灰石粉細度較大時，其可以填充在水泥顆粒之間，改善顆粒的堆積狀態，提高顆粒堆積密實度，進而對強度有提高作用[6]。同時石灰石粉可以為水化產物的成核提供成核位點，進而促進水泥漿體的水化反應，從而提高強度[7]。當石灰石粉摻量較高且等量替代水泥時，石灰石粉主要發揮稀釋效應，這是因為摻入石灰石粉減少了水泥用量，增大了實際水灰比，進而降低了抗壓強度[8]。目前，石灰石粉摻入混凝土中產生的各種效應對強度的機理解釋主要從水化程度以及水化產物的形貌、體積進行解釋[9]，這本質上仍取決于水泥顆粒等膠凝材料水化產物的成核速率和增長速率[10]。水化產物成核、增長速率越大，則相同時間內水泥的水化程度越高、水化產物體積越大。然而，關于水泥或混凝土中水化產物成核速率、增長速率的定量研究較少，且是研究領域的難點。定量水化產物的成核、增長速率有助于從本質上揭示石灰石粉對砂漿抗壓強度的作用機理。

基于此，該文研究石灰石粉摻量、細度對砂漿抗壓強度的影響，基于水化熱和BNG(邊界成核或增長模型)水化動力學模型計算水化產物的成核、增長速率，并結合毛細吸水測試和壓汞試驗分析石灰石粉對砂漿孔結構的影響，進而揭示石灰石粉對砂漿抗壓強度的作用機理，從而促進石灰石粉在混凝土中的應用。……