趙永寧

（寧夏錦泰鴻業(yè)商砼有限公司，寧夏 銀川 750200）

石灰石粉在混凝土中的應(yīng)用研究

趙永寧

（寧夏錦泰鴻業(yè)商砼有限公司，寧夏 銀川 750200）

本文對石灰石粉作摻合料的混凝土的工作性與力學(xué)性能進行了研究，提出了以石灰石粉取代部分粉煤灰作為混凝土摻合料的思路，研究石灰石粉取代部分粉煤灰的可行性，為大規(guī)模石粉的回收利用提供生產(chǎn)可行性分析。從石粉細度、摻入量、混凝土的水膠比方面進行比對試驗。試驗結(jié)果表明，以石灰石粉取代粉煤灰作為摻合料，混凝土的各項性能指標(biāo)均可達到甚至好于預(yù)期水平。

石灰石粉；工作性能；力學(xué)性能

0 前言

隨著混凝土產(chǎn)業(yè)越來越多地使用粉煤灰，對粉煤灰需求量越來越大，雖然寧夏的粉煤灰儲量較豐富，但是優(yōu)質(zhì)粉煤灰還是供不應(yīng)求。石灰石粉是以生產(chǎn)石灰石碎石和機制砂時產(chǎn)生的細砂和石屑為原料，通過進一步粉磨制成的細粉，因為其在混凝土中具有良好的減水和填充效應(yīng)而被關(guān)注。我們通過實際生產(chǎn)應(yīng)用，證實石灰石粉作為混凝土礦物摻合料的組成部分應(yīng)用于混凝土可以補充粉煤灰的供應(yīng)，具有良好前景。

合理利用石灰石粉作為混凝土摻合料，便可有效地解決環(huán)境污染和資源浪費的問題。石灰石粉與礦渣、粉煤灰、硅灰相比，其來源廣泛、價格低廉、運輸方便，不僅可以節(jié)約資源、改善環(huán)境，而且具有良好的經(jīng)濟效應(yīng)和社會效益。

1 試驗設(shè)計

1.1 原材料

1.1.1 水泥

寧夏賽馬水泥股份有限公司生產(chǎn)“賽馬牌”P·O42.5R 普通硅酸鹽水泥，28d 抗壓強度 49.6MPa。

1.1.2 石灰石粉

左旗新磊石料廠通過球磨機對碎石生產(chǎn)的細度小于 10%（0.045mm 篩余）石灰石粉，其主要化學(xué)成分為碳酸鈣。而碎石是通過在礦山直接開采石灰石，再把石灰石進行機械破碎成碎石，由于破碎石含泥量相對也較低，所以粉磨出來的石灰石粉中含泥量較低，呈黃色。其比表面積在450～550m2/kg。石灰石粉主要化學(xué)成分見表 1。

表 1 石灰石粉的化學(xué)成分 %

1.1.3 細骨料

青銅峽大壩水洗中砂，其細度模數(shù)、表觀密度、緊密堆積密度、松散堆積密度、含泥量、含水率見表 2。

表 2 試驗用砂物理性質(zhì)

1.1.4 粗骨料

左旗新磊石料廠碎石，破碎規(guī)格 1 0～2 5 m m和5～10mm，含泥量小于 1.0%。

1.1.5 粉煤灰

寧夏青鋁自備電廠粉煤灰，細度 8.5%，燒失量 3.4%，需水比 94%。

1.1.6 水

飲用水。

1.1.7 泵送劑

寧夏騰仁化工有限公司生產(chǎn)萘系 RT-5 型高效減水劑，減水率 19% 左右。

1.2 試驗設(shè)計

（1）利用石灰石易碎性，將碎石（主要成分）放入球磨機進行粉磨達到試驗所需細度的石灰石粉。

（2）進行理論驗證試驗，用得到的石灰石粉取代部分水泥做膠砂試驗，分別測定膠砂凈漿流動性、抗壓強度和抗折強度。

（3）根據(jù)現(xiàn)行生產(chǎn)配合比適當(dāng)調(diào)整后得出的試配配合比，主要研究石灰石粉細度在 10% 以內(nèi)，水膠比 0.47～0.31之間，石灰石粉摻量在 10%～25% 之間的摻石灰石粉混凝土的工作性能。

2 試驗

2.1 理論性試驗結(jié)果分析

2.1.1 水泥凈漿試驗結(jié)果分析

試驗首先研究了石灰石粉對凈漿流動度的影響，摻量在10%～25% 的石灰石粉做凈漿試驗，其試驗數(shù)據(jù)結(jié)果見表 3。

表 3 試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果

2.1.2 水泥膠砂強度試驗結(jié)果分析

試驗主要研究石灰石粉摻量對水泥抗壓強度的影響，試驗數(shù)據(jù)見表 4。

通過水泥膠砂抗折強度、抗壓強度數(shù)據(jù)分析：隨著石灰石粉的摻量增加，水泥膠砂抗折強度、抗壓強度降低；摻石灰石粉 3d 的強度與 28d 的強度相比較，證明摻入石灰石粉的水泥膠砂強度隨著齡期的增長而增長。

表 4 水泥膠砂試驗表

2.2 生產(chǎn)性試驗結(jié)果分析

試配配比及試驗結(jié)果分別見表 5。

表 5 試配配比及性能測試結(jié)果

試驗對混凝土工作性進行了測定，其中保塑性是將拌好后的混凝土放置 60min 后，再放入攪拌機中攪拌 1min 后，再進行坍落度試驗。

混凝土力學(xué)性能試驗按 GB/T 50080－2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》要求進行 3d、7d 使用100mm×100mm×100mm三聯(lián)?；炷猎嚰囼灲Y(jié)果乘以系數(shù) 0.95 得到混凝土試件抗壓強度。28d 試驗使用150mm×150mm×150mm 混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件。

2.2.1 混凝土工作性能分析

（1）摻入細度 10% 以內(nèi)的石灰石粉的坍落度基本都符合工程應(yīng)用要求，隨著石灰石粉量的增加，坍落度也增加，混凝土的粘聚性好、泵送效果好、坍落度經(jīng)時損失小。

（2）石灰石粉混凝土坍落度與擴展度隨水膠比減小而增加，這與普通混凝土是一致的。

（3）混凝土的坍落度隨石灰石粉的摻量增加而增大，當(dāng)達到每立方 60kg 時，隨摻量的增加而減小，而經(jīng)時損失則隨石灰石粉摻量增加而增大。綜合兩者在進行分析，以滿足工程應(yīng)用需要為主要目標(biāo)，石灰石粉以每立方 60kg 為最佳摻量。

2.2.2 混凝土力學(xué)性能分析

由表 6 可以得到以下結(jié)果：（1）水膠比對普通混凝土的影響同樣適用于石灰石粉混凝土，其預(yù)期強度滿足實際生產(chǎn)的要求，即在工作力學(xué)性上有所保證。（2）石灰石粉混凝土的 3d、7d 和 28d 強度抗壓值，在水膠比相同的情況下，混凝土抗壓強度值隨著石灰石粉摻量的提高有所增長，當(dāng)每立方大于 60kg 時，混凝土抗壓強度有所降低。

3 結(jié)論

（1）石灰石粉的凈漿試驗表明：摻量 25% 之內(nèi)，隨著石灰石粉的摻量增加，其凈漿流動度減小，但經(jīng)時損失并不明顯。

（2）石灰石粉的水泥膠砂試驗表明：隨著石灰石粉摻量的增加，其強度變化不太明顯。

（3）石灰石粉的工作性試驗表明：摻入石灰石粉后提高了混凝土的粘聚性，工作性能滿足生產(chǎn)應(yīng)用要求，摻量以每立方 60kg 為最佳，混凝土總體保塑性好，經(jīng)時損失小。

總之，石灰石粉在混凝土中的應(yīng)用實際生產(chǎn)中，大大緩解了粉煤灰用量緊張，解決了混凝土中摻合料問題，同時降低了混凝土成本，給企業(yè)創(chuàng)造了一定經(jīng)濟效應(yīng)和社會效應(yīng)。

[1] GB 175－2007．通用硅酸鹽水泥[S]．

[2] GB/T 1596．用于水泥和混凝土中的粉煤灰[S]．

[3] GB 50164－2011．混凝土質(zhì)量控制》[S]．

[4] JGJ 55－2011．普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S]．

[5] GB 50081－2002．普通混凝土力學(xué)性能試驗方法[S]．

［通訊地址］寧夏銀川市德勝工業(yè)園區(qū)新勝東路（750200）

趙永寧，工程師，寧夏錦泰鴻業(yè)商砼有限公司試驗室主任。