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均可達到甚至好于預期水平。

石灰石粉；工作性能；力學性能

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而被關注。我們通過實際生產(chǎn)應用，證實石灰石粉作為混凝土礦物摻合料的組成部分應用于混凝土可以補充粉煤灰的供應，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)濟效應和社會效益。

1 試驗設計

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。石灰石粉主要化學成分見表 1。

表 1 石灰石粉的化學成分 %

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 理論性試驗結果分析

2.1.1 水泥凈漿試驗結果分析

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)結果見表 3。

表 3 試驗數(shù)據(jù)分析結果

2.1.2 水泥膠砂強度試驗結果分析

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)性試驗結果分析

試配配比及試驗結果分別見表 5。

表 5 試配配比及性能測試結果

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。

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

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，以滿足工程應用需要為主要目標，石灰石粉以每立方 60kg 為最佳摻量。

2.2.2 混凝土力學性能分析

由表 6 可以得到以下結果：（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，其預期強度滿足實際生產(chǎn)的要求，即在工作力學性上有所保證。（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，當每立方大于 60kg 時，混凝土抗壓強度有所降低。

3 結論

（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)濟效應和社會效應。

[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計規(guī)程[S]．

[5] GB 50081－2002．普通混凝土力學性能試驗方法[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。