岳光亮：石灰石粉在混凝土中應(yīng)用的探討

　　一、礦物摻合料介紹

　　礦物摻合料已成為了現(xiàn)代混凝土中必不可缺少的組份，人們對(duì)于主要礦物摻合料的礦粉及粉煤灰廣泛應(yīng)用于混凝土中所展現(xiàn)出的優(yōu)異性能已普遍認(rèn)同。然而，粉煤灰、礦粉屬于不可再生資源，隨著人類對(duì)自然資源的過(guò)度開采，導(dǎo)致其上游產(chǎn)品煤和礦石數(shù)量日益減少，造成了市場(chǎng)上粉煤灰、礦粉等礦物摻合料的供應(yīng)也日趨緊張。

　　石灰石作為惰性材料，在自然環(huán)境中資源豐富，來(lái)源廣泛，將磨細(xì)石灰石粉作為混凝土的礦物摻合料，可促進(jìn)水泥水化，降低混凝土水化熱，改善混凝土的工作性能、力學(xué)性能，提高混凝土早期強(qiáng)度?？茖W(xué)合理地利用石灰石粉，可以為解決現(xiàn)有礦物摻合料供應(yīng)緊張局面，為降低混凝土生產(chǎn)成本提供一條有效途徑。

　　為了配合石灰石粉在混凝土中的應(yīng)用，山東眾森科技股份有限公司研發(fā)了石灰石粉摻合料專用添加劑，復(fù)合摻合料專用添加劑等一系列水泥及混凝土添加劑。

　　二、眾森試驗(yàn)

　　膠凝材料強(qiáng)度測(cè)定按照 GB/T17671-1999《 水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行；

　　膠凝材料在混凝土中的力學(xué)性能按照GB/T50081- 2002 《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》操作進(jìn)行；

　　膠凝材料的組成采用攪拌站常用混凝土C30配比。

　　膠凝材料如下：

　　水泥：P·O42.5

　　石灰石粉：S=390m2/kg，MB=1%

　　眾森專用石灰石粉摻合料添加劑，摻加量0.08%

　　外加劑：山東眾森科技股份有限公司生產(chǎn)的40%聚羧酸

　　1.摻石灰石粉對(duì)膠凝材料強(qiáng)度性能的影響

　　石灰石粉促進(jìn)了水泥的早期強(qiáng)度，但對(duì)后期強(qiáng)度不利。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看出：摻石灰石粉對(duì)膠凝材料的強(qiáng)度在初期開始有影響，但對(duì)后期，特別是第28天影響比較大，之后逐漸降低，特別是在石灰石粉摻量大于22%的時(shí)候，強(qiáng)度開始逐步降低，且降低得比較明顯。

　　石灰石粉對(duì)凝膠材料強(qiáng)度影響示意圖

　　2.加入專用添加劑后，對(duì)膠凝材料強(qiáng)度的影響

　　加入和未加入專用添加劑對(duì)膠凝材料強(qiáng)度的不同影響如下圖中曲線所示：

　　從圖中曲線可以看出，加入專用添加劑后，膠凝材料的強(qiáng)度逐步提高，后期強(qiáng)度也明顯提高。

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　　3.含石灰石粉膠凝材料中，石灰石粉含量和添加劑對(duì)膠凝材料強(qiáng)度的影響

　　專用添加劑對(duì)含石灰石粉膠凝材料強(qiáng)度影響對(duì)比如下：

　　圖表一：石粉22%

　　圖表二：石粉28%

　　從圖表一和圖標(biāo)二中可以看出：

　　在石灰石粉在膠凝材料中的含量為22%時(shí)，加入石灰石粉專用添加劑后，膠凝材料的強(qiáng)度逐步提高，到后期強(qiáng)度提高更大。

　　在石灰石粉在膠凝材料中的含量為28%時(shí)，加入石灰石粉專用添加劑后，膠凝材料初期和后期的強(qiáng)度都明顯提高。

　　4.含石灰石粉膠凝材料中，石灰石粉含量和添加劑對(duì)膠凝材料凈漿的影響

　　專用添加劑對(duì)含石灰石粉膠凝材料凈漿流動(dòng)性影響對(duì)比如下：

　　無(wú)添加劑

　　加添加劑

　　如上圖所示：

　　在沒(méi)有加入添加劑的情況下，隨著石粉摻量的提高，初始時(shí)膠凝材料的凈漿流動(dòng)度增大，到了一定程度后，開始緩慢降低。

　　但在加入添加劑的情況下，隨著石粉摻量的提高，凈漿流動(dòng)度增大，在后期也有緩慢提高，沒(méi)有出現(xiàn)波動(dòng)或降低情況。

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　　5.摻入專用添加劑后，摻石灰石粉膠凝材料對(duì)混凝土性能的影響

　　加入專用添加劑后，對(duì)混凝土坍落度和擴(kuò)展度的影響對(duì)比如下（注：圖表中上方橫線為擴(kuò)展度，下方橫線為坍落度）：

　　未加添加劑

　　加入添加劑

　　如上圖所示：

　　在沒(méi)有加入添加劑的情況下，增加石灰石粉的摻量，混凝土的坍落度和擴(kuò)展度都略有提高。但隨著石灰石粉摻量的增加，和易性卻相對(duì)變差。

　　加入添加劑后，在混凝土的坍落度和擴(kuò)展度都有所提高的同時(shí)，和易性也有所改善，對(duì)混凝土的濕度有利。

　　6.摻入專用添加劑后，摻石灰石粉膠凝材料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

　　加入專用添加劑前后，含不同石粉摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響對(duì)比如下：

　　未加添加劑

　　加入添加劑

　　如上圖所示：

　　在未加入石灰石粉專用添加劑前，隨著石灰石粉摻入膠凝材料中的比例增大，混凝土的強(qiáng)度增大得比較明顯，但到了后期，在摻量達(dá)到22%的時(shí)候，強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩，且越來(lái)越低。

　　但在加入石灰石粉專用添加劑后，混凝土的強(qiáng)度提高比較明顯。

　　三、試驗(yàn)總結(jié)

　　1.石灰石粉作為膠凝材料由于微集料作用在混凝土應(yīng)用中能夠增加混凝土強(qiáng)度，改善混凝土的和易性、減少混凝土用水量、降低混凝土成本；但石灰石粉也有它的局限性，當(dāng)超出一定摻量，給混凝土性能帶來(lái)一定負(fù)面影響；摻石灰石粉膠凝材料混凝土的干裂性、耐久性、碳化性能等需要進(jìn)一步研究。

　　2. 山東眾森研發(fā)人員在石灰石粉應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)摻石灰石粉膠凝材料，做了些研究工作，通過(guò)石灰石粉膠凝材料專用添加劑，彌補(bǔ)了石灰石粉膠凝材料的某些缺陷，改善了石灰石粉膠凝材料的某些性能。