石灰石粉取代粉煤灰對混凝土性能影響

高廣文，王雷鳴

（1. 北京韓信混凝土有限公司，北京 100015；2. 北京城五混凝土有限公司，北京 100015）

粉煤灰作為不可或缺的混凝土摻合料之一，當(dāng)今混凝土行業(yè)價格上漲，導(dǎo)致市場出現(xiàn)大批的“假粉煤灰”來以次充好，其對混凝土的和易性及強(qiáng)度、耐久性等產(chǎn)生不利的影響。粉煤灰在混凝土中可以起到滾珠、填充及火山灰效應(yīng)，改善混凝土拌合物的和易性。石灰石粉作為新型的礦物摻合料不但價格低廉，而且料源豐富，一定范圍內(nèi)可以取代粉煤灰使用，效果良好。

1 試驗(yàn)用原材料

1.1 石粉

本試驗(yàn)選用的是京淶收塵石灰石粉，其各項(xiàng)物理性能指標(biāo)見表1。

1.2 水泥

金隅北水 P·O42.5 水泥，其主要性能指標(biāo)見表2。

表1 石粉基本物理性能指標(biāo)

表2 水泥的主要性能指標(biāo)

1.3 摻合料

（1）天津上聯(lián)首豐Ⅱ級粉煤灰，細(xì)度 18.8%，需水量比 103%，燒失量 3.2%。

（2）河北三河首嘉 S95 級礦粉，流動度比 100%，密度 2880kg/m3，比表面積 4460m2/kg，7d 活性指數(shù)82%，28d 活性指數(shù) 99%。

1.4 砂

北京密云天然河砂，屬Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù) 2.6，含泥量 2.5%，泥塊含量 0.3%。

1.5 石

選用北京密云 5～25mm 碎石，級配合理，壓碎值 8.5%，針片狀含量 5%，含泥量 0.4%，泥塊含量0.1%。

1.6 外加劑

選用山西黃騰生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑 HT-HPC（標(biāo)準(zhǔn)型），減水率 28%，含固量 12.8%，pH 值 4.2，密度 1026kg/m3。

1.7 水

自來水符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》。

2 配合比設(shè)計及試驗(yàn)結(jié)果

2.1 配合比

本試驗(yàn)所設(shè)計的配合比強(qiáng)度等級為 C30、C40。用石灰石粉取代膠凝材料中的粉煤灰，其取代率分別為15%、30%、50%、70%、85%、100%，與基準(zhǔn)配合比進(jìn)行試驗(yàn)對比。試驗(yàn)配合比基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表3。

2.2 試配混凝土性能檢測結(jié)果

試配混凝土的檢測結(jié)果見表4。

2.3 混凝土的抗?jié)B性試驗(yàn)結(jié)果

對 C40 混凝土做抗?jié)B性試驗(yàn)，試驗(yàn)編號 02-0 至02-6 抗?jié)B試件的抗?jié)B指標(biāo)均達(dá)到 P12，無一滲水。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 石灰石粉取代粉煤灰對混凝土工作性的影響

由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，粉體疊加效應(yīng)開始體現(xiàn)，拌合物倒置排空時間逐漸延長，密實(shí)性逐漸提高，出機(jī)混凝土黏度有上升趨勢，取代率為 15%、30%、50%、70% 時，其出機(jī)混凝土坍落擴(kuò)展度與基準(zhǔn)混凝土基本相同，和易性改善，尤其取代率 50% 時的工作性相對最好；當(dāng)取代率為 85%和 100% 時，其出機(jī)混凝土坍落度、擴(kuò)展度與基準(zhǔn)混凝土比較越來越差；石灰石粉摻量為 50% 時，混凝土含氣量基本浮動不大，略有上升，但摻量在 70% 以后呈現(xiàn)了下降趨勢。

C30 和 C40 的混凝土，當(dāng)取代率為 85% 和 100%時，其出機(jī)試配混凝土都出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，表現(xiàn)為取代率越大越嚴(yán)重，尤其取代率為100% 時，出機(jī)混凝土泌水嚴(yán)重，狀態(tài)發(fā)散，對混凝土工作性影響非常大。

表3 混凝土試配配合比 kg/m

表4 混凝土坍落擴(kuò)展度等工作性

3.2 石粉取代粉煤灰對混凝土力學(xué)強(qiáng)度的影響

（1）由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，混凝土強(qiáng)度有個逐漸上升的過程，但是取代率為 70% 下降，當(dāng)取代率為 85% 和 100% 有迅速下降的斜率。

（2）由表4 可以看出，隨著石灰石粉取代粉煤灰比例逐漸提高，混凝土 3d 天齡期強(qiáng)度基本變化不大，但是 7d、14d、28d 齡期強(qiáng)度的增長出現(xiàn)較大差別，而且隨著齡期的增長各齡期強(qiáng)度差不斷拉大，取代率為50% 強(qiáng)度達(dá)到峰值，然后開始出現(xiàn)下降的趨勢。試配強(qiáng)度等級 C30、C40的混凝土，當(dāng)取代率為 30%、50%、70% 時，混凝土 28d 強(qiáng)度值較高，可以推定在取代率為30%～70% 時，對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率顯著，但是考慮經(jīng)濟(jì)效益取代率在 50%～70% 最為合理。當(dāng) 85% 和 100% 取代率時，混凝土強(qiáng)度比取代率為 0% 時的基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度要低。

4 結(jié)論

從混凝土拌合物工作性的角度分析，石灰石粉不能夠完全取代粉煤灰，應(yīng)用到混凝土生產(chǎn)中。石灰石粉15%～70% 取代粉煤灰可以改善混凝土的工作性，利于混凝土澆筑施工質(zhì)量，并且可以增加混凝土的強(qiáng)度。

[1]JGJ/T 318—2014.石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ/T 318—2014.石灰石粉在混凝土中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

[3]JGJ 52—2006.普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].