超细石灰石粉对泵送混凝土性能的影响.pdf

134 质量管理 本文采用复掺法，掺合料为粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉，保持胶凝材料总量不变，保持掺合料总量不变。不 同掺量石灰石粉代替粉煤灰和矿渣粉，配制泵送混凝土，测试研究混凝土施工性能、力学性能及耐久性能（抗 氯离子渗透性）。结果表明，适量加入石灰石粉可改善混凝土拌合物性能，有利于混凝土早期强度提高，提 高混凝土抗渗性能；与粉煤灰和矿渣粉复掺弥补后期强度发展的不足。 石灰石粉 ; 混凝土 ; 性能影响 “ 超细石灰石粉对泵送混凝土性能 的影响 高瑞欣 杨 锦 李力怡 西安培华学院 陕西西安 710125 TANSUOYANJIU / 探索研究 本文将石灰石粉替代部分粉煤灰和矿渣粉作为混凝 土的复合掺合料，掺入高效减水剂和引气剂，配制大流 动性混凝土，研究以不同掺量石灰石粉替代粉煤灰和矿 渣粉后，研究混凝土拌合物和易性、抗压强度及抗氯离 子渗透性能， 从而得出石灰石粉替代粉煤灰的合适掺量， 符合和易性和强度设计要求，满足耐久性要求混凝土， 促进石灰石粉在实际工程中的合理地利用。 1 试验原材料及测试方法 1.1 原材料 水泥 (P.O)：陕西尧柏 P.O42.5 普通硅酸盐水泥； 石灰石粉：0.08mm 筛余量 17.1%；粉煤灰：漳泽电 力永济蒲州热电有限公司 II 级灰；粒化高炉矿渣粉 : 山 西诚盛建材有限公司 S95 级；粗集料：西安潏河碎石， 粒径 5 ～ 20mm 连续级配，压碎指标 8.7%，含泥量 1.0%；细集料：西安沣河中砂，II 区砂，细度模数 2.7， 含水率 0%；拌和水：自来水；聚羧酸高效减水剂：陕 西瑞德建材科技有限责任公司生产，减水率 25%，掺 量为胶凝材料的 1.5%；引气剂：皂苷型，掺量 0.3%； 1.2 试验方法 1.2.1 混凝土拌合物性能测试方法 混凝土拌合物性能测试依据《普通混凝土拌合物性 能试验方法标准》GB/T50080-2002，测试混凝土拌 合物的坍落度和塌落度扩展值。即混凝土搅拌均匀后， 分三次均匀装入坍落筒中，每层用倒棒插捣 25 次，然 后垂直平稳地向上提起坍落筒。当混凝土拌合物不再流 动时，用钢尺测量其坍落度和坍落扩展度。 1.2.2 混凝土力学性能测试方法 将混凝土拌合物分两层装入 100mm100mm100mm 试模中，不用振捣，采 用人工插捣自密实，刮出多余混凝土，并用抹刀磨平。 成型后用不透水薄膜覆盖，以防止水分蒸发，在室温 为 205℃情况下，静置 24 小时后编号、拆模。拆模 后放入恒温标准养护室。养护至龄期，取出晾干后用 TYA-2000 型电液压式压力试验机测试混凝土试块抗 压强度。 1.2.3 电通量测试方法 电通量法是在一定条件下通过混凝土规定截面 面积的电荷总量，用于评价混凝土抵抗水和离子等介 质向内渗透的能力。本试验用此法测定混凝土抗氯离 子渗透的性能。硬化后混凝土用岩石切割机制作成 100mm100mm50mm 的混凝土试块，以硅胶或 树脂密封，放入真空干燥泵中干燥 3 小时，进行真空饱 水 22 小时。待试块用去离子水完全浸泡后放入电通量 测试架中进行电通量测试。SDL 混凝土电通量测定仪。 1.3 实验方案 始终保持水胶比为 0.45，砂率为 40% 不变；保持 混凝土中的水泥、砂、石、水胶比、矿物掺合料总量及 其外加剂的掺量不变，石灰石粉等量替代粉煤灰和矿渣 粉，配制出的设计强度等级为 C40 混凝土。混凝土配 合比如表 1 所示。 表 1 混凝土配合比（kg/m3） 2 实验结果及分析 2.1 石灰石粉对混凝土力学性能的影响 根据《普通混凝土力学性能实验方法标准》GB/ T50081-2002 相关规定，进行混凝土抗压强度实验。 表 2 石灰石粉混凝土抗压强度测试结果 由表中测试结果可以看出，随着石灰石粉掺入量增 加，对混凝土早期强度（7 天和 28 天）有明显提高。 尤其是掺量在 5%-15% 范围内，主要原因是石灰石分 填充效应，增加混凝土致密程度，从而使胶凝材料孔隙 率降低，提高混凝土抗压强度。加速效应：适当掺量的 石灰石粉充当了C-S-H的成核基体， 降低了成核位垒， 加速水泥水化。从强度来看，石灰石粉掺量不大时，对 混凝土早期强度有很大的促进。随着石灰石粉掺量的增 加，达到 20% 、25%、30% 时，混凝土的抗压强度 相比未掺石灰石粉的混凝土却在降低。其原因是石灰石 基金项目：本文属于 2015 年度西安培华学院校级课题阶段性成果，课题名称：超细石灰石粉对泵送混凝土性能的 影响 ; 课题编号：PHKT20140703 质量管理 135 粉早期只有填充效应和加速效应，并且水化反应只在后 期，并且在石灰石粉掺量较低时较明显。掺量过大，石 灰石粉填充效应和加速效应产生强度比被取代水泥水化 产生强度低，故而掺量超过 20% 后，随着掺量增加强 度下降速度亦增加。 2.2 石灰石粉对混凝土拌合物性能的影响 拌合物性能是泵送混凝土最重要的性能之一，本文 用混凝土拌合物的坍落度来表示混凝土的流动性。混凝 土进行时试拌后，分别测其坍落度见表 2。 表 3 混凝土拌合物性能测试结果 由表 3 可以看出，新拌混凝土的初始坍落度均在 250mm 左右，并且在 30min 时，坍落度变化不大。 试验中石灰石粉的替代量对大坍落度混凝土拌合物和易 性影响不大，且混凝土拌合物的流动性经时损失较小。 主要原因是石灰石粉的颗粒表面光滑，水分附着力小， 可以起到一定的物理减水作用。在拌和初期吸水，等混 凝土硬化后，其吸入的水分慢慢释放出来，补偿混凝土 后期水化，减小混凝土的收缩。一方面起到“滚珠”的 作用， 另一方面将填充于水泥空隙中的填充水置换出来， 粒子之间的间隔水层加厚。因此，新拌混凝土的流动性 增大。同时，还可以降低混凝土的粘滞性。 2.3 石灰石粉对混凝土渗透性的影响 表 4 电通量及氯离子渗透性测试结果 由表 4 可知，掺入石灰石粉后，混凝土整体的电 通量较大，掺量在 15% 以内时，电通量和氯离子渗透 性能变化不大，但是超过 15% 后，二者变化比较明显。 当混凝土中石灰石掺量为掺合料总量 30% 时，电通量 变大，而且氯离子渗透性较大，混凝土抗渗透性较差。 随着石灰石粉掺量增加，混凝土强度有所下降，氯 离子渗透能力逐渐提高， 混凝土的抗渗透性不断地下降， 混凝土对氯离子渗透的扩散阻碍能力主要决定于混凝土 孔隙率和孔径分布情况，Cl- 渗入混凝土的速度与混凝 土孔结构有关. 混凝土孔结构越粗越开放,孔隙率越大， Cl- 的渗透扩散速度就越快。粉煤灰是活性材料，在混 凝土既可以作为填充材料，又可以发生火山灰反应，生 成 C—S—H 凝胶更能密实地填充混凝土内部孔隙。而 石灰石粉是非活性材料，只能起到物理填充。 随着石灰石粉掺量增加，粉煤灰的掺量相对减少， 混凝土内部结构密实程度相对较差，混凝土的抗氯离子 能力逐渐下降，混凝土耐久性能也随之逐渐下降。因此， 在使用石灰石粉时，对其掺量要进行试验来确定其最佳 掺量。这样不仅能提高自密实泵送混凝土施工性能，而 且也能保证混凝土耐久性符合要求。 3 结论 聚羧酸系减水剂与含石灰石粉水泥浆体的适应性最 佳 , 而且随着石灰石粉掺量的增加 , 浆体流动度影响不 大。 石灰石粉掺量是影响复合型掺合料混凝土强度最主 要因素。根据混凝土拌合性能、力学性能和抗氯离子渗 透性能的研究，石灰石粉在混凝土中的掺入量最好不超 过 15%。否则强度和耐久性难以保证。 石灰石粉可以作为混凝土掺合料替代部分水泥或其 他矿物掺合料，适量掺入石灰石粉可明显改善混凝土拌 合物的流动性、保水性和抗离析性。 石灰石粉替代粉煤灰的掺量以掺合料总量的 15% 为宜。适量掺入石灰石粉可以提高混凝土强度，特别是 早期强度。相同水胶比下，随着石灰石粉掺量增加，混 凝土力学性能逐渐下降。 掺入适量石灰石粉的混凝土抗氯离子渗透能力较 好，随着石灰石粉掺量的增加，混凝土抗氯离子渗透能 力下降，难以保证对混凝土耐久性。 与粉煤灰复掺来配制自密实泵送高性能混凝土，不 仅具有显著技术经济效益， 而且可以充分利用石粉资源， 减少环境污染，具有良好社会效益。 【参考文献】 [1] 朱柯 . 石灰石粉对混凝土性能的研究 [J]. 硅酸盐通 报 ,2015.02 [2] 王毓发 . 机制砂中的石灰石粉对混凝土性能的影响 [J]. 商品混凝土 ,2016.5 【作者简介】 高瑞欣（1967.03-），女，任职于西安培华学院人居 环境与工程学院，高级工程师，研究方向：绿色混凝土 （上接 142 页） 一体化教学改变了过去组织胚胎学教学单一的理论授课 特点，实现了理论教学和实践教学的统一。授课教师通 过多样的教学方式和教学手段将原本枯燥无味的理论知 识通过丰富多样的形式展现出来，激发了学生的学习热 情，提高了课堂学生的参与度。 理实一体化教学增强了学生的理解、表达能力。 传统的组织胚胎学教学模式过度强调对于理论知识的传 授，而忽视了对于学生理解、表达能力的培养。理实一 体化教学在传授理论知识的基础上，还注重培养了学生 图像的观察、理解、绘制等多方面的能力，提高了学生 的综合能力，可更好的实现医学专业学生的培养目标。 4 结论 在组织胚胎学的教学过程中探索、应用理实一体化 教学模式，通过课堂上理论知识传授和试验教学的有机 结合，有效改善了传统教学模式存在的不良弊端，提升 了课堂教学学生的参与度，提高了教学效果，有助于医 学专业学生综合能力的提高。 【参考文献】 [1] 宋佰慧 . 理实一体化在高职高专院校组织学与胚胎学 教学中应用探索 [J]. 中国科教创新导刊 ,2013,25:183. [2] 徐玉山 , 蒲明兰 . 高职高专人体解剖学理实一体化教 学模式实践与探索 [J]. 时代教育 ,2014,18:56. [3] 刘治安 , 张军伟 . 开展理实一体化教学需要注意的若 干问题 [J]. 中国电力教育 ,2009,21:70-72. TANSUOYANJIU / 探索研究