石灰石粉与矿物掺合料复掺对混凝土工作性及强度的影响.pdf

第 2 6卷 第 2期 2 Ol 0年 6月 北京 建筑 工程 学院 学 报 J o u r n a l o f B e i j i n g U n i v e r s i t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e Vo 1 2 6 No 2 J un 2 01 0 文 章 编 号 ：1 0 0 46 0 1 1 ( 2 0 1 0) 0 20 0 4 90 4 石灰 石粉与矿物掺合料复掺对 混凝土 工 作 性及 强 度 的 影 响 杨柳 ， 宋 少 民 ( 北京建筑工程学院 土木与交通工程学院 ， 北京1 0 0 0 8 3 ) 摘 要 ： 研 究 了石灰 石超 细粉 与低 品质粉 煤灰 复掺 对 混凝 土性 能 的影 响 ， 通 过 对 不 同比例 石 灰 石 超 细粉 掺加 量 下新拌 混凝 土工作 性 能的试验 研 究 以及 混凝 土 强度发展 规律 的分 析 ， 结果表 明 ， 在 同 坍 落度 下提 高石 灰石超 细粉 的添加 量 可 明显减 小混凝 土 用水量 ， 降低 水胶 比 ； 在胶 凝材 料 用量相 同 时 ， 石灰 石超 细粉 替代 量提 高到 一定程 度 时混凝 土 强度增 长率减 小 关键词 ：石灰 石超 细粉 ；低 品质粉 煤灰 ；混凝 土 ；强度 中图分 类号 ： T U 5 0 2 文 献标 志码 ： A Ef f e c t o f Li m e s t o ne Po wd e r a nd M i n e r a l Ad di t i v e o n t he W o r ka b i l i t y a n d Co mpr e s s i v e S t r e ng t h o f Co nc r e t e Ya n g Li u， S o n g S h a o mi n ( S c h o o l o f C i v i l a n d T r a ff i c E n g i n e e r i n g ，B U C E A， B e ij i n g 1 0 0 0 4 4 ) Abs t r a c t ：I n t h i s pa p e r ，t hr o u g h t h e e x p e r i me n t o f v a r i o u s p r o po r t i o n s o f l i me s t o n e p o wd e r ，t h e e f f e c t o f d i f f e r e n t pr o po r t i o n s l i me s t o n e po wd e r a n d l o w qu a l i t y fly a s h t o t h e c o n c r e t e wo r k a bi l i t y i s s t u d i e d The r e s u l t s s h o w t ha t t h e c o n c r e t e wa t e r c o n s u mpt i o n h a s b e e n r e d u c e d o b v i o u s l y By u s i n g t h e s a me a mo u n t o f g e l a t i n o u s ma t e r i a l s ， t h e g r o wt h r a t e o f c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e a r e r e d u c e d whe n t he l i me s t o n e p o wd e r r e p l a c e me n t l e v e l i s i n c r e a s e d t o a c e r t a i n e x t e n t Ke y wor ds ：l i me s t o ne mi e r o t i l l e r ；l o w q u a l i t y fly a s h；c o n c r e t e；c o mp r e s s i v e s t r e ng t h o f c o n c r e t e 近年 来 ，水利 、 交通 、 工 民建 等建 设 工程 规 模空 前 ， 我 国部分 地 区优质 粉 煤 灰供 应 紧缺 ，尤 其 是 西 南地 区这 一情 况更 为 突 出 ， 粉煤 灰 的远 距 离运 输 将 提 高混凝 土 的生 产 成 本 寻找 一 种 可 就 近 取 材 、 质 优价 廉 的新 型 矿物 掺 合 料迫 在 眉 睫 ， 石 灰 石粉 因 易 于粉 磨 、 低 反应 活性 、 低需 水 量 比、 可 就 近 取材 等特 点可 作为粉 煤灰 的补 充 石灰 石 粉是 以生产 石 灰石 碎石 和机制 砂 时产 生 的石 粉 和 石 屑 为原 料 ， 通 过 进 一 步 粉磨制 成 的粒径 不大 于 l 0 m 的 细粉 ， 在 混 凝 土 中具有 良好 的减水 和 填充 效 应 大 量 研究 表 明石 灰石粉 不完 全 是 一种 惰 性 混 合 材料 ， 一些 研 究 人员 通过 研究 发现石 灰石粉 掺加 混凝 土 中对 强度 是 有 贡献 的 ， 它参 与 了混 凝 土 的水 化 反 应 后 期 可 以 生成 三碳水 化 铝 酸 钙 和单 碳 水 化 铝 酸 钙 至今 ， 随 着高细粉磨技术的进步， 利用石灰石粉作为混凝土 矿物掺 合 料 已具 备实施 条件 试 验用 原 材 料 与 试 验 方 法 1 1 原 材料 1 )水 泥 本 实验 采用 P 0 3 2 5和 P 0 4 2 5水 泥 ， 水 泥 的 收稿 日期 ： 2 0 1 0一O 4 2 8 作者简 介：饧柳( 1 9 8 5 一 ) ， 女 ， 硕士研究生 ， 研究方向 ： 废 弃资源与高性能砼 5 O 北 京 建筑 工 程 学院 学 报 2 0 1 0年 2 )粉煤灰 本 次实 验选 用等 外 粉煤 灰 ， 其 化学 成分 及 性能 见表 2及 表 3 表 2粉 煤 灰 的化 学 成 分 表 3粉 煤 灰 性 能 3 )石灰石 粉 其 细度 4 5 m筛 余为 2 2 ， 需水 量 比为 9 4 ， 其化学成分 见表 4 表 4石 灰 石 粉 的 化 学成 分 4 )细集 料 细度模数 2 7 2， 表 观 密度 2 6 9 5 k g m ， 松 散堆 积空隙率 4 2 2 9 ， 紧密堆 积空隙率 3 0 1 0 ， 0 1 5 m m 以下筛 余 1 4 1 5 5 )粗集料 5 2 0 m m含 泥 量 、 泥块 含 量 、 针 片 状 颗 粒 含 量 、 压 碎 指 标 符 合 G B T 1 4 6 8 5 要 求 ，空 隙 率 3 6 4 3 6 )拌 合用水 采用生 活用水 7 )减水 剂 萘 系减水剂 1 2试 验配合 比 本试 验研究 掺加不 同石灰石 粉后对混凝 土工作 性和强度 的影响 用 于工作性研 究 的混凝 土 配合 比 见表 5 基 准试样 组 1不掺 加 石 灰石 粉 ( L S ) ， 只掺 加粉煤灰( F A) 试验试样组 21 1组 中矿物掺和 料替代水泥 5 0 ， 石灰石粉掺量逐渐增加 ， 其余参 数均 和基准配 合 比中的相 同用 于研 究混凝 土 强度 的配 合 比见 6 表 5 研究新拌混凝土性能配合 比 k g m 注： 1 c： 水泥 ；L S ： 石灰石粉 ；F A： 粉煤灰 ；S ： 砂子；G： 石子 w： 用水量2 减水剂 掺量 2 9 表 6研究混凝 土强度配合比 k g m 注： 坍落度控制在 1 9 o mlt l 2 2 0 m m之间 抗 压强度按 D B T 5 0 0 8 1 2 o 0 2 普通 混凝土 力 学性能试 验方法 标准 测 定 2 结果与分析 2 1 石灰石 粉与 低 品质 粉煤 灰 复掺 对 混凝 土 坍落 度损 失的影响 随石灰石粉掺量增加， 新拌混凝土坍落度及 1 h 坍落度结果见表 7和图 1 图 1可 以看 出随着石粉 5 2 北 京 建 筑工 程 学院 学报 煤灰量对 混凝土 强度 的影 响其 中 0 2 8 d强度 随 着石粉替代量的增加并没有明显变化混凝土 1 8 0 d强度与 2 8 d强 度相 比 ， 石 粉 替代 粉煤 灰量 5 0 是 强度增长最 大 ， 增 加 了 2 4 MP a ； 而 石 粉替 代 粉 煤 灰 量 7 0 、 8 0 时 ， 强度 在 9 0 d ， 强度相对 于 2 8 d强度 平均增 加 了 1 7 MP a ， 而 1 8 0 d强度相 比 9 0 d强 度并 没有增 长 表 9 石灰石粉与低 品质粉煤灰复掺对混凝土强度 的影响 M P a 宝 、 爱 出 垃 赠 图 3石 灰 石粉 掺 量 对 同 胶凝 材 料 混 凝 土 强度 的 影 响 如 图 4所 示 ， Q 1 、 Q 一 3 、 Q 一 5 、 Q 一 6 、 Q 一 7分 别 为 胶 凝材料 为 3 6 0 k g m。 、 4 0 0 k g m 、 4 4 0 k g m 、 4 8 0 k g m 、 5 0 0 k g m 时同等石粉掺加 比例下混凝 土 长期 强度变 化胶材 用量 大 于 4 4 0 k g m 时 ， 组 Q 5 、 Q 一 6 、 Q - 7在 同水胶 比下 ， 随着胶 凝 材 料用 量 变 化 各 龄 期强 度基本 相 同胶 材 用 量小 于 4 4 0 k g m 时 ， 组 Q 一 1 、 Q 3随着水胶 比的降低 强度略有增 加 从 以上 试验 结果 可 以看 出 ， 在 相 同胶凝 材料 用 量时， 随着石粉替代粉煤灰量的增加 ， 早期强度并未 7 0 要 6 0 羞 5 0 要 o 善。 o 2 0 1 0 g 0 图 4 I司石灰 石 粉 掺 下 不 同胶 材 用 量 对 混 凝 土 强 度 的 影 响 出现明显变化， 而后期强度随着石粉掺量 的增加强 度增长率略有下降由于石灰石粉活性相对较低， 后期 强度 的增长 幅度 不如 粉煤 灰 ， 因此石 粉 掺量 增 大时， 后期强度的增长率略有下降 3 结 论 1 )随着石灰石粉掺量比例的增加， 使混凝土坍 落 度损失从 1 0 5 m m降 到 1 0 mm， 明显改善新 拌混凝 土 的工作性 2 )随着石 灰石粉 掺量 比例 的增加 ， 可 以在保 持 相同坍落度的同时， 减少混凝土用水量， 使混凝土拌 合 物的水胶 比降 低 了 2 5 3 )相 同胶凝材 料用量 时 ， 随着 石灰石 粉相对 于 低 品位粉煤 灰量 的增 加 ， 对 混 凝 土 的早期 强 度并 没 有影 响 ， 但会使 长期强 度 的增 长率 略有 降低 ， 但 幅度 不大 参考文 献 ： 1 涂成厚石灰石粉 的应用 J 国外建材科技 ， 1 9 9 9 ， 2 O( 4 )： 4 75 1 2 章春 梅 ，V S R a ma c h a n d r a n 碳酸钙微 集料对 硅酸 三钙的水化影响 J 硅酸盐学报 ，1 9 8 8 ，1 6 ( 2 ) ： 1 1 0 1 1 7 3 路平 ， 路树标C a C O 对 C S水化 的影 响 J 硅酸盐 学 报 ，1 9 8 7，1 5 ( 4 )： 2 8 92 9 4 责任 编辑 ： 王克黎