岳光亮：石灰石粉在混凝土中应用的探讨

　　一、矿物掺合料介绍

　　矿物掺合料已成为了现代混凝土中必不可缺少的组份，人们对于主要矿物掺合料的矿粉及粉煤灰广泛应用于混凝土中所展现出的优异性能已普遍认同。然而，粉煤灰、矿粉属于不可再生资源，随着人类对自然资源的过度开采，导致其上游产品煤和矿石数量日益减少，造成了市场上粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的供应也日趋紧张。

　　石灰石作为惰性材料，在自然环境中资源丰富，来源广泛，将磨细石灰石粉作为混凝土的矿物掺合料，可促进水泥水化，降低混凝土水化热，改善混凝土的工作性能、力学性能，提高混凝土早期强度。科学合理地利用石灰石粉，可以为解决现有矿物掺合料供应紧张局面，为降低混凝土生产成本提供一条有效途径。

　　为了配合石灰石粉在混凝土中的应用，山东众森科技股份有限公司研发了石灰石粉掺合料专用添加剂，复合掺合料专用添加剂等一系列水泥及混凝土添加剂。

　　二、众森试验

　　胶凝材料强度测定按照 GB/T17671-1999《 水泥胶砂强度检验方法》进行；

　　胶凝材料在混凝土中的力学性能按照GB/T50081- 2002 《普通混凝土力学性能试验方法标准》操作进行；

　　胶凝材料的组成采用搅拌站常用混凝土C30配比。

　　胶凝材料如下：

　　水泥：P·O42.5

　　石灰石粉：S=390m2/kg，MB=1%

　　众森专用石灰石粉掺合料添加剂，掺加量0.08%

　　外加剂：山东众森科技股份有限公司生产的40%聚羧酸

　　1.掺石灰石粉对胶凝材料强度性能的影响

　　石灰石粉促进了水泥的早期强度，但对后期强度不利。通过这个实验可以看出：掺石灰石粉对胶凝材料的强度在初期开始有影响，但对后期，特别是第28天影响比较大，之后逐渐降低，特别是在石灰石粉掺量大于22%的时候，强度开始逐步降低，且降低得比较明显。

　　石灰石粉对凝胶材料强度影响示意图

　　2.加入专用添加剂后，对胶凝材料强度的影响

　　加入和未加入专用添加剂对胶凝材料强度的不同影响如下图中曲线所示：

　　从图中曲线可以看出，加入专用添加剂后，胶凝材料的强度逐步提高，后期强度也明显提高。

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　　3.含石灰石粉胶凝材料中，石灰石粉含量和添加剂对胶凝材料强度的影响

　　专用添加剂对含石灰石粉胶凝材料强度影响对比如下：

　　图表一：石粉22%

　　图表二：石粉28%

　　从图表一和图标二中可以看出：

　　在石灰石粉在胶凝材料中的含量为22%时，加入石灰石粉专用添加剂后，胶凝材料的强度逐步提高，到后期强度提高更大。

　　在石灰石粉在胶凝材料中的含量为28%时，加入石灰石粉专用添加剂后，胶凝材料初期和后期的强度都明显提高。

　　4.含石灰石粉胶凝材料中，石灰石粉含量和添加剂对胶凝材料净浆的影响

　　专用添加剂对含石灰石粉胶凝材料净浆流动性影响对比如下：

　　无添加剂

　　加添加剂

　　如上图所示：

　　在没有加入添加剂的情况下，随着石粉掺量的提高，初始时胶凝材料的净浆流动度增大，到了一定程度后，开始缓慢降低。

　　但在加入添加剂的情况下，随着石粉掺量的提高，净浆流动度增大，在后期也有缓慢提高，没有出现波动或降低情况。

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　　5.掺入专用添加剂后，掺石灰石粉胶凝材料对混凝土性能的影响

　　加入专用添加剂后，对混凝土坍落度和扩展度的影响对比如下（注：图表中上方横线为扩展度，下方横线为坍落度）：

　　未加添加剂

　　加入添加剂

　　如上图所示：

　　在没有加入添加剂的情况下，增加石灰石粉的掺量，混凝土的坍落度和扩展度都略有提高。但随着石灰石粉掺量的增加，和易性却相对变差。

　　加入添加剂后，在混凝土的坍落度和扩展度都有所提高的同时，和易性也有所改善，对混凝土的湿度有利。

　　6.掺入专用添加剂后，掺石灰石粉胶凝材料对混凝土强度的影响

　　加入专用添加剂前后，含不同石粉掺量对混凝土强度的影响对比如下：

　　未加添加剂

　　加入添加剂

　　如上图所示：

　　在未加入石灰石粉专用添加剂前，随着石灰石粉掺入胶凝材料中的比例增大，混凝土的强度增大得比较明显，但到了后期，在掺量达到22%的时候，强度增长变缓，且越来越低。

　　但在加入石灰石粉专用添加剂后，混凝土的强度提高比较明显。

　　三、试验总结

　　1.石灰石粉作为胶凝材料由于微集料作用在混凝土应用中能够增加混凝土强度，改善混凝土的和易性、减少混凝土用水量、降低混凝土成本；但石灰石粉也有它的局限性，当超出一定掺量，给混凝土性能带来一定负面影响；掺石灰石粉胶凝材料混凝土的干裂性、耐久性、碳化性能等需要进一步研究。

　　2. 山东众森研发人员在石灰石粉应用过程中，针对掺石灰石粉胶凝材料，做了些研究工作，通过石灰石粉胶凝材料专用添加剂，弥补了石灰石粉胶凝材料的某些缺陷，改善了石灰石粉胶凝材料的某些性能。