浅谈掺石灰岩粉混凝土流动性能
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摘 要：石灰岩粉是石灰岩碎石、机制砂机械加工得到的产品，将石粉加入混凝土会引起混凝土的工作性能、力学性能、耐久性的变化，并且影响规律均不同，石粉对混凝土性能的作用机理主要为晶核效应、填充效应和化学作用等。通过石粉对C30混凝土流动性能的影响试验，研究发现石粉的掺入有利于减少骨料与之间的内摩擦力提高其流动性。
关键词：石灰岩粉;混凝土;性能
1 石灰岩粉对于混凝土工作性能的影响
李崇智[5]等按照1：1比例将石灰石粉和砂岩石粉组成复合粉体，连同自制的高性能聚羧酸系减水剂PCE和黏土改性剂SMA一起按比例掺入混凝土中，进行微观形貌分析，水泥净浆试验，塌落度、扩展度、强度试验研究。结果表明，当黏土改性剂的掺量小于5%时坍落度和扩展度都随着黏土改性剂掺量的增加而变大，可有效提高混凝土的强度;当复合石粉掺量达到10%对复合混凝土的工作性能产生较大影响;当加入5%的黏土改性剂时，对复合粉体含量低于15%的水泥净浆的流动度和经时损失都较小，混凝土工作性能良好。
杨如仙[6]等将石粉按比例掺入混凝土中，进行混凝土耐久性试验研究，试验结果表明，随着石粉掺量的增加，混凝土坍落度增加，保水性能变好，泌水率降低，坍落度经时损失降低，混凝土含气量也略有减小。这是因为掺入石粉后混凝土中水泥颗粒的间距增大，相同质量水泥被石粉替代，对水泥水化过程中形成的絮凝结构有解絮作用，有效地降低了混凝土坍落度损失，提高了混凝土的流动性能，同时混凝土浆体中水泥的用量减少，整个胶凝体系用水量减少，有效改善了混凝土的工作性能。
胡红梅[7]等将石粉分别与粉煤灰、矿粉、硅灰3种不同矿物掺合料两两组合复掺，通过自密实性能试验和强度试验，研究复掺矿物对高强自密实混凝土性能的影响。试验结果表明：单掺石粉高强混凝土不能满足性能要求;在矿物掺合料总量固定在45%的前提下，将石粉和粉煤灰按比例复掺，同时减少拌和用水量，可以提高拌合物的填充性和间隙通过性，但7d、28d強度有所降低，因此不适合制备高强度自密实混凝土，只能制备中、低强度的自密实混凝土;将石灰石粉与矿粉分别按照25%与15%的比例复掺，不仅可以改善混凝土的自密实性能，同时也能满足高强要求，适合于配制高强自密实混凝土，有效提高了混凝土的工作性能。
2 石灰岩粉对于混凝土力学性能的影响
王喆[8]等将矿渣、粉煤灰、钢渣、石粉4种矿物按照1：1比例复合组成6种复合矿物掺合料，通过抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验、抗氯离子渗透试验，研究复合混凝土的后期抗压强度、劈裂抗拉强度和抗氯离子渗透性，实验结果表明，矿渣与粉煤灰、钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土后期抗压强度和抗氯离子渗透性，粉煤灰与钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土720 d抗氯离子渗透性，钢渣与石灰石复合使用对混凝土耐久性能有不利影响，矿渣与粉煤灰复合使用对混凝土耐久性能提高最明显。
顾明丽[9]研究粉煤灰和石灰石粉复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土物理力学性能的影响，通过坍落度测定、抗压强度试验、抗折强度试验、水化热试验，研究石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度、抗压强度、抗折强度等物理力学性能的影响。试验结果表明：坍落度、抗压强度、抗折强度都随石粉掺量的增大呈先增大后减小的趋势，当石粉掺量达到最优替代掺量24%时轻骨料混凝土的物理力学性能最好，抗压强度明显提升。
张通[10]等通过内掺比例分别为0%、10%、20%、30%、40%和50%的石粉代替等量砂子来配制浮石混凝土，研究不同比例掺量的石粉对轻骨料混凝土工作性能、抗压强度和劈裂抗拉强度的影响，并借助扫描电镜观察分析石粉对轻骨料混凝土性能的影响。结果表明，石粉的最佳掺量为30%，混凝土内部掺入石粉后生成碳铝酸盐，使水泥石结构更密实，石粉的填充作用有利于轻骨料混凝土后期强度的增加。
3 石灰岩粉对于混凝土耐久性的影响
王德辉[11]等通过掺石粉混凝土抗氯离子渗透性试验、抗碳化性能试验、抗钢筋锈蚀试验、抗冻性试验研究石粉的粒径、掺量、其它辅助性胶凝材料对混凝土耐久性的影响。试验结果表明，当石粉的平均粒径为19.92μm，石粉的掺量比例为15%时，对各龄期下的混凝土抗氯离子渗透性能影响最小，氯离子扩散系数最小;当石粉掺量比例介于5%～10%之间且粉煤灰掺量比例介于10%～20%之间时，或者当石粉掺量比例小于10%且矿粉掺量比例介于20%～40%之间时，对各龄期下的混凝土混凝土的抗碳化性能影响最小，碳化深度最小;制备混凝土的水胶比小于0.4，掺石粉的混凝土具有致密的孔结构，钢筋锈蚀和冻融破坏的风险较低。
史才军[12]等通过水泥基混凝土抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗碳化性等耐久性研究，发现石粉掺入对水泥基混凝土性能有影响。结果表明，掺石粉的水泥基混凝土的抗钢筋锈蚀性能主要与石粉的填充作用、化学作用、稀释作用密切相关;掺石粉的水泥基混凝土的抗冻性主要与石粉稀释作用有关，当石粉掺量增大时，水泥基混凝土的抗冻性逐渐减小;掺石粉的水泥基混凝土的碳化深度主要与石粉的化学作用、填充作用、稀释作用密切相关。
霍俊芳等通过研究石粉硅粉复掺对混凝土的抗冻耐久性能的影响，结果表明，在D当石粉掺量为5%～10%时，混凝土强度比基准高。随着石灰石粉掺量的增加，混凝土的抗压强度降低。在混凝土冻融循环次数一定时，在粉煤灰掺量为5%和硅粉掺量为10%时，在石灰石粉掺量为5%～10%时，混凝土的抗冻性能较好，且高于基准混凝土。
4 C30混凝土流动性试验
配置C30混凝土，设计砂率取值44%，每立方米粉煤灰掺量为60kg、每立方米石灰岩粉掺量为60kg，设计水胶比分别为0.44、0.41、0.38，机械搅拌制备出 3不同批次的混凝土拌合物。具体试验方案及试验结果如表1所示。 从表1中的试验结果可以看出C30混凝土随着石灰岩粉掺量比例从0.19增加到0.24，混凝土塌落度小幅增加，是由于当掺入混凝土中的石灰岩粉等质量取代水泥后，使得混凝土中的浆体增加，而石灰岩粉颗粒小、光滑，有利于减少骨料与之间的内摩擦力提高其流动性，混凝土的坍落度也随之小幅增加。
5 结论
分别从石粉对混凝土工作性能、力学性能、耐久性的影响等几个方面，对混凝土性能影响进行总结。
（1）石粉对不同体系的混凝土，会表现出不同的影响规律，从而存在不同的最佳含量。
（2）石粉在混凝土中的作用机理可以总结为晶核效应、填充效应、化学作用、稀释作用，研究表明石粉可以改善混凝土拌合物的颗粒级配，会对水泥水化产生诱导作用，会与水泥矿物中的铝酸三钙反应生成水化碳铝酸盐。
（3）石粉对混凝土性能的影响的研究， 主要针对石粉对水泥水化和混凝土性能的影响方面， 其它岩性的石粉， 如花岗岩石粉、石英岩石粉、辉绿岩石粉等研究内容较少。
参考文献：
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项目来源：
宁夏回族自治区大学生创新训练计划项目（NXCX2018395）。
作者简介：
胡宁南（1997—）男，汉，宁夏回族自治区固原市西吉县人，大学本科在读。
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