摘 要：作为混凝土外加剂的石灰石粉是开发绿色混凝土的有效途径。这篇文章评论了石灰粉在水泥基材猜中的功用和机理的估测。评论了石灰石细度对水泥基资料的抗压强度和后期抗压强度的影响。结果标明，石灰粉促进了水泥水化的前期水合效果。粉末对水泥砂浆强度的贡献首要来自其活跃效果，即碳水化合物的碳含量，强度和耐久性。

关键词：石灰石粉；绿色混凝土；掺量；水泥基资料

自从20世纪以来，尤其是在30时代，混凝土主要以粉煤灰为外加剂，不只下降了水泥用量，还前进了混凝土的强度，前进了混凝土的耐久性。但是，这些年跟着水电建造的迅速发展，工业和刚果民主共和国的需要急剧增加，常常求过于供。在这种情况下，寻求一种简略取得，高质量和廉价混合材是势在必行的。国内的研讨结果标明，在加工的进程中，石灰石粉直径小于0.16毫米，水泥和石灰粉的制备高功用详细的抱负资料之一。石灰石粉中的硅含量小于0.045毫米。一定强度的钙颗粒水化产品，添补混凝土孔隙，使混凝土孔隙细化，混凝土孔隙率下降，改进混凝土的孔构造，并提出了详细的函数。结果标明，掺入15%〜20%的石灰石，花岗岩和石英岩混凝土可进步混凝土的抗压强度和不渗透性。

1 石灰石粉加速水泥水化的机理

1.1 CSH凝胶形成的推动力

水泥的水化进程阅历了一系列十分复杂的物理和化学进程。但是，从热力学的观念来看，结果标明，CSH凝胶构成的驱动力是相变前后的自由能的下降。

ΔGT，P≤0式中，ΔGT，P<0标明该进程是自觉的，CSH生成很多的凝胶。ΔGT，P=0这个进程现已达到了平衡，即是，当一个微型小存在时，粒子的溶解度远高于平面状况，因为粒子的巨细，颗粒在平衡温度下被溶解。

1.2 石灰石粉加速水泥水化的機理

当外部条件改动时，体系的特定期间处于亚稳态，而且存在改动的倾向。假设相变的驱动力足够大，这种改变将从相对较大的动摇开始。CSH的第一步是构成核，其分为均匀成核和不均匀成核。在水泥水化进程中，核一般由身体外表和别的区域的聚集体（细骨料和微聚会体）构成。假设核附着在石灰粉末的外表上，高能核心和液体之间的界面是低能量的，而且成核基质（石灰石粉末外表）被成核势垒替代。

非均匀成核的临界位垒ΔGk*与接触角θ的联络为：

ΔGk*=ΔΔGk*。f（θ）

式中ΔGk*——非均匀成核时自由能的改变（临界成核位垒）；

ΔGk——均匀成核时自由能的改变。f（θ）为：

f（θ）=

不均匀成核要害屏障ΔGk*与接触角θ之间的联络标明，当核在成核基体上构成时，成核势垒应随接触角θ减小而减小。若θ=180°，则ΔGk*=ΔGk；若θ=0°，则ΔGk*=0。因为¸f（θ）≤1，所以非均匀成核比均匀成核的位垒低，析晶进程简略进行。因此，恰当掺量的石灰石粉充当了CSH的成核基体，下降了成核位垒，加快了水泥的水化。

2 活性效应

2.1 活性效应展示

Detwiler与Tennis发现，假设水泥富含相当量的铝酸盐相，则会发作必定量的渗铝铝酸盐络合物。

数据闪现了石灰石粉的活跃效果。从研讨数据看，咱们看不到石灰石粉的细度和抗压强度之间的联络。因此，后期（28天后）石灰石粉对水泥砂浆的贡献首要来自其活跃效果，即水泥中石灰石粉与铝的反响，发作具有必定凝胶化才能的碳酸铝酸盐络合物。细度的贡献将不复兴主导效果，乃至可以忽略不计。

2.2石灰石粉和铝相的反响

研讨标明，石灰石粉末不完全懒惰，而且可以在水合进程中与C3A和C4AF反响，生成水合硅铝酸钙，然后进步水泥基资料的一些功用。为了研讨铝酸盐沉积物和石灰石粉末的水化机理，G.Kakali¸S. Tsivilis¸E.Aggeli和M. Bati測量了增加0%，10%，20%和35%的石灰石粉末28天后的水合物天水合。可以看出，C3A单晶水合，产品主要为3CaO·Al2O3·Ca（OH）2·18H2O和Ca3Al2O6¸CaSO4¸13H2O。石灰石粉掺入后，水合物阅历了严重改变。第一个是铝土矿的外观，石灰石粉的数量越多，Ca4Al2O6¸CO3，11H2O，Ca4Al2O6，（CO3）0.5（OH），11.5H2O的衍射峰愈显着。另一方面，3CaO，Al2O3，Ca（OH）2，18H2O，Ca3Al2O6， CaSO4，13H2O的衍射峰跟着石灰石粉掺量的增大而减小。据指出，因为碳酸盐比硫酸盐更安稳，石灰石粉末的掺入按捺了硫铝酸盐的构成和现在增加的碳酸钙。水合铝硅酸盐可以与别的水合产品堆叠，使水泥构造更细密，然后进步水泥的强度和耐久性。

3 结论

石灰石在水泥基资料粉末中的效果可归因于加快，活性和颗粒形状。在前期水化进程中，作为CSH基体成核的石灰石粉末的量减少了成核势，加快了水泥的水合。在后期，一定量的这些复合物渗碳铝酸盐络合物彼此堆叠，使水泥构造更紧凑，进步强度和耐久性。

参考文献：

[1]宋军伟，王露，刘数华，等.石灰石粉在超高性能水泥基材料中的作用机理[J].硅酸盐通报，2016，35（12）：4104-4109.

作者简介：

林生钟（1966- ），男，汉，中专，研究方向：水泥专业，现工作于福建兴田城市建设投资有限责任公司，任助理工程师。