石灰石粉取代粉煤灰对混凝土性能影响

2018-05-31高广文王雷鸣

商品混凝土 2018年5期

高广文，王雷鸣

（1. 北京韩信混凝土有限公司，北京 100015；2. 北京城五混凝土有限公司，北京 100015）

粉煤灰作为不可或缺的混凝土掺合料之一，当今混凝土行业价格上涨，导致市场出现大批的“假粉煤灰”来以次充好，其对混凝土的和易性及强度、耐久性等产生不利的影响。粉煤灰在混凝土中可以起到滚珠、填充及火山灰效应，改善混凝土拌合物的和易性。石灰石粉作为新型的矿物掺合料不但价格低廉，而且料源丰富，一定范围内可以取代粉煤灰使用，效果良好。

1 试验用原材料

1.1 石粉

本试验选用的是京涞收尘石灰石粉，其各项物理性能指标见表1。

1.2 水泥

金隅北水 P·O42.5 水泥，其主要性能指标见表2。

表1 石粉基本物理性能指标

表2 水泥的主要性能指标

1.3 掺合料

（1）天津上联首丰Ⅱ级粉煤灰，细度 18.8%，需水量比 103%，烧失量 3.2%。

（2）河北三河首嘉 S95 级矿粉，流动度比 100%，密度 2880kg/m3，比表面积 4460m2/kg，7d 活性指数82%，28d 活性指数 99%。

1.4 砂

北京密云天然河砂，属Ⅱ区中砂，细度模数 2.6，含泥量 2.5%，泥块含量 0.3%。

1.5 石

选用北京密云 5～25mm 碎石，级配合理，压碎值 8.5%，针片状含量 5%，含泥量 0.4%，泥块含量0.1%。

1.6 外加剂

选用山西黄腾生产的聚羧酸高性能减水剂 HT-HPC（标准型），减水率 28%，含固量 12.8%，pH 值 4.2，密度 1026kg/m3。

1.7 水

自来水符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》。

2 配合比设计及试验结果

2.1 配合比

本试验所设计的配合比强度等级为 C30、C40。用石灰石粉取代胶凝材料中的粉煤灰，其取代率分别为15%、30%、50%、70%、85%、100%，与基准配合比进行试验对比。试验配合比基础数据见表3。

2.2 试配混凝土性能检测结果

试配混凝土的检测结果见表4。

2.3 混凝土的抗渗性试验结果

对 C40 混凝土做抗渗性试验，试验编号 02-0 至02-6 抗渗试件的抗渗指标均达到 P12，无一渗水。

3 试验结果及分析

3.1 石灰石粉取代粉煤灰对混凝土工作性的影响

由表4 可以看出，随着石灰石粉取代粉煤灰比例逐渐提高，粉体叠加效应开始体现，拌合物倒置排空时间逐渐延长，密实性逐渐提高，出机混凝土黏度有上升趋势，取代率为 15%、30%、50%、70% 时，其出机混凝土坍落扩展度与基准混凝土基本相同，和易性改善，尤其取代率 50% 时的工作性相对最好；当取代率为 85%和 100% 时，其出机混凝土坍落度、扩展度与基准混凝土比较越来越差；石灰石粉掺量为 50% 时，混凝土含气量基本浮动不大，略有上升，但掺量在 70% 以后呈现了下降趋势。

C30 和 C40 的混凝土，当取代率为 85% 和 100%时，其出机试配混凝土都出现泌水现象，表现为取代率越大越严重，尤其取代率为100% 时，出机混凝土泌水严重，状态发散，对混凝土工作性影响非常大。

表3 混凝土试配配合比 kg/m

表4 混凝土坍落扩展度等工作性

3.2 石粉取代粉煤灰对混凝土力学强度的影响

（1）由表4 可以看出，随着石灰石粉取代粉煤灰比例逐渐提高，混凝土强度有个逐渐上升的过程，但是取代率为 70% 下降，当取代率为 85% 和 100% 有迅速下降的斜率。

（2）由表4 可以看出，随着石灰石粉取代粉煤灰比例逐渐提高，混凝土 3d 天龄期强度基本变化不大，但是 7d、14d、28d 龄期强度的增长出现较大差别，而且随着龄期的增长各龄期强度差不断拉大，取代率为50% 强度达到峰值，然后开始出现下降的趋势。试配强度等级 C30、C40的混凝土，当取代率为 30%、50%、70% 时，混凝土 28d 强度值较高，可以推定在取代率为30%～70% 时，对强度的贡献率显著，但是考虑经济效益取代率在 50%～70% 最为合理。当 85% 和 100% 取代率时，混凝土强度比取代率为 0% 时的基准混凝土强度要低。