随着我国继续高速进行基本建设,粉煤灰、矿渣粉等优质混凝土外加剂越来越供不应求,部分地区甚至出现断货。立足当地资源,寻找一种易得、质优、价廉的新型外加剂势在必行。
石灰石粉是一种易磨、廉价、运输方便的材料。国内外研究和工程应用表明,在混凝土中掺入石灰石粉用水量少,减水效果明显。合理的搅拌可以有效降低混凝土的用水量,改善混凝土的流动性和和易性。
近期研究表明,石灰石粉不仅能起到细填料的作用,显著改善混凝土体系细颗粒体系的级配组成,而且具有一定的水化活性,能促进胶凝材料体系的早期水化。在发达国家,石灰石粉已被广泛用作混凝土的惰性矿物掺合料,石灰石粉混凝土已被用于许多大型工程。
注:花岗岩石粉由碎石粉碎,过0.075mm筛,机制砂粉过0.075mm筛。
混凝土中使用的石灰石粉不同于粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料,也不同于花岗岩粉、凝灰岩粉、沸石粉等其他天然石粉,有其自身的特点和应用规律。石灰石粉与其他石粉相比,最重要的一个特点是吸附性能:①对水的吸附量小,表现为需水量比小或减水效果小;(2)对化学添加剂的吸附性很小,说明加入添加剂后,流动度比大大增加或者同样的流动度可以节省添加剂的用量。由于这一特性,石灰石粉用于混凝土具有技术和经济优势。
通过固定水胶比,石灰石粉的掺量分别为30%和50%,然后调整减水剂的掺量使混凝土的初始坍落度一致,试验了石灰石粉对混凝土工作性的影响。研究结果表明,在相同的初始坍落度下,掺入石灰石粉的混凝土中减水剂的用量小于空白色混凝土,说明石灰石粉具有一定的减水效果。
如果减水剂掺量相同,石灰石粉的初始坍落度大于空白色混凝土。这主要是由于石灰石粉的吸水率低,表现为需水量比低或减水效应。同时对化学添加剂的吸附很小,说明加入添加剂后迁移率比大大增加。这是石灰石粉与其他石粉相比最重要的特性之一,也是石灰石粉在混凝土中具有技术和经济优势的主要原因。
石灰石粉可以减水,但在相同的初始坍落度下,石灰石粉有加速混凝土坍落度损失的趋势。石灰石粉中含泥量的增加会进一步加速混凝土拌合物坍落度随时间的损失。
相同初始坍落度下,随着石灰石粉掺量的增加,混凝土在0.5h和1.0h时间点的坍落度损失逐渐增大。石灰石粉中掺入泥粉会进一步增加混凝土的坍落度损失,而粉煤灰对混凝土有很好的保坍作用。石灰石粉的减水作用有利于混凝土的和易性,而坍落度损失大是不利的,在实际应用中要综合考虑。
结果表明,分别掺入40%粉煤灰、20%粉煤灰和20%石灰石粉的C30混凝土7d和28d强度基本相同,抗碳化性能也基本相同。石灰石粉中一定的含泥量对混凝土的强度和抗碳化能力影响不大。
研究发现,掺加石灰石粉对混凝土的抗氯离子渗透性能有一定的不利影响,但掺量为20%时影响不大,一定的含泥量不影响电通量的测试结果。当掺量达到50%时,混凝土的抗氯离子渗透性显著降低,10%的含泥量对试验结果也有一定的影响。
研究发现,掺入40%粉煤灰、20%粉煤灰和20%石灰石粉的C30混凝土抗冻性相近。一定含泥量的石灰石粉对混凝土的抗冻性影响不大。大量的石灰石粉会显著降低混凝土的抗冻性。引气仍然是提高石灰石粉混凝土抗冻性的有效手段。P & middotC32.5水泥对混凝土的抗冻性不利。
发现石灰石粉会降低混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。一定的含泥量对混凝土的长期强度和抗硫酸盐侵蚀能力影响不大。引气可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。
编辑寄语
在发达国家,石灰石粉已被广泛用作混凝土的惰性矿物掺合料,石灰石粉混凝土已被用于许多大型工程。例如,日本的明石大桥,法国西瓦克斯核电站的2号反应堆等。、以及美国、瑞典等国家也用石灰石粉配制自密实混凝土和高流动性混凝土。
石灰石粉的应用,一方面作为一种替代资源,可以有效缓解混凝土外加剂资源的短缺;另一方面可以充分吸收利用机制砂、碎石生产过程中产生的石灰石屑、石粉,减少污染和浪费;而且石灰石粉可以替代部分水泥,改善混凝土的性能,符合节能、环保和可持续发展的战略要求。因此,石灰石粉在混凝土中的应用是我国混凝土技术的一个新领域和发展方向。