石灰石粉对混凝土

3、石灰石粉 原料：一定品位纯度的石灰石（CaCO3含量≥75%） 工艺：经粉磨至规定细度（45um方孔筛筛余≤15%） 的粉体材料。 4、大量研究表明石灰石粉不完全是一种惰性材料[1]， 水化过程中可以与水泥中的C3A和C4AF发生反应， 生成碳铝酸盐。适量的石灰石粉取代水泥，可以改 善新拌混凝土工作性及硬化混凝土的孔结构，提高 其抗渗性[2]。 将其作为掺合料用于混凝土中不仅能够充分利用 资源，还可以弥补掺合料不足的现状，更可以体现 混凝土的绿色和高性能的特性。

四、石灰石粉对混凝土性能的影响
1、混凝土工作性
宋少民等人[5]用密度为2.76g/cm3，比表面积 为7350cm2/g的石灰石粉取代水泥，当用水量和 减水剂量相同时，随着石灰石粉用量的增加， 混凝土的坍落度明显提高。袁航、谢友均[6]采 用密度为2.6 g/cm3，45um筛筛余分别为0.6%、 4.6%、16.5%的石灰石粉超量取代水泥，取代 率15%，掺加石灰石粉的混凝土坍落度要大于 不掺加石灰石粉的混凝土的坍落度，且坍落度 随着所掺石灰石粉细度的减小而增大。
五、工程使用效果

本公司通过对超细碳酸盐岩粉（超细石灰石粉） 的研究开发，编制了本企业的产品标准及应用技术规 程。通过石灰石粉混凝土力学性能、长期性能、耐久 性能的研究，确定了石灰石粉在混凝土中的经济掺量， 并将研究成果用于生产。石灰石粉粒度分布参数D （50）小于等于3.5um，D（90）小于等于12um。 在2011年生产中超细石灰石粉主要应用在中低强度 等级的混凝土中，配合比设计的主导思路是保持坍落 度、经时损失及强度与不掺石灰石粉混凝土基本一致 的情况下，降低单位用水量，与同期不掺石灰石粉同 等级混凝土相比，石灰石粉混凝土的水胶比分别降低 0.09、0.08、0.06。
对于C3A含量较高的水泥石灰石粉胶凝体系， 石灰石粉对胶凝体系早期强度的贡献活性效应 起主导[3]。


形态效应是指表面致密光滑的石灰石粉颗 粒分散在水泥颗粒之间，起到分散剂的作用， 能促进水化初期水泥颗粒的解絮，从而改善 混凝土的工作性能—流动性。
填充效应是指细度比水泥小的石灰石粉颗 粒能够填充水泥之间的间隙，起到填充骨架 的作用，从而提高混凝土的强度，改善混凝 土的工作性[4]。
二、石灰石粉应用现状

1、 在人工砂、石生产过程中，会产生大量的 石粉、石屑。人工砂在使用中允许含有部分石粉， 但大部分石粉无用武之地，不仅对环境造成污染， 对资源也是一种浪费。 2、近几年，随着大气环境治理的不断深入，煤 电企业逐渐减少，作为煤电企业的副产品--粉煤 灰日渐枯竭，面临无粉煤灰可用的状况。
种石灰石粉，分别进行了5%、10%、20%三 种掺量的强度试验。试验表明石灰石粉的细 度和掺量对混凝土的力学性能影响较大。当 表面积分别为2000cm2/g时，不利于混凝土抗 压强度的增长，对抗折强度影响不大。当比 表面积为 12000 cm2/g、21000 cm2/g，掺量 为5%、10%时，对混凝土的早期及后期强度 均有提高，随比表面积的增加，混凝土的后 期强度增长更为明显。
生成具有一定胶凝能力的碳铝酸盐复合物， 从而改变水泥胶凝体系的一些性能。这一效 应对混凝土的后期强度有贡献。 需要说明的是石灰石粉的诸多因素影响着混 凝土的早期强度，只是影响程度不同。只要 掺入石灰石粉，其加速效应和活性效应就同 时起作用，只不过是作用程度不同。

对于C3A含量较低的水泥石灰石粉胶凝体系， 石灰石粉对胶凝体系早期强度的贡献加速效应 起主导，
这主要是石灰石粉良好的形态效应及填 充效应作用的结果。 一方面，石灰石粉的分散作用及对水化初 期水泥颗粒的解絮作用，改善了混凝土的 工作性。 另一方面，其需水量较水泥低，取代水泥 后，可以降低拌合用水量，增加混凝土的 坍落度。

2、混凝土强度 肖斐、崔洪涛[7]等人对比表面积分别为 2000cm2/g、12000 cm2/g、21000 cm2/g三
生产配合比如下：
等 级
C25 0.43 150
w/b
水 泥
水
砂
石
粉 矿 石 外 胶 煤灰 粉 粉 加剂 材 总 量
40 90 70 7.2101801014
995
830
350
380
C30
0.38
145
848
40
90
70
8.0
C35
0.35
145
210
944
872
40
90
80
9.2
420

混凝土拌合物性能：出机坍落度200-230mm，扩展度不小于 600mm，2小时经时损失20-30mm，混凝土粘聚性良好，无 离析。泌水。
混凝土标养抗压强度（摘自2011年8月生产数据）：
强度 等级 组数
7d 强度 平均值 (MPa) 35.4 达设计 等级% 142
组数
28d 强度 平均值 (MPa) 41.2 达设计 等级% 165
C25
63
121
C30
C35
166
35
40.3
46.4
134
133
271
150
47.3
54.7
当掺量为20%时，混凝土抗压强度均低于空
白试件，5%、10%、20%掺量下，混凝土 的28d折压比均高于空白试件。这说明，掺 入一定细度的石灰石粉可以降低硬化混凝土 的脆性，在一定程度上增加混凝土的韧性。
3、混凝土耐久性 李瑶[8]等人，用比表面积为2000m2/kg的石灰
石粉在5%、10%、20%取代率的情况下，进 行了混凝土硫酸盐侵蚀试验，各组对应龄期 的混凝土重量损失随石粉掺量的增加呈递减 趋势，且重量损失均低于空白混凝土。潘明 南[9]等人在相同比表面积、相同取代率的情 况下，用相同试验方法得出一致的结论。洪 锦祥[10]等人对石屑混凝土的研究发现，C40 混凝土，石粉含量10%、16%、24%时，随 石粉含量的增加，混凝土的抗渗性能、抗冻 性能越好。
石灰石粉对混凝土 性能的影响浅析及工程应用
谢开嫣 北京恒坤混凝土有限公司（冀东）
一、前言
1、混凝土的发展方向 绿色、高性能、可持续发展
对能源、资源消耗少，对环境影响小，再生资源利用 率高，且使用性能好的建筑材料。 2、工程对混凝土的要求 混凝土强度的设计要求， 与施工性能相适宜的拌合物的性能， 与环境因素相适宜的混凝土的耐久性能， 与持续发展相适宜的绿色、高性能。 3、混凝土的性能设计 各种掺合料及高性能混凝土外加剂的出现丰富了混 凝土性能设计的途径，也使混凝土的性能设计成为 可能。
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提示：
1、石灰石粉会因其细度、掺量的不同而对新拌
混凝土及硬化后混凝土的性能产生不同的影响。 使用过程中应通过试验确定。 2、石灰石粉的活性效应与水泥中C3A及C4AF的 含量有关。 3、石灰石粉的形态及填充效应可以减少拌合物 用水量，但在低水灰比的情况下会增加拌合物的 粘度，建议用于中低强度等级混凝土中，改善拌 合物的性能，同时减少水泥用量，降低材料成本。
4、掺石灰石粉的混凝土抗渗性能、抗冻性能
较优。 5、对于掺石灰石粉混凝土自然条件下的碳化 性能还需进一步验证，避免因回弹误差误判混 凝土强度不合格。
附件：石粉与石灰石粉的区别：
石粉：机制砂生产过程中形成的粒径小于75µm， 其矿物成分组成和化学组成与母岩相同 的颗粒含量。 石灰石粉：一定品位纯度的石灰石（CaCO3含 量 ≥75%）经粉磨至规定细度（45um 方 孔筛筛余≤15%）的粉体材料。
三、石灰石粉在混凝土中的作用及机理
石灰石粉在水泥基材中的作用： 1、加速效应 2、活性效应 3、颗粒效应（形态效应和填充效应）

加速效应：是指适当掺量的石灰石粉能充当 CSH的成核基体，降低成核位垒，加速水泥水 化。加速效应有利于混凝土早期强度。
活性效应：即石灰石粉与水泥中的铝相反应