磨細(xì)石粉在混凝土中的應(yīng)用

1、磨細(xì)石粉在混凝土中的應(yīng)用本文著重研究了磨細(xì)石粉作為摻合料在混凝土中的應(yīng) 用，結(jié)果表明：磨細(xì)石粉并非一種惰性材料，其代替粉煤灰 應(yīng)用于混凝土中時， 混凝土的工作性能、 抗壓強(qiáng)度明顯提高， 收縮和抗?jié)B等耐久性指標(biāo)也明顯改善。尤其在應(yīng)用于低水膠 比、高強(qiáng)度混凝土?xí)r，可顯著降低混凝土的粘度，提升混凝 土的流動性能關(guān)鍵詞磨細(xì)石粉；混凝土；工作性；耐久性、八前言近年來隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)力度不斷加 大，作為混凝土優(yōu)質(zhì)摻合料的粉煤灰和礦粉日益短缺。由于 市場需求大、利潤豐厚，許多不法商家供應(yīng)的粉煤灰和礦粉 都存在以次充好的情況，向粉煤灰和礦粉中摻入了大量的不 明來源的工業(yè)廢渣，導(dǎo)致粉煤灰和礦粉的

2、質(zhì)量波動大。由于 粉煤灰和礦粉自身的化學(xué)體系較為復(fù)雜，難以通過便捷的方 法迅速地檢定其質(zhì)量，因此給混凝土的質(zhì)量控制帶來了較大 難度。磨細(xì)石粉（石粉）主要是石灰?guī)r經(jīng)機(jī)械加工后小于0.16mm的微細(xì)粒，在國外已經(jīng)應(yīng)用多年， 近年來受到了國內(nèi)混凝土學(xué)界的熱捧。本公司試驗人員也對其展開了深入的研 究，并嘗試找出一條便捷的快速檢測方法，為未來更好地控 制混凝土的質(zhì)量提供技術(shù)儲備。1、原材料水泥：金峰P042.5水泥，3d水泥強(qiáng)度為 28.3MPa； 28d 水泥強(qiáng)度為 49.5MPa；礦粉：蘇州馬嘉礦粉，比表面積 403m2/kg ， 28d 活性指數(shù) 99%；粉煤灰：蘇州望電 II級灰，45卩m方孔篩

3、篩余18%燒 失量 1.5%；粗骨料：531.5mm碎石，含泥量 0.5%;細(xì)骨料：中粗砂，細(xì)度模數(shù) 2.7 ，含泥量 1.7%； 水：市政自來水；減水劑：蘇州弗克 RX-1 型聚羧酸高性能減水劑，減水率 25%。磨細(xì)石粉：比表面積為 500m2/kg 。影響磨細(xì)石粉的質(zhì)量指標(biāo)主要有兩個，其一是細(xì)度，可 以方便地用負(fù)壓篩或勃氏比表面積儀測出；其二是石粉中的CaCO的純度。石粉中的CaCO?的純度可以通過檢測的 CQ含量間接地反 映，方法亦可以有兩種： (1)可以測定其燒失量來間接反映 CaCQ的純度，(2)可以通過向磨細(xì)石粉中加入過量鹽酸，待反映完畢后，稱量鹽酸所不能溶解的物質(zhì)的質(zhì)量來間接反映

4、 CaCQ的純度。這兩種方法操作簡便， 對實驗室和實驗員的要 求均不高，檢測迅速。雖然這兩種方法并不能區(qū)分CaCQ3 和MgCO但由于CaCO和MgCO對混凝土強(qiáng)度和和易性的影響 差異并不明顯，所以這種快速檢測方法對于混凝土的質(zhì)量控 制非常實用。表1 粉料化學(xué)成分分析%原料LossSiO2Al 2QFqQCaOMgOSO石灰石42.591.800.610.2354.930.32一水泥一28.333.313.9357.323.122.38粉煤灰1.547.99.376.826.960.75一礦粉一31.555.452.3445.776.3一2、試驗方法膠砂強(qiáng)度試驗：按 GB /T17671 19

5、99水泥膠砂強(qiáng)度 檢驗方法（ISO法）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，參照GB/T1596 2005用 于水泥和混凝土中的粉煤灰檢測粉煤灰和磨細(xì)石粉的活性。 混凝土拌合物性能試驗：按GB/T50080 2002普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。混凝土力學(xué)性能試驗：按GB/T50081 2002普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試?；炷恋母煽s性能試驗：混凝土變形按DL/ T5150 2001水工混凝土試驗規(guī)程之4. 9? 進(jìn)行測試?；炷量?jié)B性能試驗：采用頂面直徑為175mm底面直徑為185mm高度為150mm的圓臺體試件，按照J(rèn)TJ053 1994公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程進(jìn)行3、試驗結(jié)果及分析3.

6、1磨細(xì)石粉代替粉煤灰的對混凝土工作性能的影響調(diào)整混凝土的配合比，分別檢測低、中、高強(qiáng)度等級(C15/C30/C50)混凝土中磨細(xì)石粉代替粉煤灰后混凝土的工作性能：測定混凝土的坍落度、擴(kuò)展度，并用倒坍落度筒的方法檢測混凝土的流動性能強(qiáng)度等級水泥礦粉粉煤灰/石粉細(xì)骨料粗骨料RX-1水C15200505085010432.0185C30240606080010663.6170C50300808075010505.5160表2混凝土配合比kg/m3表3磨細(xì)石粉代替粉煤灰對混凝土工作性能的影響配合比序號混凝土強(qiáng)度等級/摻合料種類坍落度(mm)擴(kuò)展度(mnK mm)倒筒時間(s)1C15/粉煤灰18030

7、0X 300一2C15/磨細(xì)石粉190300X 350一3C30/粉煤灰190400X 400一4C30/磨細(xì)石粉190450X 500一5C50/粉煤灰200550x55027表5磨細(xì)石粉代替粉煤灰對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響磨細(xì)石粉代替粉煤灰后，在低、中、高強(qiáng)度等級混凝土 中其工作性能都有一定程度的提升，尤其是高強(qiáng)度等級混凝 土，由于膠凝材料總量較高，使用粉煤灰時其粘度較大，擴(kuò) 展度相對較低，倒坍落度筒時間較長，而在使用磨細(xì)石粉時， 這種粘度大的情況大為改善，混凝土流動性能變得較為理想。 據(jù)分析，磨細(xì)石粉的需水量比要低于粉煤灰，磨細(xì)石粉起到 了減水作用，所以在未調(diào)整混凝土用水量的前提下，混凝土

8、的工作性必然得到改善，此外圓整度較高的石粉還起到微滾 珠作用，減小了砂石間的摩擦力，從而改善了混凝土的和易 性。3.2 磨細(xì)石粉代替粉煤灰對水泥和混凝土力學(xué)性能的 影響。參照 GB/T1596 2005用于水泥和混凝土中的粉煤 灰測定磨細(xì)石粉及粉煤灰的需水量比和活性指數(shù)，并參照GB/T 50081 - 2002普通混凝土力學(xué)試驗方法檢驗?zāi)ゼ?xì)石 粉取代粉煤灰后混凝土的 7d和28d強(qiáng)度，結(jié)果見表4 表4、不同細(xì)度磨細(xì)石粉的需水量比和活性指數(shù)序號膠材種類需水量比(%)活性指數(shù)7d28d1粉煤灰9861.868.72磨細(xì)石粉9168.872.4序號強(qiáng)度等級摻合料種類抗壓強(qiáng)度（MPa7d28d1C15

9、粉煤灰12.320.72C15磨細(xì)石粉12.721.23C30粉煤灰24.938.94C30磨細(xì)石粉26.139.75C50粉煤灰40.360.36C50磨細(xì)石粉48.163.1結(jié)果顯示，在膠砂體系中，磨細(xì)石粉相較于粉煤灰有更低的需水量比，更高的活性指數(shù)，早期的活性指數(shù)更為明顯。在混凝土中，磨細(xì)石粉相對于粉煤灰有著更好的活性，并且早期活性的提升更為突出，強(qiáng)度等級越高，其相較于粉煤灰 的優(yōu)勢越明顯。這是因為石粉在水泥水化早期對Ca（0H）2?和C-S-H的形成起晶核作用，加速了熟料礦物特別是 C3S礦物 的水化，有利于早期強(qiáng)度的改進(jìn)；而粒徑較小、顆粒圓整度 較高的磨細(xì)石粉由于其良好的填隙作用導(dǎo)致

10、膠砂和混凝土 試塊的密實度增加，因而其 28d強(qiáng)度（活性指數(shù)）亦高于粉 煤灰，在富膠凝體系中，這種填隙作用更為明顯，所以高強(qiáng) 度等級混凝土中使用磨細(xì)石粉更有優(yōu)勢。粉煤灰雖然具有火 山灰效應(yīng)，但大量的試驗證明，在硅酸鹽體系中，粉煤灰活性的發(fā)揮一般在60d以后才變得明顯。3.3 磨細(xì)石粉代替粉煤灰對混凝土干縮性能的影響表6磨細(xì)石粉取代粉煤灰后對混凝土干縮性能的影響序號123456干縮性能(X 10-6)1d2325343648453d8284899195967d14614815215416216228d34234334133936436760d43843241541242642490d489481

11、473465485459從表6混凝土干縮結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，磨細(xì)石粉取代粉煤灰 后其早期干縮率相當(dāng)，但長齡期干縮率在下降，原因在于石 粉中許多微細(xì)粒子具有填充作用，使混凝土孔結(jié)構(gòu)細(xì)化并增 加了毛細(xì)孔的曲折程度，適量的石粉對混凝土的干縮起到了 一定的抑制作用。雖然磨細(xì)石粉在水泥水化早期有促進(jìn)熟料 礦物水化的性能，這種水化的加速會導(dǎo)致混凝土的干縮增加， 但由于其對孔結(jié)構(gòu)的細(xì)化作用抵消了這部分的干縮值，因此， 從整體來看，磨細(xì)石粉替代粉煤灰后有利于混凝土干縮性能 的改善。3.4 磨細(xì)石粉代替粉煤灰對混凝土抗?jié)B性能的影響 表7磨細(xì)石粉代替粉煤灰對混凝土抗?jié)B性能的影響序號混凝土強(qiáng)度等級摻合料種類相對滲透系數(shù)-6（X 10 mm/S1C15粉煤灰5.442C15磨細(xì)石粉4.833C30粉煤灰3.524C30磨細(xì)石粉2.415C50粉煤灰1.026C50磨細(xì)石粉0.54抗?jié)B試驗結(jié)果顯示：磨細(xì)石粉取代粉煤灰后，相對滲透 系數(shù)都有所降低，其主要原因也是由于粒徑較小、顆粒圓整 度較高的磨細(xì)石粉由于其良好的填隙作用導(dǎo)致了混凝土的 密實度增加，檢測試件的碳化發(fā)現(xiàn)磨細(xì)石粉取代粉煤灰后混 凝土的碳化深度明顯降低，這也從另一方面反映了磨細(xì)石粉 對混凝土抗?jié)B性能的改善作用。4