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摘 要：本文通过控制不同比例的石灰石粉和粉煤灰的掺量，研究了双掺石灰石粉与粉煤灰混凝土的工作性能以及伴随掺量变化混凝土强度发展规律的分析，结果表明，随着石灰石粉掺量的增加，混凝土的工作性有所改善；在胶凝材料用量相同时，随着石灰石粉替代量提高，对混凝土的早期强度并无影响，但会使长期强度增长率略有降低，但幅度不大。
关键词：石灰石粉；粉煤灰；混凝土；强度
混凝土是一种常见的工程复合材料，也是当今土木工程中用途最广泛，用量最大的建筑材料之一，被广泛应用于各种军用和民用的建筑、防护工事，及隧道的支护工程。粉煤灰由于独有的特性，在现代混凝土中已成为一种常用的掺合料，但是我国部分地区优质粉煤灰供应紧缺，尤其是西南地区这一情况更为突出，粉煤灰的远距离运输将提高混凝土的生产成本，寻找一种可就近取材、质优价廉的新型矿物掺合料迫在眉睫。目前，已有大量用磨细石灰石粉配制早强、高强混凝土的研究[1-3]，结果表明石灰石粉也是一种经济、实用的掺合料，但其大量的推广应用却受到了一定的限制。开发超细石灰石粉混凝土复合矿物掺合料，既有技术优势和潜在的巨大市场，又可以推进石料加工企业走上有利于生态和环境保护的可持续发展道路，其经济意义、社会意义不言而喻[4]。
1.试验用原材料与试验方法
1.1原材料
1）水泥
试验采用徐州中联水泥有限公司生产的42.5级普通硅酸盐水泥，其化学成分见表1。
2）石灰石粉：生产石灰石碎石、机制砂时筛出的石屑、细粉，磨细至比表面积9800cm2/g，化学成分见表1。
3）粉煤灰：徐州市电厂的Ⅱ级粉煤灰，磨细至比表面积5600cm2/g，化学成分见表2。
4）集料：细集料为中砂，细度模数为2.6，表观密度2.70g/cm3；粗集料为石灰岩碎石，5mm～20mm连续级配，压碎指标11.2%，表观密度2.78g/cm3。
5）拌合用水采用生活用水。
6）减水剂萘系减水剂。
1.2试验配合比
本试验研究掺加不同比例的石灰石粉和粉煤灰后对混凝土工作性和强度的影响。用于工作性研究的混凝土配合比见表2。基准试样组1不掺加石灰石粉，只掺加粉煤灰。试验试样组2～11组中矿物掺和料替代水泥50%，石灰石粉掺量逐渐增加，其余参数均和基准配合比中的相同，减水剂掺量为2%。用于研究混凝土强度的配合比见3。
2结果与分析
2.1双掺石灰石粉与粉煤灰混凝土坍落度损失分析
伴随石灰石粉掺量增加，混凝土坍落度及1h坍落度结果见表4和图1。由表4可以看出随着石灰石粉掺量由0kg/m3增加到180kg/m3，混凝土初始坍落度保持在185mm到230mm之间，1h坍落度从90mm增加到210mm。组11的1 h坍落度是组1的2.33倍。随着石灰石粉掺量的增加坍落度损失从组1的105mm减小到组11的10mm，随着石灰石粉的掺加量增加明显减少了混凝土的经时坍落度损失。其中，石灰石粉掺量大于矿物掺合料的50%时，1h坍落度损失明显降低，从105mm降到35mm。
随着石灰石粉掺量的增加混凝土拌合物的坍落度损失显著减小，主要是由于石灰石粉的形态效应和填充效应。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。由于石灰石粉颗粒较细，（下转第76页）（上接第73页）且表面积很低，因此增加了拌合物的流动性。由于石灰石粉比水泥颗粒细度小，能够填充水泥与粉煤灰之间的间隙，起到填充骨架的作用，从而改善了混凝土的工作性。
2.2双掺石灰石粉和粉煤灰混凝土强度变化分析
如表5可知，组M2、M3、M4为胶材用量400kg/m3时不同比例石灰石粉替代粉煤灰量对混凝土强度的影响。其中0～28d强度随着石灰石粉替代量的增加并没有明显变化。混凝土180d强度与28d强度相比，石灰石粉替代粉煤灰量50%是强度增长最大，增加了24MPa；而石灰石粉替代粉煤灰量70%、80%时，强度在90d，强度相对于28d强度平均增加了17MPa，而180d强度相比90d强度并没有增长。
从表5可知，M1、M3、M5、M6、M7分别为胶凝材料为360kg/m3、400kg/m3、440kg/m3、480kg/m3、500kg/m3时同等石灰石粉掺加比例下混凝土长期强度变化。胶材用量大于440kg/m3时，组M5、M6、M7在同水胶比下，随着胶凝材料用量变化各龄期强度基本相同。胶材用量小于440kg/m3时，组M1、M3随着水胶比的降低强度略有增加。从以上试验结果可以看出，在相同胶凝材料用量时，随着石灰石粉替代粉煤灰量的增加，早期强度并未图4同石灰石粉掺量下不同胶材用量对混凝土强度的影响出现明显变化，而后期强度随着石粉掺量的增加强度增长率略有下降。由于石灰石粉活性相对较低，后期强度的增长幅度不如粉煤灰，因此石粉掺量增大时，后期强度的增长率略有下降。
3.结论
1）随着石灰石粉掺量比例的增加，使混凝土坍落度损失从105mm降到10mm，明显改善双掺石灰石粉和粉煤灰混凝土的工作性。
2）相同胶凝材料用量时，随着石灰石粉相对于低品位粉煤灰量的增加，对混凝土的早期强度并没有影响，但会使长期强度的增长率略有降低，但幅度不大。
参考文献：
[1]张兰芳，岳瑜.磨细石灰石粉配制超早强、高强混凝土的研究[J].混凝土，2010.10.
[2]崔洪涛.超磨细石灰石粉掺合料混凝土性能的研究[M]. 重庆大学，2004.05.
[3]潘明南 等.超细石灰石粉对高强高性能混凝土的性能影响[J].山西建筑，2008.30.
[4]刘数华，阎培渝.石灰石粉在复合胶凝材料水化中的作用机理[J].水泥工程，2008（6）：6-8.
关键词：石灰石粉；粉煤灰；混凝土；强度
混凝土是一种常见的工程复合材料，也是当今土木工程中用途最广泛，用量最大的建筑材料之一，被广泛应用于各种军用和民用的建筑、防护工事，及隧道的支护工程。粉煤灰由于独有的特性，在现代混凝土中已成为一种常用的掺合料，但是我国部分地区优质粉煤灰供应紧缺，尤其是西南地区这一情况更为突出，粉煤灰的远距离运输将提高混凝土的生产成本，寻找一种可就近取材、质优价廉的新型矿物掺合料迫在眉睫。目前，已有大量用磨细石灰石粉配制早强、高强混凝土的研究[1-3]，结果表明石灰石粉也是一种经济、实用的掺合料，但其大量的推广应用却受到了一定的限制。开发超细石灰石粉混凝土复合矿物掺合料，既有技术优势和潜在的巨大市场，又可以推进石料加工企业走上有利于生态和环境保护的可持续发展道路，其经济意义、社会意义不言而喻[4]。
1.试验用原材料与试验方法
1.1原材料
1）水泥
试验采用徐州中联水泥有限公司生产的42.5级普通硅酸盐水泥，其化学成分见表1。
2）石灰石粉：生产石灰石碎石、机制砂时筛出的石屑、细粉，磨细至比表面积9800cm2/g，化学成分见表1。
3）粉煤灰：徐州市电厂的Ⅱ级粉煤灰，磨细至比表面积5600cm2/g，化学成分见表2。
4）集料：细集料为中砂，细度模数为2.6，表观密度2.70g/cm3；粗集料为石灰岩碎石，5mm～20mm连续级配，压碎指标11.2%，表观密度2.78g/cm3。
5）拌合用水采用生活用水。
6）减水剂萘系减水剂。
1.2试验配合比
本试验研究掺加不同比例的石灰石粉和粉煤灰后对混凝土工作性和强度的影响。用于工作性研究的混凝土配合比见表2。基准试样组1不掺加石灰石粉，只掺加粉煤灰。试验试样组2～11组中矿物掺和料替代水泥50%，石灰石粉掺量逐渐增加，其余参数均和基准配合比中的相同，减水剂掺量为2%。用于研究混凝土强度的配合比见3。
2结果与分析
2.1双掺石灰石粉与粉煤灰混凝土坍落度损失分析
伴随石灰石粉掺量增加，混凝土坍落度及1h坍落度结果见表4和图1。由表4可以看出随着石灰石粉掺量由0kg/m3增加到180kg/m3，混凝土初始坍落度保持在185mm到230mm之间，1h坍落度从90mm增加到210mm。组11的1 h坍落度是组1的2.33倍。随着石灰石粉掺量的增加坍落度损失从组1的105mm减小到组11的10mm，随着石灰石粉的掺加量增加明显减少了混凝土的经时坍落度损失。其中，石灰石粉掺量大于矿物掺合料的50%时，1h坍落度损失明显降低，从105mm降到35mm。
随着石灰石粉掺量的增加混凝土拌合物的坍落度损失显著减小，主要是由于石灰石粉的形态效应和填充效应。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。由于石灰石粉颗粒较细，（下转第76页）（上接第73页）且表面积很低，因此增加了拌合物的流动性。由于石灰石粉比水泥颗粒细度小，能够填充水泥与粉煤灰之间的间隙，起到填充骨架的作用，从而改善了混凝土的工作性。
2.2双掺石灰石粉和粉煤灰混凝土强度变化分析
如表5可知，组M2、M3、M4为胶材用量400kg/m3时不同比例石灰石粉替代粉煤灰量对混凝土强度的影响。其中0～28d强度随着石灰石粉替代量的增加并没有明显变化。混凝土180d强度与28d强度相比，石灰石粉替代粉煤灰量50%是强度增长最大，增加了24MPa；而石灰石粉替代粉煤灰量70%、80%时，强度在90d，强度相对于28d强度平均增加了17MPa，而180d强度相比90d强度并没有增长。
从表5可知，M1、M3、M5、M6、M7分别为胶凝材料为360kg/m3、400kg/m3、440kg/m3、480kg/m3、500kg/m3时同等石灰石粉掺加比例下混凝土长期强度变化。胶材用量大于440kg/m3时，组M5、M6、M7在同水胶比下，随着胶凝材料用量变化各龄期强度基本相同。胶材用量小于440kg/m3时，组M1、M3随着水胶比的降低强度略有增加。从以上试验结果可以看出，在相同胶凝材料用量时，随着石灰石粉替代粉煤灰量的增加，早期强度并未图4同石灰石粉掺量下不同胶材用量对混凝土强度的影响出现明显变化，而后期强度随着石粉掺量的增加强度增长率略有下降。由于石灰石粉活性相对较低，后期强度的增长幅度不如粉煤灰，因此石粉掺量增大时，后期强度的增长率略有下降。
3.结论
1）随着石灰石粉掺量比例的增加，使混凝土坍落度损失从105mm降到10mm，明显改善双掺石灰石粉和粉煤灰混凝土的工作性。
2）相同胶凝材料用量时，随着石灰石粉相对于低品位粉煤灰量的增加，对混凝土的早期强度并没有影响，但会使长期强度的增长率略有降低，但幅度不大。
参考文献：
[1]张兰芳，岳瑜.磨细石灰石粉配制超早强、高强混凝土的研究[J].混凝土，2010.10.
[2]崔洪涛.超磨细石灰石粉掺合料混凝土性能的研究[M]. 重庆大学，2004.05.
[3]潘明南 等.超细石灰石粉对高强高性能混凝土的性能影响[J].山西建筑，2008.30.
[4]刘数华，阎培渝.石灰石粉在复合胶凝材料水化中的作用机理[J].水泥工程，2008（6）：6-8.