曹德光:石灰石對水泥混凝土性能影響及研究
6月22日,中國混凝土與水泥制品協(xié)會在廣西南寧組織召開了全國石灰石粉在水泥與混凝土中應用技術研討會。廣西大學材料科學與工程學院教授曹德光介紹了石灰石對水泥混凝土性能影響及研究。
廣西大學教授曹德光
他首先對石灰石進行了介紹。石灰石屬于沉積巖,石灰?guī)r(Limestone)簡稱灰?guī)r,以方解石為主要成分的碳酸鹽巖,經變質作用后轉化為大理巖。有時含有白云石、粘土礦物和碎屑礦物,有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色,與稀鹽酸反應劇烈。方解石的化學成分為碳酸鈣、莫氏硬度3、三組菱面體完全解理,密度2.60~2.8g/cm3。石灰石在混凝土中的存在形式有粗集料(≥4.75mm)和細集料(0.2mm~4.75mm)之分,在使用時需要研究石灰石巖石特性對混凝土性能的影響,研究破碎后粒度、形狀和界面特征對混凝土性能的影響。
石灰石與石灰石微粉
石灰石微粉
石灰石微粉(≥350m2/kg)是與水泥相當的膠凝材料,作為水泥原料時,在滿足水泥質量標準的情況下,可做混合材。而作為混凝土原料,滿足混凝土質量要求,即可作為摻合料。在使用石灰石微粉時,需要研究作為水泥和混凝土使用時的作用和標準指標差異。石灰石微粉的形態(tài)特征分為單晶顆粒和多晶顆粒。
單晶顆粒和多晶顆粒
石灰石對外加劑的吸附量特性
石灰石粉細度:330m2/kg其它材料細度相近。石灰石對外加劑的吸附量極小,是水泥的二十分之一左右。
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石灰石活性特征
應該考慮石灰石的幾個特性
1、石灰石中方解石含量的影響
2、石灰石中方解石顆粒形態(tài)、大小和分布特征的影響
3、石灰石中共生礦物的影響
?。?)白云石的影響(氧化鎂表示或XRD表示)
?。?)酸不溶物
A、石英或燧石的影響
B、粘土礦物的影響(用Al2O3表示)
?。╝)蒙脫石
?。╞)高嶺石
(c)伊利石
C、有機物的影響
對混凝土密實度、泌水率和凝結時間的影響
1、相同水灰比和水泥用量條件下?lián)饺牒筒粨饺胧沂刍炷聊Y時間、含氣量和泌水率的影響(引自《混凝土》1996(10))
從此可以看出,石灰石粉對凝結時間影響??;摻入石灰石粉可以減小氣孔率、增加密實度,減少泌水率。
2、不同細度石灰石粉對混凝土孔隙率的影響(引自《粉煤灰》2009(2))
石灰石細度越細,混凝土的孔隙率越低、密實度越大;只有當細度小于某一閥值(如0.6%),含石灰石混凝土的密實度才可能超過參比混凝土。
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石灰石摻量對膠砂流動度的影響
石灰石細度:75微米篩余3.2%,比表面積452.6m2/kg;石灰石等量取代水泥;摻量在50%以內,摻入石灰石膠砂流動度增加。
石灰石粉對混凝土經時流動度損失的影響
超量摻入10%石灰石粉混凝土,可延長15min的凝結時間;等量摻入(5-20%)石灰石,流動度增大,經時損失延長30min。
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減少水膠比
相同流動特性時石灰石含量對水灰比的影響(引自《四川水泥》2000(4))
相同石灰石含量對不同水泥用量混凝土坍落度的影響(引自《混凝土》1996(10))
不同石灰石含量對相同水泥用量混凝土坍落度的影響(引自《混凝土》1996(10))
結論得出,相同水泥用量條件下,隨著石灰石含量增大(增量摻入),坍落度增大。
石灰石細度對坍落度的影響:細度越細,坍落度越大;細度超過某一閥值,坍落度增加不明顯。
石灰石摻量對水泥凈漿結合水的影響
石灰石粉細度:729m2/kg;等量替代水泥至30%。
從數據可以看出,隨著石灰石摻入量的增大,凈漿結合水量由小變大,再有大變?。?0%摻量左右的結合水量最大;石灰石15%摻量的結合水與純水泥樣相近;與純水泥樣相比結合水量之差存在:早期相差大,后期相差小。
石灰石摻入對水泥易磨性的影響
試驗結果表明,石灰石摻量越大,篩余值變大,而比表面積增加;含石灰石水泥的細度更易于采用比表面積表征。
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摻量對C30混凝土強度的影響
各種水泥用量條件下,摻入10%石灰石粉體后,混凝土強度具有2-10%的增大;相同水泥用量條件下,隨著石灰石用量的增加(0-20%),混凝土強度具有2-12%的增大;石灰石的加入,對早期和長期強度的增加有益;相同膠凝材料條件下,摻入10%石灰石粉體后的混凝土,坍落度和強度均不低于不摻石灰石粉的混凝土。
![](http://info.ccement.com/news/imgs/image/201307101653143810.jpg)
石灰石粉體細度對高強混凝土強度的影響
?、俚捅缺砻娣e石灰石粉對強度不利;比表面積應大于2000cm2/g
?、诒缺砻娣e越大,對強度的貢獻越大;
③摻入量在10%左右,增強效果最好;摻入量小于20%
![](http://info.ccement.com/news/imgs/image/201307101708308274.jpg)
編輯:紀海波
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