石灰石粉取代部分水泥在混凝土中的试验研究.pdf

2 0 1 3年第 4期 4月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 3 No 4 Ap r i l 石灰石粉取代部分水泥在混凝土中的试验研究 曹双梅 ， 李建华 ( 河南工业职业技术学院 ， 南 阳 4 7 3 0 0 9 ) 摘 要 ： 进行 了在混凝土 中掺加适量的石灰石粉取代部 分水 泥的研 究， 检验 了不 同配合 比石灰石粉混凝 土的性 能 ， 得 出了石灰石粉取代水泥的最佳取代 率 ， 并做 了石灰石粉取代部分 水泥 用于混凝土 中的经济效益和社会效益 分 析 。 关键词 ： 石灰石粉取代水 泥率 ； 混凝土配合 比； 混凝土工作性 ； 混凝土强度 Ab s t r a c t ：1 1 1 e r e s e a r c h o n a d d i n g p r o p e r a mo u n t o f l i me s t o n e p o w d e r r e p l a c i n g p a r t o f c e me n t i n t h e c o n c r e t e i s c a r r i e d o u t T h e p e rf o r ma n c e s o f l i me s t o n e p o wd e r c o n c r e t e w i t h d i f f e r e n t p r o p o r t i o n r a t i o a r e t e s t e d ，a n d t h e b e s t r e p l a c e me n t r a t e o f l i me s t o n e p o wd e r r e p l a c i n g c e me n t i s o b t a i n e d An d t h e e c o n o mi c a n d s o c i a l b e n e f i t s o f l i me s t o n e p o wd e r r e p l a c i n g p a r t o f c e me n t u s e d i n t h e c o n c r e t e a r e a n a l y z e d Ke y wo r d s ：Ra t i o o f l i me s t o n e p o w d e r r e p l a c i n g c e me n t ；Mi x p r o p o r t i o n o f c o n c r e t e ；W o r k a b i l i t y o f c o n c r e t e ； S t r e n g t h o f c o n c r e t e 中图分类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： A 文章编 号： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 4 8 4 0 3 0前言 混凝 土 的五 大 基本 组成 材 料 为水 泥 、 砂 、 石 子 、 水和外加剂 ， 1 9 8 7年 5月 1日试行 的 粉煤灰在混 凝土和砂浆 中应用技术规程 ，标志着电厂废料粉 煤灰作为第六种组分 已广泛应用于混凝土中。近年 来 ， 由于我 国大规模的基础设施建设 ， 混凝土产量 大幅提高 ， 商 品混凝土生产快速发展 ， 造成不少地 区出现优质粉煤灰 、 矿渣等矿物掺合料资源缺乏 的 状况 ， 影响了混凝土的质量、 产量和成本。为了调节 混凝 土的性 能 ， 降低混凝土成本 ， 实现资源综合利 用 ， 国家相继 出台了 国家中长期科学 和技术发展 规划纲要( 2 0 0 6 2 0 2 0年) 和 中华人民共和国清洁 生产促进法 和 绿色施工导则 等政策法规 。2 0 1 1 年 ， 石灰石粉在混凝土 中应用技术规程 被列为行 业标准制修订计划 ， 标志着石灰石粉将作为混凝土 的第七种组分被推广使用 。如何科学合理地使用石 灰石粉 ， 需要技术规程的指导 ， 同时也需要根据石 灰石粉的化学成分 和掺量 ，检验混凝土的性能 ， 从 而科学合理地确定石灰石粉在混凝土中的掺量 。 本文就石灰石粉取代不 同比例 的水泥掺人混 凝土 中， 通 过不同配合 比的混凝土性能检测 ， 分析 其经济效益和社会效益 ， 可为各商品混凝土搅拌站 科学合理使用石灰石粉 ， 减少水泥用量 ， 降低混凝 土成本提供参考。 基金项 目： 河南省 2 0 1 2年科技发展计划项 目( 1 2 2 1 0 2 2 1 0 1 7 5 ) 。 8 4 1 试验 方法 以 C 3 0粉煤灰混凝土配合比为基准 ， 选择不 同 的石灰石粉取代水泥率 ， 计算石灰石粉混凝土的配 合比。按计算的配合比拌制混凝土并进行各项性能 的检验 。商 品混凝土要求拌合物具有 良好 的工作 性 ， 即高流动性 、 坍落度损失小 、 不泌水不离析 、 可 泵性好等。通过检验 ， 确定满足工作性和强度要求 的石灰石粉取代部分水泥的混凝土配合 比。 2试验 用原 材料 水泥 ： P 0 4 2 5级水泥 ，细度为 8 0 1x m筛筛余 1 2 。P c = 3 1 0 0 k c m 。 细集料 ： 河砂 ， 细度模数 2 8 ， 级配区间为 区， p s = 2 6 4 0 k m 。 粗集料 ： 卵石 ， 粒径 5 - 2 0 m m， p s = 2 6 6 0 k m 。 拌合水 ： 洁净 自来水。 石灰石粉 ： F类 I级 ， p f = 2 2 6 0 k g c m 。 外加剂 ： 脂肪族减水剂 粉煤灰 ：其 细度经 4 5 1 x m筛筛余 为 1 2 ， p h = 2 41 0 kg c m 。 3 混凝土配合比及性能 3 1 混凝土配合 比 按石灰石粉分别取代 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 水泥 ， 超量系数为 1 5 ，超量部分石灰石粉取代同体积的 细集料进行混凝土配合 比的计算 ， 表 1 为每 I l l 混凝 土 中各组成材料的质量。 石 灰石 粉 取代部 分 圭 ! 堕 曹双梅 ， 李建华 1 每 混 凝 土 中 各 种 组 璧 竺 垦 兰 k g 粉取代 水泥 水泥率， 竺 ! 砂 H 7 6 7 石 m l O 7 3 水 m w h_一 1 7 0 粉煤灰 l 2 0 1 20 石灰石粉 外加剂 0 7 2 2l 72 厚 度 慧高 于 粉 煤 拓 善 嚣 暑 莲 变差 ， 拌合物放置后有轻微的浆臂 呙 “ 水 厂 厶 现 象 喜 集 料 增 加 ， 在 使 苴 菩 曼 惹 票 荟 妻 冀 毳 麓 昊 至 工要 求 ， 对商 品混凝 土来说 ， 需妥增 _八批批上川 3 一 兰 的 水 泥 后 ， 由 于 混 耋 荔 芸 胍 N N N 篇 可 加 速 水 泥 龛 呈 釜 蒿 妻 耄 蓑 至 嚣 凳 增 凳 墨 仍能满足要求。图 1为石卢 火臼粉 小 抛 l工 纛 。 灰 石 粉 取 代 水 泥 率 的 增 加 ， 汪 薯 嚣 鬟 活 性 成 分 减 少 ， 硬化后混凝土的 腰 朋阡 。 率在5 二 面圆 滑， 善 魁 嘿 堪 赠 I L 一 2 8 d 、 r 。 7 d I l I 3 d l j 一 1 1 l l 一 I 石灰石粉混凝 土采 用碎石作 为粗臂科伺 仳 呲 土 。 c 3 0 混 凝 土 为 例 ，随 着 石 灰 石 粉 取 代 蓦 霁 置 苇 需 嚣 釜 羹 萎 品 茬 骂 堇 言 喜 准 混 凝 土 相 比 仅 降 低 8 3 ， 口】 达 到 州 咄 反 寸 钬 2 0 1 3年第 4期 混凝土与水泥制 品 总第 2 0 4期 4石灰 石 粉取 代 部分 水 泥后 的 经济效 益 和 社会 效 益分 析 4 1 经济效益 本研究以 C 3 0混凝土为例 ， 通过检验和分析得 表 3石灰石粉混凝土成本分析 出石灰石粉取代水泥的最佳取代率为 5 - 1 0 ， 在 此取代范围内，混凝土的工作性能可以满足运输 、 泵送 、 浇筑等方面的要求 ， 同时也能满足强度要求 。 故以取石灰石粉取代 5 - 1 0 的水泥 ， 计算每 m 混 凝土中各种材料的用量 ，进而计算石灰石粉一 粉煤 灰一 水泥混凝土和基准粉煤灰一 水泥混凝土 的成本 差价 ，即是产生的经济效益。具体计算结果见表 3 所示 。 由表 3可见 ， 石灰石粉取代部分水泥后 ， 每 IT I 混凝土的成本可降低 2 3 4 4 6 6元。 4 2 社会效益分析 以石灰石粉部分取代水 泥 ， 可节能利废 ， 符合 中国资源综合利用技术政策大纲 、 “ 综合治污与 废弃物循环利用” 、 “ 建筑节能与绿色建筑”等项 国 家政策 。在商 品混凝土中应用该项技术 ， 具有 良好 社会效益 。 该项技术不仅可使每 i n 商品混凝土节约 成 本 2 3 4 4 6 6元 ， 还 可 变废 为 宝 ， 充分 利 用 石灰 石 粉资源， 同时有助于缓解混凝土生产中粉煤灰等原 材料价格偏高和紧缺的问题。 5 结论 ( 1 ) 石灰石粉的主要成分是 C a C O ， ， 在混凝土中 的作用主要是填充作用 、 分散加速作用和后期活性 作用。 ( 2 ) 混凝土的强度随着石灰石粉取代水泥率 的 增大而有所 降低 ，但石灰石粉取代水泥率在 5 - 1 0 范围内时 ， 混凝土的强度能够满足要求 ， 且混凝 土的各项工作性能也满足施工要求 。 一 8 6一 ( 2 ) 要推广应用石灰石粉混凝土 ， 还需进一步 研究石灰石粉混凝 土的体积安定性 ， 以防止混凝土 裂缝的产生 ， 同时要加强混凝土的养护。 ( 3 ) 石灰石粉商品混凝土在建设工程 中的应用 具有显著 的社会效益和经济效益 ， 对 降低工程建设 成本 ， 促进节能 、 降耗 、 低碳和可持续发展具有重大 意 义 参考文献 ： 【 1 李悦 石灰石 矿粉在水泥 混凝土 中的应用f J 武 汉理工 大 学学报， 2 0 0 7 ( 3 ) 2 】 刘清华 石灰 石粉作掺合料对不 同胶凝体系混凝土性 能的 影响 J 1 建材技术与应用， 2 0 1 1 ( 6 ) 3 】 黄志 忠 石灰 石粉混凝 土在建筑工 程 中的应 用【 湖南城 市学院学报， 2 0 1 0 ( 9 ) 4 】 林鹏， 马烨红， 吴 笑梅， 等 石灰石粉在水 泥与混凝 土中应用 的研 究进 展l J 1 商品混凝 土， 2 0 0 7 ( 2 ) ： 1 9 - 2 1 【 5 周金钟 石灰 石粉 在普 通混 凝土中的应用【 J J 粉煤 灰， 2 0 0 9 ( 2 1 ) 6 李建 石灰石粉对混凝 土工作性能和强度 的影 响l J 1 建筑 技术开发， 2 0 0 9 ， 3 6 收 稿 日期 ： 2 0 1 3 0 2 2 5 作者简介 ： 曹双梅 ( 1 9 6 8 一 ) ， 女 ， 副教授 。 通 讯 地 址 ： 南 阳市 工 农 路 2 9 1号 联 系 电话 ： 1 3 1 3 7 7 9 7 1 9 8 E ma i l ： c a o s m 1 2 6 c o m