曹德光：石灰石对水泥混凝土性能影响及研究

　　6月22日，中国混凝土与水泥制品协会在广西南宁组织召开了全国石灰石粉在水泥与混凝土中应用技术研讨会。广西大学材料科学与工程学院教授曹德光介绍了石灰石对水泥混凝土性能影响及研究。

广西大学教授曹德光

石灰石与石灰石微粉

　　石灰石微粉

　　石灰石微粉（≥350m²/kg）是与水泥相当的胶凝材料，作为水泥原料时，在满足水泥质量标准的情况下，可做混合材。而作为混凝土原料，满足混凝土质量要求，即可作为掺合料。在使用石灰石微粉时，需要研究作为水泥和混凝土使用时的作用和标准指标差异。石灰石微粉的形态特征分为单晶颗粒和多晶颗粒。

单晶颗粒和多晶颗粒

　　石灰石对外加剂的吸附量特性

　　石灰石粉细度：330m²/kg其它材料细度相近。石灰石对外加剂的吸附量极小，是水泥的二十分之一左右。

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　　石灰石活性特征

　　应该考虑石灰石的几个特性
　　1、石灰石中方解石含量的影响
　　2、石灰石中方解石颗粒形态、大小和分布特征的影响
　　3、石灰石中共生矿物的影响
　　（1）白云石的影响（氧化镁表示或XRD表示）
　　（2）酸不溶物
　　A、石英或燧石的影响
　　B、粘土矿物的影响（用Al₂O₃表示）
　　（a）蒙脱石
　　（b）高岭石
　　（c）伊利石
　　C、有机物的影响
　　对混凝土密实度、泌水率和凝结时间的影响
　　1、相同水灰比和水泥用量条件下掺入和不掺入石灰石粉混凝土凝结时间、含气量和泌水率的影响(引自《混凝土》1996（10））

　　从此可以看出，石灰石粉对凝结时间影响小；掺入石灰石粉可以减小气孔率、增加密实度，减少泌水率。
　　2、不同细度石灰石粉对混凝土孔隙率的影响(引自《粉煤灰》2009（2））

　　石灰石细度越细，混凝土的孔隙率越低、密实度越大；只有当细度小于某一阀值（如0.6%），含石灰石混凝土的密实度才可能超过参比混凝土。

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　　石灰石掺量对胶砂流动度的影响

　　石灰石细度：75微米筛余3.2%，比表面积452.6m²/kg；石灰石等量取代水泥；掺量在50%以内，掺入石灰石胶砂流动度增加。

　　石灰石粉对混凝土经时流动度损失的影响

　　超量掺入10%石灰石粉混凝土，可延长15min的凝结时间；等量掺入（5-20%）石灰石，流动度增大，经时损失延长30min。

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　　减少水胶比
　　相同流动特性时石灰石含量对水灰比的影响（引自《四川水泥》2000（4））

　　相同石灰石含量对不同水泥用量混凝土坍落度的影响（引自《混凝土》1996（10））

　　不同石灰石含量对相同水泥用量混凝土坍落度的影响（引自《混凝土》1996（10））

　　结论得出，相同水泥用量条件下，随着石灰石含量增大（增量掺入），坍落度增大。
　　石灰石细度对坍落度的影响：细度越细，坍落度越大；细度超过某一阀值，坍落度增加不明显。
　　石灰石掺量对水泥净浆结合水的影响

 　　石灰石粉细度：729m²/kg；等量替代水泥至30%。
　　从数据可以看出，随着石灰石掺入量的增大，净浆结合水量由小变大，再有大变小；10%掺量左右的结合水量最大；石灰石15%掺量的结合水与纯水泥样相近；与纯水泥样相比结合水量之差存在：早期相差大，后期相差小。
　　石灰石掺入对水泥易磨性的影响

　　试验结果表明，石灰石掺量越大，筛余值变大，而比表面积增加；含石灰石水泥的细度更易于采用比表面积表征。

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　　掺量对C30混凝土强度的影响
　　各种水泥用量条件下，掺入10%石灰石粉体后，混凝土强度具有2-10%的增大；相同水泥用量条件下，随着石灰石用量的增加（0-20%），混凝土强度具有2-12%的增大；石灰石的加入，对早期和长期强度的增加有益；相同胶凝材料条件下，掺入10%石灰石粉体后的混凝土，坍落度和强度均不低于不掺石灰石粉的混凝土。

　　石灰石粉体细度对高强混凝土强度的影响
　　①低比表面积石灰石粉对强度不利；比表面积应大于2000cm²/g
　　②比表面积越大，对强度的贡献越大；
　　③掺入量在10%左右，增强效果最好；掺入量小于20%