陈根养
（珠海市华力混凝土有限公司）
【摘要】混凝土是当前应用范围最广、用量最大的建筑材料之一，随着经济的发展和混凝土科学技术的进步，人们对混凝土性能的要求越来越高。矿物掺合料是现代混凝土不可缺少的重要组分，不仅可以改善混凝土性能，还可以有效降低混凝土成本。石灰石粉作为一种惰性矿物掺合料已经在水利水电等工程中获得了广泛应用，取得了较好的应用效果。本文主要介绍了石灰石粉对混凝土的工作性、力学性能、收缩变形性能和耐久性的影响。
【关键词】石灰石粉；混凝土；工作性；力学性能；收缩变形性能；耐久性
随着我国经济的持续快速增长，建筑业的规模越来越大、发展速度保持快速增长，混凝土作为目前最主要的建筑材料之一，其用量也越来越大；矿物掺合料是现代混凝土不可缺少的重要组分，不仅可以改善混凝土性能，还可以有效降低混凝土成本。常用的矿物掺合料主要有粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等，随着我国基础建设的大规模展开、环保问题的日益突出和能源结构的逐步改变，很多地区面临煤灰供应紧缺问题，尤其是华南地区这一情况更为突出，亟需一种方便就近取材、易于加工、价格低廉的矿物掺合料。石灰石粉作为一种惰性矿物掺合料已经在水利水电等工程中获得了广泛应用，取得了较好的应用效果。
石灰石粉以一定纯度的石灰石为原料，经粉磨至规定细度的粉状材料（JGJ/T 318-2014《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》）。石灰石粉可以节约水泥用量、改善混凝土的工作性、降低水化热及减小收缩等，技术性能优良，经济效益明显。近年来国家相继发布了《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》（JGJ/T 318-2014）和《石灰石粉混凝土》（GB/T 30190-2013）等标准规范，来指导石灰石粉在混凝土中的科学、合理应用，保证混凝土工程质量。
新拌混凝土的工作性能是混凝土的重要性能之一，决定了混凝土的可施工性，并且对混凝土的力学性能、变形性能和结构耐久性均有重要的影响。
杨柳[1]等人的研究表明：石灰石粉可以明显改善新拌混凝土的工作性，随着石灰石粉掺量的增加混凝土的坍落度逐渐增大，坍落度损失呈现逐渐降低的规律，这主要是由于石灰石粉的填充效应和颗粒形态效应；在保持外加剂用量和坍落度一定的条件下，随着石灰石粉掺量的增加混凝土用水量大幅降低，最高降幅可达25%。
肖斐等人[2]的研究表明：掺加不同细度的石灰石粉混凝土的坍落度均呈现出增大的趋势，并且混凝土的经时坍落度损失减小，具有良好的保塑效果。
聂虎等人[3]研究了超细石灰石粉对C60自密实混凝土性能的影响，在超细石灰石粉掺量不超过15%时，随着掺量的增加，自密实混凝土坍落度、扩展度增大，流动速度增大，粘度降低，和易性不断改善；但掺量超过15%后，自密实混凝土的和易性变差，有离析的趋势。
超细石灰石粉能在一定程度上改善新拌混凝土的工作性能。在单位体积用水量和减水剂掺量相同的情况下，当超细石灰石粉掺量为胶凝材料总量的20%左右时混凝土的和易性最好[4]。
杨柳等人[1]的研究表明：在胶凝材料用量一定的条件下，随着石灰石粉掺量的提高混凝土的早期强度（3d-28d）未出现明显的变化，后期强度随着石灰石粉掺量的提高呈现出逐渐降低的趋势，这主要是由于石灰石粉活性相对降低。
陈剑雄等人[5]的研究表明：在一定的掺量范围内，磨细石灰石粉可以明显提高混凝土的早期强度，但磨细石灰石粉掺量超过10%混凝土早期强度有所下降；随着磨细石灰石粉掺量的增加、比表面积的增大，混凝土的抗折强度明显增高；磨细石灰石粉对混凝土的抗折强度的贡献比对抗压强度大。磨细石灰石粉可以改善混凝土的早期力学性能主要是由于其微集料效应和可以促进水泥早期水化等作用。
聂虎等人[3]的研究表明：当超细石灰石粉的掺量不超过10%时，C60自密实混凝土抗压强度早期（3d、7d）略有降低，28d抗压强度与不掺加磨细石灰石的对比组基本一致，但当磨细石灰石粉掺量超过10%后，C60自密实混凝土不同龄期的抗压强度均有一定幅度的降低，且随着掺量的增加降幅有所增大。
在高强混凝土中掺入不超过10%的石灰石粉可显著提高混凝土的早期抗压强度，3d抗压强度达到95.4MPa，7d抗压强度达到104MPa，60d抗压强度达到118.2MPa；当石灰石粉掺量超过10%后，对混凝土抗压强度发展有不利影响。石灰石粉掺量不超过30%时，随石灰石粉掺量的增加高强混凝土混凝土抗折强度表现出先增大后降低的趋势，石灰石粉掺量为20%时，混凝土抗折强度最大[6]。
聂虎等人[3]的研究表明：随着超细石灰石粉掺量的增加，自密实混凝土不同龄期自生体积变形均有所降低，随着掺量的增加，对混凝土自收缩的降低作用越明显，适当的石灰石粉掺量对抑制自密实混凝土早期收缩开裂是有利的，超细石灰石粉掺量为5%、10%、15%和20%时，自密实混凝土28d自收缩分别降低了4%、9%、13%和17%。
刘牧天等人[7]的研究表明：在混凝土强度等级相同的条件下，掺石灰石粉的高强混凝土自收缩略低于纯水泥混凝土的自收缩，随着石灰石粉掺量的增大自收缩表现出变小的趋势；掺石灰石粉的中低强度等级混凝土的干燥收缩小于纯水泥混凝土，随着石灰石粉掺量的增大干燥收缩表现出变小的趋势。
陆海梅等人[8]的研究表明：石灰石粉的掺量与高性能混凝土塑性开裂有较大的相关性，当石灰石粉掺量为5%～10%时，混凝土的抗塑性开裂的能力降低，且随着掺量的增加抗塑性开裂能力逐渐降低，裂缝的数量明显增多，裂缝的宽度明显增大，开裂时间提前，开裂总面积逐渐增大。当石灰石粉掺量为25%～40%时，混凝土塑性开裂风险明显降低，随着石灰石粉掺量的增加，混凝土抗塑性开裂能力逐渐增强，开裂时间延迟，裂缝数目和裂缝宽度及总开裂面积减小，石灰石粉掺量为40%时混凝土的抗塑性开裂能力最强。
阎培渝等人[9]研究了不同石灰石粉含量、不同水胶比的混凝土从初凝至7d龄期的自收缩发展规律，研究结果表明：混凝土初凝至1d前，自收缩速度快速增长，混凝土1d的自收缩即达到7d总收缩的80%以上；1d后混凝土自收缩速度趋于平缓，自收缩发展明显减慢。在相同水胶比条件下，混凝土的自收缩随着石灰石粉掺量的增加而呈准线性递减的规律。这主要是因为粉煤灰的活性均较低，在早期基本不参与水化反应，仅起惰性填充的作用。
刘牧天等[7]的研究表明：随着石灰石粉掺量的增加混凝土的电通量逐渐降低，但降幅较小，对混凝土的抗氯离子渗透等级影响较小；对于中低强度等级的混凝土随着石灰石粉掺量的增加混凝土的抗碳化性能略有提高，对于高强混凝土石灰石粉的掺量对混凝土抗碳化性能影响较小。
孙庆巍等人[10]的研究表明：随着石灰石粉掺量增大，混凝土抗冻性略有改善，而水胶比对抗冻性影响较大，降低水胶比，可较明显提高混凝土抗冻性能；在混凝土坍落度相同的条件下，随着石灰石粉掺量的增加混凝土的抗氯离子渗透性能逐渐增强，这主要是由于石灰石粉的需水量降低，随着其掺量的增加混凝土的用水量逐渐降低。，随着石灰石粉的掺入，混凝土的抗硫酸盐耐蚀能力明显下降，随着石粉掺量的增加抗硫酸盐侵蚀性能下降的越明显。
王成启等人[11]的研究表明：随着石灰石粉掺量的增加，自密实混凝土56d、90d的6h电通量（ASTMC1202）没有明显的降低，表明单掺石灰石粉不能明显提高混凝土的抗氯离子渗透性能，混凝土扩散系数的变化规律与电通量基本一致，单掺石灰石粉不能显著提高混凝土的抗氯盐侵蚀性能，需采用复合矿物掺合料配制海工自密实高性能混凝土。
石灰石粉被用作混凝土矿物掺合料在日本、美国等发达国家已较为普遍，取得了良好的效果。随着基础设施建设的大规模开展和环境保护需要，粉煤灰、矿渣粉等传统矿物掺合料在部分地区已日益紧缺。而石灰石粉便于就近取材、易于加工、价格相对低廉已经在国内获得了初步的应用。石灰石粉不仅可以改善混凝土的工作性、减少混凝土收缩、提高混凝土的抗裂性，在合理应用的前提下还可以改善混凝土的部分耐久性能，还可以降低混凝土成本、降低能耗、减少环境污染，符合绿色建材的发展理念，有利于混凝土产业的持续健康发展。掺石灰石粉混凝土配合比应合理设计，符合相关标准规范的要求，并经验证后方可使用；石灰石粉是一种惰性矿物掺合料，活性相对较低，混凝土强度早期较低，应适当延长掺石灰石粉混凝土的保湿养护时间，配合比设计时应注意考虑混凝土强度后续增长及强度储备等问题。在冻融环境和硫酸盐侵蚀环境下，石灰石粉的掺量应经相关试验验证，并考虑降低水胶比、矿物掺合料复合掺加、应用高性能外加剂等技术措施。●
【参考文献】
[1]杨柳,宋少民.不同比例石灰石粉与胶凝材料对混凝土工作性及强度的影响[J].商品混凝土,2010,(08):36-38
[2]肖斐,崔洪涛,陈剑雄,陈寒斌.超磨细石灰石粉高强混凝土的研究[J].硅酸盐通报,2010,29(06):1303-1307.
[3]聂虎,汪彬,徐文.超细石灰石粉高强自密实混凝土的制备
[J].商品混凝土,2015,(02):33-35.
[4]黄亚林.超细石灰石粉在普通混凝土中的应用研究[J].广东建材,2016,(09):37-41.
[5]陈剑雄,崔洪涛,陈寒斌,肖斐.掺入超细石灰石粉的混凝土性能研究[J].施工技术,2004,33(04):39-41
[6]陈剑雄,李鸿芳,陈寒斌.石灰石粉超高强高性能混凝土性能研究[J].施工技术,2005,34(04):27-28.
[7]刘牧天,黎梦圆,王强.等强度条件下石灰石粉对混凝土收缩和耐久性的影响[J].硅酸盐通报,2014,33(08):1967-1973.
[8]陆海梅,乔艳静.粉煤灰、石灰石粉对高性能混凝土塑性开裂的影响[J].广东建材,2016,(07):20-22.
[9]阎培渝,陈志城.含不同矿物掺合料的高强混凝土的自收缩特性[J].工业建筑,2011,41(06):124-127.
[10]孙庆巍,朱涵,崔正龙.低品质粉煤灰与超细石灰石粉制备高性能混凝土的研究[J].非金属矿,2012,35(03):5-8.
[11]王成启,张悦然.复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土试验研究[J].中国港湾建设,2012,(01):19-22.
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