白云巖石粉對水泥膠砂力學(xué)性能的作用

引言混凝土是生活中極其常見的建筑材料，市場上使用粉煤灰和礦渣粉作為摻合料，可有效提高混凝土材料在耐腐蝕、抗裂等耐久性方面的性能以及混凝土的有效利用率，因此，對混凝土摻合料的研究工作一直是業(yè)內(nèi)的熱點(diǎn)與重點(diǎn)。但是煤炭資源是有限的，在資源被逐漸開采枯竭之前，要尋求一種替代粉煤灰的環(huán)保材料作為摻合料制備混凝土[1]。白云巖石粉作為一種碳酸鹽[2]，在自然界中分布廣泛，不但在骨料制備期間可形成一定量的石粉，還可經(jīng)過層層篩選將其制作成砂料，有效解決現(xiàn)階段混凝土制造成本高昂的問題，可作為混凝土的主要摻合料。與其他原材料相比，具有更廣闊的應(yīng)用面，也可適當(dāng)降低施工工程預(yù)算與工程造價。白云巖石粉在建筑行業(yè)受到了一定推崇與應(yīng)用，在自然條件中挖掘白云巖后，通過研磨方式加工成一定細(xì)度的白云巖石粉[3]，因其具有環(huán)保、生產(chǎn)率高等優(yōu)勢，近年來被越來越多建材生產(chǎn)廠家所青睞，但市場上銷售的白云巖石粉混凝土產(chǎn)品的配制方法存在差異，本試驗將白云巖石粉加工成一定細(xì)度的石粉，研究石粉不同細(xì)度和摻量對水泥膠砂力學(xué)性能的影響。

1、原材料

水泥：北京琉璃河水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5水泥。粉煤灰：京東大有建材公司生產(chǎn)的II級粉煤灰，細(xì)度16%，需水量比99%，燒失量2.8%。礦渣粉：河北唐山唐龍建材公司生產(chǎn)的S95級礦渣粉，7d活性指數(shù)78%，28d活性指數(shù)99%，比表面積435kg/m2，膠砂流動度比102%。砂：河北淶水生產(chǎn)的中砂，細(xì)度模數(shù)2.7，含泥量2.9%，泥塊含量0.4%。石：河北淶水生產(chǎn)的5～25mm連續(xù)級配碎石，含泥量0.6%，泥塊含量0.2%，針片狀含量4.6%，壓碎指標(biāo)值4.1%。外加劑：采用北京金隅水泥節(jié)能科技有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系高性能減水劑（標(biāo)準(zhǔn)型），減水率28%，該外加劑與膠凝材料適應(yīng)性良好。白云石粉：冀東淶水骨料廠生產(chǎn)，沒有現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，參照石灰石粉指標(biāo)要求（見表1），白云巖石粉的基本物理性能指標(biāo)見表2。表1石灰石粉質(zhì)量指標(biāo)表2白云巖石粉基本物理性能指標(biāo)2、試驗配合比及結(jié)果分析

2.１白云巖石粉摻量對混凝土性能的影響

試驗選取兩種不同比表面積的白云巖石粉，其中白云巖石粉A的比表面積為550m2/kg，細(xì)度30%，白云巖石粉B的比表面積為450m2/kg，細(xì)度45%。試驗選擇C30、C40、C50強(qiáng)度等級混凝土，水膠比為0.45、0.40、0.35，基準(zhǔn)配合比按照不同摻量的粉煤灰、礦渣粉、白云巖石粉，以及不同摻量的外加劑進(jìn)行混凝土性能對比試驗，其試驗具體摻量及試驗結(jié)果見表3、表4。表3白云巖石粉A混凝土的配合比及試驗結(jié)果表4白云巖石粉B混凝土的配合比及試驗結(jié)果由表3、表4可知，白云巖石粉作為摻合料取代粉煤灰10%時，對混凝土的工作性能及力學(xué)性能均影響不大；白云巖石粉全部取代粉煤灰和礦渣粉時，混凝土的7d、28d強(qiáng)度呈遞減趨勢。試驗結(jié)果表明，在水膠比為0.45時，混凝土的60d強(qiáng)度增長比雙摻粉煤灰和礦渣粉要快；同配比不同石粉細(xì)度對混凝土強(qiáng)度有影響，30%細(xì)度石粉比45%細(xì)度石粉強(qiáng)度要高，對高標(biāo)號混凝土影響要比低標(biāo)號混凝土影響要大。從經(jīng)時損失數(shù)據(jù)看1h有倒大現(xiàn)象，對凝結(jié)時間影響不大。

2.2白云巖石粉細(xì)度對水泥膠砂力學(xué)性能的影響本部分試驗研究了不同細(xì)度的白云巖石粉在固定摻量30%時對水泥膠砂力學(xué)性能的影響。白云巖石粉的細(xì)度（0.045mm篩余）為0%、10%、20%、30%、35%、40%、45%、50%，具體配比及試驗結(jié)果見表5。由試驗結(jié)果繪制水泥膠砂的工作性能變化曲線如圖1所示。由圖1可以看出，白云巖石粉摻量為30%時，隨著石粉細(xì)度的增加，膠砂抗折強(qiáng)度成遞減趨勢；細(xì)度對初凝、終凝時間影響不大；膠砂流動度比在細(xì)度35%~40%時出現(xiàn)明顯降低趨勢。表5不同細(xì)度白云巖石粉水泥膠砂力學(xué)性能的測試結(jié)果

圖1不同細(xì)度白云石粉在摻量30%時水泥膠砂的各項性能2.3強(qiáng)度活性試驗選取15%、30%、45%細(xì)度的白云巖石粉，石粉摻量0%、10%、20%、25%、30%、35%，測試3d、28d活性指數(shù)及抗折、抗壓強(qiáng)度，試驗結(jié)果見表6。圖2為15%、30%、45%石粉細(xì)度時不同石粉摻量的活性指數(shù)，由圖2可知，細(xì)度15%時，隨著石粉摻量的增加，膠砂3d活性指數(shù)變化較大，膠砂28d活性指數(shù)變化不大；細(xì)度30%、45%時，石粉摻量30%~35%對膠砂3d活性指數(shù)影響最大。表6不同細(xì)度白云巖石粉在不同摻量時強(qiáng)度測試結(jié)果圖2不同石粉細(xì)度與不同石粉摻量的活性指數(shù)2.4亞甲藍(lán)MB值對膠砂性能的影響選取白云巖石粉30%、45%的細(xì)度，通過摻加天然砂中0.075mm篩以下的泥粉改變MB值，配制不同亞甲藍(lán)MB值0.75、1.00、1.20、1.40、1.60進(jìn)行試驗，石粉摻量為30%時膠砂凝結(jié)時間、強(qiáng)度、流動度的試驗結(jié)果見表7。由表7可知，亞甲藍(lán)值＞1.4時膠砂強(qiáng)度和流動度逐漸下降，凝結(jié)時間變化不大。表7細(xì)度30%、45%石粉在不同MB值時膠砂力學(xué)性能、工作性能測試結(jié)果結(jié)論

（1）白云巖石粉作為摻合料與粉煤灰、礦粉三