石灰石粉摻合料在混凝土中的應(yīng)用研究

王樹義，任永義

（珠江水利科學(xué)研究院，廣東 廣州 510611）

某水電站工程周邊存在大量石灰石資源，如果使用石灰石粉作為摻合料使用，不僅可以滿足工程建設(shè)的質(zhì)量，也可節(jié)約建設(shè)成本，同時(shí)拓寬了現(xiàn)行混凝土礦物摻合料的種類，有著非常重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。因此有必要對(duì)摻石灰石粉混凝土的各種性能進(jìn)行具體的試驗(yàn)研究工作，通過(guò)一系列的試驗(yàn)研究成果，為石灰石粉摻合料混凝土應(yīng)用于高原水電工程提供更多的技術(shù)支持，并且提出能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求的混凝土試驗(yàn)成果，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的，且保證工程的順利施工。

1 原材料

1.1 水 泥

試驗(yàn)采用西藏山南華新水泥股份有限公司生產(chǎn)的中熱42.5水泥，28 d抗壓強(qiáng)度54.9 MPa，7 d水化熱271 kJ/kg，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB200-2003規(guī)范要求。

1.2 粉煤灰

試驗(yàn)采用甘肅西固宏大電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度19.2%，需水量比99.1%，28 d活性指數(shù)72.8%，粉煤灰各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB/T5055-2005規(guī)定的II級(jí)灰要求。

1.3 外加劑

試驗(yàn)采用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-Ⅱ減水劑和JM-2000引氣劑，JM-Ⅱ減水劑摻量為0.7%的條件下減水率19.5%，28 d抗壓強(qiáng)度比134%；JM-2000引氣劑摻量為0.006%的條件下含氣量5.3%，減水率6.5%，28 d抗壓強(qiáng)度比90%，兩種外加劑各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足DL/T5100-1999規(guī)范要求。

1.4 細(xì)骨料

細(xì)骨料為片麻花崗巖人工砂，細(xì)度模數(shù)2.69，石粉含量15.2%，表觀密度2650 kg/m3，吸水率1.0%。

1.5 粗骨料

粗骨料為片麻花崗巖人工骨料，表觀密度2670 kg/m3，吸水率0.6%，壓碎指標(biāo)值9.1%。1.6石灰石粉工程使用的石灰石粉表觀密度2720 kg/m3，細(xì)度7.2%，需水量比101%，28 d活性指數(shù)67.5%。

2 摻石灰石粉混凝土性能試驗(yàn)

為進(jìn)一步研究不同摻量石灰石粉對(duì)混凝土性能的影響，進(jìn)行了摻石灰石粉混凝土性能試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容主要為：混凝土拌合物性能、力學(xué)性能、耐久性能、變形性能以及熱學(xué)性能等。試驗(yàn)結(jié)果表明。

1）摻石灰石粉混凝土比素混凝土的單位用水量增加2 kg/m3。

2）摻石灰石粉混凝土比素混凝土的含氣量有所降低，且隨著石灰石粉摻量的提高，混凝土含氣量也相應(yīng)降低。

3）摻石灰石粉混凝土比素混凝土的凝結(jié)時(shí)間均有所延緩，且隨著石灰石粉摻量的提高，混凝土的凝結(jié)時(shí)間也相應(yīng)延緩。

4）在水膠比不變的條件下，摻石灰石粉比素混凝土的抗壓強(qiáng)度要低。

5）從抗壓強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)看，摻石灰石粉早期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度較快，后期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度趨于緩慢。

6）在水膠比同為0.45的條件下，摻石灰石粉混凝土的抗?jié)B指標(biāo)均大于W12，抗凍指標(biāo)均能達(dá)到F200。

7）摻石灰石粉混凝土與素混凝土抗壓彈性模量值基本接近。

8）摻石灰石粉混凝土比素混凝土的極限拉伸值要低，表明極限拉伸值主要與混凝土的強(qiáng)度有關(guān)，混凝土強(qiáng)度越高，極限拉伸值也越大。

9）摻石灰石粉混凝土比素混凝土干縮率要低。

10）摻石灰石粉混凝土比素混凝土28 d絕熱溫升值要低，但摻石灰石粉混凝土早期絕熱溫升值增長(zhǎng)較快。

3 工程實(shí)際應(yīng)用

該水電工程在大壩內(nèi)部進(jìn)行了摻石灰石粉混凝土施工，倉(cāng)面四周采用鋼模板，混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)為C9025W8F100，石灰石粉摻量為30%。根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，該部位混凝土實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B指標(biāo)及抗凍指標(biāo)均能滿足混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

為避免混凝土產(chǎn)生裂縫，混凝土澆筑后采取常規(guī)養(yǎng)護(hù)方式，即混凝土澆筑完畢后立即覆蓋保溫板，12 h～18 h內(nèi)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。經(jīng)28 d養(yǎng)護(hù)后檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)摻石灰石粉混凝土的一系列性能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，石灰石粉摻合料用于大體積混凝土的施工方案是可行的，一方面可以就近取材同時(shí)拓寬了現(xiàn)行混凝土礦物摻合料的種類，確保混凝土施工質(zhì)量；另一方面還可以加快工程建設(shè)進(jìn)度，同時(shí)節(jié)省大量的工程建設(shè)成本。