石粉在混凝土及以后使用情況研究

1.石粉的生產(chǎn)：

石粉，即石頭粉末。石頭的種類很多，根據(jù)礦物成分劃分有很多品種，如石灰石粉、大理石粉、花崗巖石粉等。在我國生產(chǎn)混凝土粗骨料、機(jī)制砂時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定比例的石粉。人工砂的加工和應(yīng)用將成為解決天然砂資源緊張的主要途徑，但在其生產(chǎn)過程中伴生大量石粉，如不合理利用，不僅降低資源的利用率，而且會(huì)造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞。隨著生產(chǎn)運(yùn)用的普及，已有專門生產(chǎn)石粉的設(shè)備及加工企業(yè)。

2. 使用與運(yùn)用：

混凝上的原材料最開始只有水泥、水和砂石。為了節(jié)約水泥，改善混凝土性能，在拌制混凝土?xí)r常摻入具有膠凝性的粒化高爐礦渣和熱電廠產(chǎn)生的煤灰經(jīng)磨細(xì)后的摻合料，這兩者從工業(yè)廢棄物也變成了現(xiàn)在供不應(yīng)求的礦產(chǎn)品。然而，隨著近兒十年來國內(nèi)外工程建設(shè)的迅速發(fā)展，逐漸面臨粉煤灰緊缺問題。而我國也出現(xiàn)，這樣的問題，特別是西南地區(qū)粉煤灰供應(yīng)緊張，其他地區(qū)也經(jīng)常出現(xiàn)粉煤灰緊張情況，因此需要找一種容易獲取且價(jià)格低廉的新型摻合料，近年來隨著天然砂資源的枯竭，使得人工砂的運(yùn)用變得普遍。而隨之也產(chǎn)生出新的工業(yè)廢棄物石粉。在當(dāng)下人們?nèi)狈?duì)石粉的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為它是對(duì)混凝山有害，目前在用的沙有江沙、河沙、機(jī)制砂。江沙、河沙開采對(duì)環(huán)境破壞較嚴(yán)重，且費(fèi)用較高。與人工砂比較不占優(yōu)勢，隨著人工砂普及，伴隨著石粉的產(chǎn)生，加以利用將是發(fā)展的大方向。根據(jù)石粉生產(chǎn)加工過程中，可以對(duì)石粉在實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行需求性訂購，按照所需規(guī)格生產(chǎn)，使生產(chǎn)成品中含有粒徑控制在0-5mm之間，生產(chǎn)混凝土砂漿中可替代30%-60%砂用量。集料的質(zhì)量和技術(shù)要求有顆粒級(jí)配、含泥量和泥塊含量、細(xì)度模數(shù)、堅(jiān)固性、輕物質(zhì)含量、堿集料分應(yīng)、亞甲藍(lán)值七項(xiàng)。

在運(yùn)用方面進(jìn)行分析：

（1）對(duì)石粉在砂漿中的作用進(jìn)行了分析：從砌筑砂漿、抹灰砂漿、屋面找平層三方面進(jìn)行了論述，提出了石粉代替部分砂的新方法，進(jìn)行了砂漿強(qiáng)度、和易性，粘結(jié)力的研究。提高了砌筑砂漿的強(qiáng)度，改善了砂漿和易性、粘結(jié)力，解決了砌體組合強(qiáng)度低、砂漿離析和分層現(xiàn)象及屋面找平層空鼓裂縫的問題。將石灰石粉加人到混凝土中，混凝土坍落度隨之增加，塌落度經(jīng)時(shí)損失隨之減小，泌水率減小，且含氣量略有減少。原因?yàn)槭沂垲w粒在膠凝體系中起到分散和稀釋作用，促使水泥顆粒的解絮，同時(shí)部分水泥被取代，漿體體系中水泥的用量降低，整個(gè)膠凝體系用水量減少。

（2）對(duì)石粉在混凝土中的作用進(jìn)行了分析：從普通混凝土及特殊混凝土中運(yùn)用研究。在石粉摻入后混凝土和易性明顯改善，少量替代了水泥作用，在膠凝材料不變情況下后者比前者明顯具有更強(qiáng)包裹性、密實(shí)性、孔隙率降低，且生產(chǎn)過程中不易離析抓底，大大改善了混凝土的施工性能。強(qiáng)度較之前比較提高5-8MP，節(jié)約了成本的消耗。開裂一直是伴隨混凝土生產(chǎn)中比較頭疼的問題，石粉在摻入混凝后，填充了粗細(xì)骨料之間的空隙，細(xì)骨料與摻合料之間的縫隙，降低了混凝土中空隙率，從而降低了開裂風(fēng)險(xiǎn)。在高標(biāo)號(hào)混凝土中，由于膠凝材料用量大不易泵送，生產(chǎn)運(yùn)輸困難，在摻入石粉后相應(yīng)減少膠凝材料用量，改善了難泵送，不好運(yùn)輸情況。

（3）對(duì)石粉在建筑構(gòu)件中運(yùn)用分析：在社會(huì)大發(fā)展過程中，所使用路基石，小區(qū)、公園建設(shè)用磚、預(yù)制構(gòu)建板、水穩(wěn)等同樣適用。作為一種摻合料，在生產(chǎn)過程中摻入，提高了強(qiáng)度，節(jié)約了成本，又拉動(dòng)了生產(chǎn)上運(yùn)用。目前，在石粉當(dāng)中對(duì)右灰石粉在混凝土中的應(yīng)用研究最多。其中原因之一就是因?yàn)槭沂畠r(jià)，且易磨性好。許多學(xué)者研究了石灰石粉不同的應(yīng)用方式和細(xì)度對(duì)混發(fā)土性能的影響，認(rèn)為石灰石粉對(duì)混凝土性能的影響主要與其加速水化效應(yīng)，活性效應(yīng)和顆粒形貌效應(yīng)有關(guān)。

3. 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)：

不同的研究者所使用的石灰石粉細(xì)度不一樣，得出的結(jié)論不一致，有時(shí)得到的結(jié)論甚至是相反的。一般來說，石灰石粉細(xì)度越大，對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)越大。對(duì)于石粉在混凝土中的最佳摻量，不同的研究者得到的結(jié)論不一樣，有的認(rèn)為30%最好，有的認(rèn)為10%-15%，等等，主要原因?yàn)椋簱饺敕绞降牟煌?，有的?nèi)摻，有的外摻，所用石粉比表面積不同。

在超細(xì)石粉的研究中，過分增加石粉的細(xì)度，只考慮到其對(duì)混凝土性能的影響，沒有綜合去評(píng)價(jià)其混凝土的成本。將廢棄的石粉進(jìn)行全面的研究和分析，將其在混凝土中進(jìn)行充分應(yīng)用，不僅可以降低水泥用量，促進(jìn)節(jié)能，降耗，節(jié)約成本，而且又能避免廢棄的石粉長期的堆積對(duì)環(huán)境造成不良影響，將石粉作為種新型的摻合料在混凝土中應(yīng)用其前景會(huì)越來越廣闊。石灰石粉的摻入有利于混凝土的抗?jié)B性，但不利于混凝土抗氯離子滲透性能，隨著石灰石粉摻量的增加，混凝土的抗氯離子能力逐漸下降氟高子擴(kuò)散系數(shù)增大。

添加粉煤灰能提高石灰石粉混凝土抗氯離子滲透能力，當(dāng)混凝土中石灰石粉摻量為20%時(shí)，粉煤灰改善混凝上抗氯離了滲透性能的最佳。有些研究認(rèn)為，石灰石粉能發(fā)揮其形貌效應(yīng)與微集料效應(yīng)，改善膠凝材料的顆粒級(jí)配，填充內(nèi)部空隙，使其結(jié)構(gòu)更加致密，從而提高水泥基材料的強(qiáng)度。對(duì)于花崗巖石粉對(duì)混凝上力學(xué)性能的影響，有研究表明10%摻量的花崗巖石粉對(duì)混凝上早期強(qiáng)度有一定提升作用，當(dāng)摻量為20%時(shí)混凝土各齡期強(qiáng)度均有減小，但均在一定范圍內(nèi)，隨花崗巖石粉摻量的提高，混凝土抗壓強(qiáng)度降低明顯隨花崗巖石粉細(xì)度增大而增大。石粉對(duì)混疑上耐久性上也有著明顯的改善效果，有著更大的優(yōu)勢。

4. 前景：

對(duì)解決實(shí)際工程的原材料緊缺問題、降低工程造價(jià)以及對(duì)環(huán)保等將具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)濟(jì)合理地利用這些石粉，能夠消除石粉對(duì)環(huán)境的污染，又能夠?yàn)闄C(jī)制砂的生產(chǎn)和使用消除后顧之憂。石粉的形成過程使其具有較大的比表面積。一般在 600m2/kg 以上，使得其作為摻合料在混凝上中應(yīng)用成為可能。近幾年來，石粉在混凝上中應(yīng)用已逐漸成為一種趨勢，關(guān)于石粉在混凝上中的作用機(jī)理上有兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為石粉沒有活性，在混凝上中起填充效應(yīng)，石粉對(duì)膠凝材料起到一定填充效應(yīng)，能夠改善混凝上的空隙特征，漿和集料的界面結(jié)構(gòu);另一種觀點(diǎn)認(rèn)為石粉具有一定的火山灰活件，能夠發(fā)揮火山灰效應(yīng)，除了以上兩種作用，石粉還能參與水泥水化，對(duì)混凝土的工作性和耐久性都有一定影響。這兩種主張都對(duì)混凝土有著益處，所以在以后運(yùn)用上成為可能。

劉寧，安徽宿州，男，漢族，：1985.11，大專，建筑工程工程師，研究方向：建筑