石灰石粉用作水泥混合材和混凝土掺合料的研究进展

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1、石灰石粉用作水泥混合材与混凝土掺合料的研究进展王振军（桂林工学院材料与化学工程系，广西桂林541004）[摘要]随着我国基础设施的大规模建设与城市化进程的不断推进，水泥和混凝土需求量持续增加。在生产混凝土粗细集料的同时，产生了大量的副产品——石灰石粉，如利用不好，不仅污染了环境，也浪费了资源。本文系统地介绍了石灰石粉在水泥混合材和混凝土掺合料方面的研究成果。由于具有的一系列优异性能，在强调水泥和混凝土高性能化的今天，石灰石粉具有广阔的应用前景。[关键词]石灰石粉；水泥；混凝土；混合材；掺合料；性能ResearchProgresso

2、fLimestonePowderinCement’sFillerandConcrete’sAdmixtureWangZhenjun(DepartmentofMaterialsandChemistryEngineering,GuilinUniversityofTechnology,GuilinGuangxi541004)Abstract:WiththedevelopmentofbigamountofinfrustructureconstructionandurbanizationinChina,thedemandofconcrete

3、increasesconstantly.Largequantitiesoflimestonepowderaregeneratedthathavepollutedtheenvironmentandmadewasteofnaturalresource.Thispaperilluminatestheachievementsofresearchinthefieldoflimestonepowderusedasfillerandadmixture.Sinceseriesofexcellentperformance,theapplicatio

4、noflimestonepowderisbroadincementandconcrete.Keywords:limestonepowder;filler;admixture;performance0、引言石灰石在我国有丰富的储量，除了上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。石灰石粉用作混凝土掺合料是目前国内外研究的热点。最初的研究目的是为了在水泥中掺加石灰石粉以降低成本和节约能源，但是更长远的目的主要是为了改善水泥基材料的性能。因此，石灰石粉在水泥和混凝土方面的研究在技术上和经济上具有诸多好处[1]。长期以来，人们对砂

5、石集料的认识存在着偏见，认为砂石集料在混凝土中仅起填充作用，砂石集料的质量对水泥混凝土质量影响不大。而从现代混凝土学分析，这种认识是片面的。特别是砂石集料生产过程中的细颗粒成分——石粉，作为混凝土的填充作用，不仅使混凝土的级配更合理，而且可能会影响混凝土的物理力学性能和耐久性。石粉对混凝土性能影响与作用机理、石粉的最佳含量及其上下限一直是一个争议较大的问题[2]。1、研究现状在我国生产石灰石碎石、机制砂等集料时，产生了大量的石屑、石粉。用石屑代砂、掺入一定的石灰石粉可能改善混凝土的各项性能，但不定量、无限制的使用，必然对其强度、施

6、工性能和耐久性能带来不良影响。其表现为混凝土单位用水量大、强度低、施工性能以及耐久性能差。为了达到有效利用石灰石粉，研究以石灰石粉作为掺合料的混凝土的各项性能，以达到有目的、高效利用石灰石粉。如果在提高混凝土的强度、施工性和耐久性的同时，实现石灰石粉体有效利用，将实现良好的经济效益和环境效益的结合。为实现上述目的，利用石灰石粉易磨性好的特点，研究用不同细度石灰石粉作掺合料制备的混凝土的性能[3]。我国现行的国家水泥标准《硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥》GB175允许在水泥中掺加一定量的混合材，但是对混合材的掺量有所限制。水泥厂为了降低

7、生产成本，掺加的混合材一般是一定量的石灰石。国外对石灰石粉的研究、开发和利用比较早，德国开发生产了石灰石粉掺量从6％～20％的石灰石硅酸盐水泥（PortlandLimestoneCement），法国生产此品种水泥已有较长的历史，产量也最多，已有品种标准CPJ45R和CPJ55R，可复掺亦可单掺石灰石、单掺石灰石量为10％～25％。欧洲水泥试行标准ENV197已将石灰石波特兰水泥列为一种单独类型的水泥品种。在日本，从20世纪末开始，石灰石粉已广泛应用于配制高流动性混凝土和高性能喷射混凝土。因为其填充水泥对环境有较低负荷，因此石灰石粉

8、用作填料水泥在未来将更加突出。石灰石粉取代水泥在降低造价成本、减小水化热、提高资源利用以及保护生态环境等方面有突出的作用[2～4]。在我国，60～70年代曾开发过快硬碳酸盐水泥，这方面的研究和利用还是比较少。近几年来有一些学者把石灰石粉作为混凝土的