水泥、石灰石粉、矿粉复合胶凝材料干缩性能研究

第13卷第2期 2010年4月 建　筑　材　料　学　报 journalofbuildingmaterials 　 vol.13,no.2 apr.,2010 收稿日期:2009204213;修订日期:2009205225 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(200804861060);中建股份科技研发课题(cscec220092z219) 第一作者:刘数华(1978—),男,江西吉安人,武汉大学副教授.主要从事高性能水泥基材料研究.e2mail:shliu@tsinghua.edu.cn 　　文章编号:100729629(2010)0220218205 石灰石粉对复合胶凝材料水化特性的影响 刘数华 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)

依据相关理论进行了砂浆抗裂性能试验,通过对试验结果的分析讨论,研究了矿粉对水泥—石灰石粉胶凝材料早期开裂性能的影响,结果表明矿粉可延迟水泥基胶凝材料的开裂时间,随着矿粉掺量的增加,延迟效果越明显。

研究了石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响。试验结果表明,石灰石粉具有比粉煤灰更好的减水效应;在石灰石粉-粉煤灰-水泥三元复合胶凝材料中,石灰石粉和粉煤灰掺量相同时,其复合胶凝材料的早期强度比粉煤灰高,而后期更低,但两者复合时,强度仍更高。

利用石灰石粉和粉煤灰与熟料复合制备复合胶凝材料,并与普通硅酸盐水泥对比研究在保持混凝土坍落度相同的情况下,它们的开裂敏感性。结果表明:石灰石粉-粉煤灰-熟料复合胶凝材料制备的混凝土不同龄期的抗压强度均高于普通硅酸水泥制备的混凝土的抗压强度。圆环的刚度低于混凝土的刚度时,混凝土不会产生开裂情况。平板法中石灰石粉-粉煤灰-熟料复合胶凝材料开裂敏感性明显低于普通硅酸盐水泥的开裂敏感性。石灰石粉和粉煤灰复合作用能够改善胶凝材料的开裂敏感性。

研究了石膏品种和掺量对粉煤灰-石灰石粉-熟料复合胶凝材料胶砂强度的影响。研究发现,在石膏掺量相同的情况下,掺so3含量较高石膏的试样2抗折强度和抗压强度均大于试样1(所掺石膏中so3含量较低)。当采用同一品种石膏时,复合胶凝材料强度随石膏掺量增加而提高。试验显示在配制混合材料掺量较大的复合胶凝材料时,适当增加so3含量可以促进复合胶凝材料强度的发展。

首先介绍了研究项目的背景和国内外石灰石粉在混凝土中的研究现状,分析了当前水泥需用量对石灰石需用量的现状,然后阐述了石灰石粉的作用机理,介绍了档子岭村的石灰石粉特性及对水泥性能的影响,最终认为,石灰石粉作为一种改性材料在水泥中具有良好的应用前景。

采用石灰石粉等质量替代水泥的方法,通过试验研究,探讨了石灰石粉对水泥石灰石粉胶凝体系相关性能的影响,得到了一些有价值的结论,对石灰石粉与水泥胶凝体系性能的进一步研究有重要意义。

2008年第6期 中图分类号:tq172．4文献标识码:b文章编号:1007－0389（2008）06－06-03 石灰石粉在复合胶凝材料水化中的作用机理 刘数华1，阎培渝2 （1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072；2.清华大学土木工程系,北京100084） 摘要：将石灰石粉用作水工混凝土矿物掺合料，不仅能改善混凝土的性能，而且能降低工程造价，是绿色混凝土的重要发展 方向之一。文章介绍了当前国内外在石灰石粉应用方面的研究概况及存在的不足；通过微观研究，得出石灰石粉在复合胶凝材 料水化中的三大作用机理：填充效应、活性效应和加速效应；最后，提出石灰石粉应用研究中丞待解决的问题，指出还需继续开 展的研究工作重点。 关键词：石灰石粉；复合胶凝材料；水化；作用机理。 actionmechani

石灰石粉在混凝土中应用分析 摘要：石灰石粉作为混凝土中的掺合料，是发展绿色混凝土的有效途径。阐述当前国内混凝 土中掺石灰石粉的研究现状，掺适量石灰石粉可以改善混凝土结构，增强混凝土和易性，提 高低温下混凝土抗硫酸盐侵蚀性，前景可观。 关键词：石灰石粉、混凝土、掺量、抗硫酸盐侵蚀性 1.概况 我国水泥混凝土结构的耐久性问题十分严重，水泥基材料硫酸盐与氯盐的侵蚀现象十分 普遍，局部地区还受到硫酸盐与氯盐的双重侵蚀。沿海港口、盐田及盐渍土地区，通常含有 大量硫酸盐及氯盐，对混凝土及钢筋具有严重侵蚀作用，使该地区的钢筋混凝土结构物遭到 严重破坏，建筑物也受到双重腐蚀，达不到结构的预期寿命。 20世纪30年代以来，混凝土主要以粉煤灰为掺和料，不但减少了水泥用量，而且提高 了混凝土的强度，也增强了混凝土的耐久性。然而，近年随着水电建设、工民建等行业的迅 猛发展，粉煤灰需求

石灰石粉（碳酸钙）用途 2013-6-210:51:17点击：36 石灰石是常见的一种非金属矿产。我国石灰石矿产资源丰富,占世界总储量的64%以上,是一种具有优势 的天然资源。目前国外较发达国家如日本、美国等在石灰石利用和深加工方面成果累累,专利有400～500 项。随着国外高档碳酸钙材料、填料进入中国市场,促进了国内的技术进步,加快了我国碳酸钙深加工品种的 快速增长,并向着多元化、专业化、精细化方向迅速发展,拓展开更多的应用领域。 1.石灰石用途 石灰石用途广泛,产品市场前景看好,但因为石灰石在中国面广量丰,无地方资源优势可言,必须靠实力和 其他优势获取市场份额。因此,面对这一资源,在开发应用时,应慎重选择,取最短的工序,最可能简单的方法, 最现实的市场,以低成本、高质量,提高市场竞争能力。综合国内外石灰石产品深加工发展

超细石灰石粉水泥基材料早期性能研究

第31卷　第4期 2009年2月 武　汉　理　工　大　学　学　报 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.31　no.4 　feb.2009 doi:10.3963/j.issn.167124431.2009.04.032 超细石灰石粉水泥基材料早期性能研究 尹　耿,马保国,张风臣,吴媛媛 (武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070) 摘　要:　研究了超细石灰石粉水泥基胶凝材料需水量、力学性能,从电阻率和x射线衍射试验分析了超细石灰石粉水 泥浆体水化初期结构形成机理。结果表明,石灰石粉掺量35%时,与未掺加石灰石粉基准试样相比,需水量随石灰石粉 细度的增加呈先降低后增加的峰谷式变化;超细石灰石粉掺量对水泥基胶凝材料力学性能影响表现为

研究了超细石灰石粉水泥基胶凝材料需水量、力学性能,从电阻率和x射线衍射试验分析了超细石灰石粉水泥浆体水化初期结构形成机理。结果表明,石灰石粉掺量35%时,与未掺加石灰石粉基准试样相比,需水量随石灰石粉细度的增加呈先降低后增加的峰谷式变化;超细石灰石粉掺量对水泥基胶凝材料力学性能影响表现为早期强度在低掺量下增加2.7%—4.4%,掺量增加,强度降低4.7%—35.0%;超细石灰石粉能够改善水泥基材料柔韧性,不同细度石灰石粉在掺量5%、15%、35%时28d压折比均小于未掺加石灰石粉的基准试样5.2;超细石灰石粉掺入胶凝材料中在水化进行600min前能够促进水泥水化,电阻率高于未掺加石灰石粉基准试样,而后,其电阻率的增长远小于未掺加石灰石粉基准试样;超细石灰石粉的掺入能和水泥基材料中的铝相反应生成比硫铝酸盐更加稳定的碳铝酸盐。

通过测定水泥胶砂不同龄期干缩率,分别研究了石灰石粉、粉煤灰单掺以及石灰石粉和粉煤灰双掺对水泥胶砂干燥收缩性能的影响。结果表明:随着石灰石粉掺量增加,胶砂干燥收缩先增大后减小,石灰石粉掺量为10%左右时胶砂干燥收缩最大;胶砂干燥收缩随粉煤灰掺量增加先减小后增大,粉煤灰掺量10%左右时,胶砂干燥收缩最小;石灰石粉掺量一定时掺入粉煤灰可以减小胶砂干燥收缩。

以比表面积为413m2/kg、521m2/kg、846m2/kg、1241m2/kg的石灰石粉和32.5级复合硅酸盐水泥为研究对象,将不同细度的石灰石粉以0%、5%、10%、15%、20%、30%的比例等质量取代p.c32.5水泥,对比研究了石灰石粉对p.c32.5水泥凝结时间、标准稠度、需水比以及砂浆强度的影响。结果表明:掺加石灰石粉可以降低水泥的标准稠度需水量,石灰石粉的比表面积越大,水泥的需水量比越小;石灰石粉对水泥的凝结时间影响较小;对水泥胶砂的早期强度影响较大;石灰石粉的颗粒越小,对水泥的性能越有利。依据试验结果,石灰石粉做混合材时,可将其掺量放宽到20%。

试验采用砂浆试件,分别掺入15%、30%以及50%的石灰石粉,以早期抗折、抗压强度及水化热为研究对象,并以粉煤灰作对比研究石灰石粉对水泥早期性能的影响。研究结果表明:石灰石粉掺量为15%时,试件早期抗折、抗压强度均降低非常小,并随着水灰比的增大而加剧;同时,试件早期抗折、抗压强度随石灰石粉掺量的增大而降低,与粉煤灰相比相同掺量时石灰石粉对试件早期抗折、抗压强度的降低作用较小。石灰石粉对水泥早期水化有促进作用,选择石灰石粉作为混凝土掺合料是经济可行的。

将不同比表面积的石灰石粉按不同比例掺入水泥中,对水泥的性能进行研究。结果表明:石灰石粉的加入,能有效提高水泥的外加剂相容性、促进水泥的水化及提高水泥胶砂的体积稳定性;一定颗粒分布的石灰石粉对水泥胶砂的流动性能及强度有促进作用。

研究了石灰石粉对水泥基材料自收缩性能和自干燥效应的影响,探讨了硬化浆体自干燥效应与自收缩的关系。研究发现:硬化浆体的自收缩随石灰石粉掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,石灰石粉掺量为10%时达到最大值。同时发现,当石灰石粉掺量超过15%时,硬化浆体的自收缩开始低于基准组,随着掺量增加,自收缩进一步降低。石灰石粉对硬化浆体自干燥效应的影响规律与石灰石粉对硬化浆体自收缩的影响规律一致。硬化浆体的自干燥体积与自收缩变形具有良好的正相关性,硬化浆体的自干燥效应能够在一定程度上体现硬化浆体的自收缩变形。

将石灰石破碎后产生的粒径小于0.08mm的粉尘颗粒按不同比例等量替代水泥,研究其对水泥胶砂性能的影响。结果表明,石灰石粉尘的掺量小于12%时,既具有减水作用,又不降低胶砂强度;同时,石灰石粉尘的掺入能有效改善水泥胶砂的收缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能,说明石灰石粉尘具有一定的活性,不是惰性材料。

通过测定水泥浆体流动度和不同龄期强度、吸水率以及化学结合水量,研究了单掺石灰石粉、粉煤灰以及石灰石粉与粉煤灰双掺对水泥浆体性能的影响。结果表明:随着石灰石粉掺量增加,水泥浆体流动度减小。粉煤灰掺量增加,水泥浆体流动度增大。粉煤灰能改善石灰石粉水泥浆体流动性。水泥浆体早期强度随石灰石粉掺量增加出现先增大后减小变化,掺量为10%时浆体早期强度达到最大,石灰石粉掺入对水泥浆体后期强度不利。石灰石粉与粉煤灰按一定比例复合时,水泥浆体早期、后期强度都有所提高,5.00%石灰石粉与5.00%粉煤灰复合时,浆体强度改善效果最好。

通过na2so4溶液和na2so4+nacl复合溶液的长期浸泡腐蚀试验,研究了氯盐对水泥-石灰石粉胶砂试件受硫酸盐侵蚀破坏的影响。结果表明,氯盐缓解了水泥-石灰石粉胶砂试件的硫酸盐破坏。在硫酸盐的单独侵蚀下,试件的劣化是因石膏膨胀和水化产物分解的共同作用造成的;在硫酸盐+氯盐共同作用下,试件早期破坏主要是因石膏结晶引起体积膨胀造成的,后期破坏则主要由石膏以及caal2(co3)2(oh)4.6h2o和氯铝酸钙分解和cacl2溶解的共同作用所造成,并导致腐蚀的加剧。

石灰石粉对水泥基材料性能的影响