白云岩石粉对水泥胶砂力学性能的作用

引言混凝土是生活中极其常见的建筑材料，市场上使用粉煤灰和矿渣粉作为掺合料，可有效提高混凝土材料在耐腐蚀、抗裂等耐久性方面的性能以及混凝土的有效利用率，因此，对混凝土掺合料的研究工作一直是业内的热点与重点。但是煤炭资源是有限的，在资源被逐渐开采枯竭之前，要寻求一种替代粉煤灰的环保材料作为掺合料制备混凝土[1]。白云岩石粉作为一种碳酸盐[2]，在自然界中分布广泛，不但在骨料制备期间可形成一定量的石粉，还可经过层层筛选将其制作成砂料，有效解决现阶段混凝土制造成本高昂的问题，可作为混凝土的主要掺合料。与其他原材料相比，具有更广阔的应用面，也可适当降低施工工程预算与工程造价。白云岩石粉在建筑行业受到了一定推崇与应用，在自然条件中挖掘白云岩后，通过研磨方式加工成一定细度的白云岩石粉[3]，因其具有环保、生产率高等优势，近年来被越来越多建材生产厂家所青睐，但市场上销售的白云岩石粉混凝土产品的配制方法存在差异，本试验将白云岩石粉加工成一定细度的石粉，研究石粉不同细度和掺量对水泥胶砂力学性能的影响。

1、原材料

水泥：北京琉璃河水泥厂生产的P·O42.5水泥。粉煤灰：京东大有建材公司生产的II级粉煤灰，细度16%，需水量比99%，烧失量2.8%。矿渣粉：河北唐山唐龙建材公司生产的S95级矿渣粉，7d活性指数78%，28d活性指数99%，比表面积435kg/m2，胶砂流动度比102%。砂：河北涞水生产的中砂，细度模数2.7，含泥量2.9%，泥块含量0.4%。石：河北涞水生产的5～25mm连续级配碎石，含泥量0.6%，泥块含量0.2%，针片状含量4.6%，压碎指标值4.1%。外加剂：采用北京金隅水泥节能科技有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂（标准型），减水率28%，该外加剂与胶凝材料适应性良好。白云石粉：冀东涞水骨料厂生产，没有现行标准，参照石灰石粉指标要求（见表1），白云岩石粉的基本物理性能指标见表2。表1石灰石粉质量指标表2白云岩石粉基本物理性能指标2、试验配合比及结果分析

2.１白云岩石粉掺量对混凝土性能的影响

试验选取两种不同比表面积的白云岩石粉，其中白云岩石粉A的比表面积为550m2/kg，细度30%，白云岩石粉B的比表面积为450m2/kg，细度45%。试验选择C30、C40、C50强度等级混凝土，水胶比为0.45、0.40、0.35，基准配合比按照不同掺量的粉煤灰、矿渣粉、白云岩石粉，以及不同掺量的外加剂进行混凝土性能对比试验，其试验具体掺量及试验结果见表3、表4。表3白云岩石粉A混凝土的配合比及试验结果表4白云岩石粉B混凝土的配合比及试验结果由表3、表4可知，白云岩石粉作为掺合料取代粉煤灰10%时，对混凝土的工作性能及力学性能均影响不大；白云岩石粉全部取代粉煤灰和矿渣粉时，混凝土的7d、28d强度呈递减趋势。试验结果表明，在水胶比为0.45时，混凝土的60d强度增长比双掺粉煤灰和矿渣粉要快；同配比不同石粉细度对混凝土强度有影响，30%细度石粉比45%细度石粉强度要高，对高标号混凝土影响要比低标号混凝土影响要大。从经时损失数据看1h有倒大现象，对凝结时间影响不大。

2.2白云岩石粉细度对水泥胶砂力学性能的影响本部分试验研究了不同细度的白云岩石粉在固定掺量30%时对水泥胶砂力学性能的影响。白云岩石粉的细度（0.045mm筛余）为0%、10%、20%、30%、35%、40%、45%、50%，具体配比及试验结果见表5。由试验结果绘制水泥胶砂的工作性能变化曲线如图1所示。由图1可以看出，白云岩石粉掺量为30%时，随着石粉细度的增加，胶砂抗折强度成递减趋势；细度对初凝、终凝时间影响不大；胶砂流动度比在细度35%~40%时出现明显降低趋势。表5不同细度白云岩石粉水泥胶砂力学性能的测试结果

图1不同细度白云石粉在掺量30%时水泥胶砂的各项性能2.3强度活性试验选取15%、30%、45%细度的白云岩石粉，石粉掺量0%、10%、20%、25%、30%、35%，测试3d、28d活性指数及抗折、抗压强度，试验结果见表6。图2为15%、30%、45%石粉细度时不同石粉掺量的活性指数，由图2可知，细度15%时，随着石粉掺量的增加，胶砂3d活性指数变化较大，胶砂28d活性指数变化不大；细度30%、45%时，石粉掺量30%~35%对胶砂3d活性指数影响最大。表6不同细度白云岩石粉在不同掺量时强度测试结果图2不同石粉细度与不同石粉掺量的活性指数2.4亚甲蓝MB值对胶砂性能的影响选取白云岩石粉30%、45%的细度，通过掺加天然砂中0.075mm筛以下的泥粉改变MB值，配制不同亚甲蓝MB值0.75、1.00、1.20、1.40、1.60进行试验，石粉掺量为30%时胶砂凝结时间、强度、流动度的试验结果见表7。由表7可知，亚甲蓝值＞1.4时胶砂强度和流动度逐渐下降，凝结时间变化不大。表7细度30%、45%石粉在不同MB值时胶砂力学性能、工作性能测试结果结论

（1）白云岩石粉作为掺合料与粉煤灰、矿粉三