馮慶革1，楊陽2，喬永平3，蔣玉柳4，王燚4
（廣西大學 1. 環境學院，2. 化學化工學院，廣西 南寧 530004；3. 廣西建設工程質量安全監督總站，廣西 南寧 530022；4.南寧市建築管理處，廣西 南寧 530023）
摘要：研究了石灰石粉按不同比例分別取代礦粉和粉煤灰的多元復摻方式以及CTF混凝土增效劑的摻入對混凝土工作性能、強度和抗氯離子滲透性的影響。試驗結果表明：在適宜摻量下，石灰石粉等量替代粉煤灰或礦粉，可以有效地改善工作性能，而隨著替代量的增加，工作性能呈先增後減的趨勢；石灰石粉取代粉煤灰或礦粉的量在50%之內時，對混凝土各齡期強度影響不大，但完全替代時，對混凝土的後期強度發展不利；石灰石粉替代粉煤灰或礦粉對混凝土的抗氯離子滲透性不利，電通量隨替代量增加而增大；CTF混凝土增效劑的摻入可以有效地改善混凝土的和易性，提高強度以及抗氯離子滲透性。
關鍵詞：石灰石粉；礦粉；粉煤灰；CTF混凝土增效劑；多元復摻；
0 引言
石灰石粉隨著人們大量試驗研究證明[1-4]，作為一種惰性材料在水泥基材料中起到的功能協同效應逐漸改變人們對其惰性觀點的認識，科學合理地利用石灰石粉，部分取代或全部取代傳統的礦物摻和料，可以緩解現有礦物摻合料供應緊張的局面，為降低混凝土生產成本提供一條有效途徑。
現今粉煤灰和礦粉的單摻或復摻技術已得到廣泛應用[10]，石灰石粉、粉煤灰和礦粉三者不同組合的多元復摻研究還少見於文獻資料中，本試驗在粉煤灰和礦粉雙摻技術的基礎上，採用石灰石粉按不同比例分別等量替代粉煤灰和礦粉的方式，另外各組別添加一組摻入CTF的作為對比，探討摻合料的多元復摻以及CTF的摻入對混凝土工作性能、強度和耐久性能的影響。
1 試驗材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 水泥
採用P.O42.5R水泥。其主要化學組成和物理性能數據分別見表1、表2。
1.1.2 摻合料
採用S95級礦粉，比表面積480m2/kg；採用Ⅱ級粉煤灰，比表面積405 m2/kg；石灰石粉，比表面積445 m2/kg；它們的主要化學組成見表1。
1.1.3 細骨料
採用河沙，細度模數2.7，表觀密度2680kg/m3。
1.1.4 粗骨料
採用粒徑5-31.5mm碎石，連續級配，表觀密度2730 kg/m3。
1.1.5 減水劑
採用聚羧酸系高效減水劑，固含量23.4%。
1.1.6 增效劑
採用廣州市三駿建材科技有限公司生產的混凝土增效劑，半透明液體，pH值為10.5，減水率在3%左右，推薦摻量為膠材的0.5%-0.8%。
1.1.7 水
採用飲用自來水。
1.2 試驗方法
本試驗混凝土配製固定水膠比和砂率不變，水泥和摻合料總量為460Kg/m3，粉煤灰和礦粉分別佔總膠材的20%，石灰石粉按25%、50%、100%的比例分別等量替代粉煤灰和礦粉，另外各組對應添加一組摻入CTF的作為對比，混凝土試配的具體配合比見表3，其中L1-L7為空白組，C1-C7為在空白組基礎上摻加CTF的對比組。
參考GB/T50080–2002和GB/T50081–2002對混凝土的坍落度、擴展度以及混凝土3d、7d、28d、56d、90d的抗壓強度進行測定。
參考美國建築協會ASTM C1202標準方法對養護28d混凝土試塊進行6h電通量測定。
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2 結果與分析
2.1 混凝土的工作性能
由表4可以看出，在固定水膠比和砂率不變的情況下，石灰石粉按不同比例等量替代粉煤灰時，摻石灰石粉組工作性能均優於不摻的，其中替代量為25%時的工作性能最好，隨著替代量的增加，工作性能呈先增後減的趨勢。其原因在於細度較細石灰石粉的填充效應以及表面光滑的石灰石粉顆粒有一定的解絮作用，在一定程度上釋放了一些自由水，從而改善了流動性能，而隨著替代量的增加(如石灰石粉等量替代礦粉超過50%)，比表面積較大的石灰石粉需要更多的水去潤溼，流動性能出現了明顯的下降，需要提高一定的減水劑摻量。同時在試配過程中觀察到，新拌混凝土由於密度較小的石灰石粉等量取代摻入，表觀漿體增多，黏度大大降低，但替代量超過50%時，黏聚性和包裹性變差，稍有跑漿的現象。
在摻入CTF的對比組中，各組的工作性能隨石灰石粉替代量的增加而增大，而且在試配過程中並沒有出現黏聚性較差或跑漿的現象，說明CTF與這幾種摻合料共同使用，相容性良好，在改善摻合料混凝土和易性方面有一定的作用。
2.2 混凝土的抗壓強度
通過表4可以看出，摻石灰石粉的各組比不摻石灰石粉組的28d強度都要稍低一些，但是石灰石粉的替代量在50%之內時，對混凝土各個齡期強度的影響並不是特別大；石粉100%替代粉煤灰（即石灰石粉與礦粉雙摻）時，後期強度發展緩慢，90d時與不摻石灰石粉組相比降低了9.1MPa；石灰石粉100%替代礦粉（即石粉與粉煤灰雙摻）時，各齡期的強度都有不同程度的降低。
圖1是以不摻石灰石粉L1組的28d強度作基準強度所作的強度增長率對比圖。從圖中可以看出，除了L4組早期強度發展緩慢外，石灰石粉的摻入對於混凝土早期強度的增長率影響不大，各組別從3d到28d的增長率基本保持在44%-48%之間；石灰石粉等量替代粉煤灰時，隨替代量的增加，後期強度增長率呈先增後減的趨勢，當完全取代粉煤灰時，L4組從56d到90d的強度幾乎沒有增長；石灰石粉等量替代礦粉時，隨著替代量的增加，28d後強度的增長率逐漸降低，28d到90d的增長率從20.6%降到12.4%。這與石灰石粉的低火山灰活性有極大關係，隨著替代量的增加，粉煤灰或礦粉的量減少，後期強度發展自然受到影響。
同時從表4還可以知道，摻CTF對比組中，對應各組別強度隨石灰石粉替代量變化的規律跟空白組大體一致，但各齡期強度都要高於不摻CTF組的。
2.3 混凝土的抗氯離子滲透性能
由表5的電通量測試結果可以看出，除了L7和C7石灰石粉完全替代礦粉組外，其餘各組的氯離子滲透性都處於較低水平。
從圖2不同摻合料組合的混凝土電通量變化規律來看，石灰石粉替代粉煤灰或礦粉對混凝土的抗氯離子滲透性不利，電通量隨替代量增加而增大；L7組和C7組在礦粉被石灰石粉完全取代的情況下，其電通量大幅增大，說明礦粉在抗氯離子滲透性方面的作用是非常重要的。從混凝土電通量的試驗結果還可以看出，在其他試驗條件一致的情況下，CTF的摻入，可以有效地提高混凝土的抗氯離子滲透性能。
3 主要結論
(1)石灰石粉按不同比例等量替代粉煤灰可以有效地改善工作性能，替代量在50%之內時，對混凝土各個齡期強度影響不大；石灰石粉完全替代粉煤灰時，不利於混凝土後期強度的發展；石灰石粉等量替代礦粉超過50%時，流動性能出現了明顯的下降；石灰石粉完全替代礦粉時，混凝土各個齡期的強度都有一定程度的降低；
(2) 石灰石粉替代粉煤灰或礦粉對混凝土的抗氯離子滲透性能不利，電通量隨替代量增加而增大；
(3) 從工作性能、強度、抗氯離子滲透性能來看，石灰石粉等量替代粉煤灰對於混凝土性能影響的波動要小於石灰石粉等量替代礦粉；
(4) CTF混凝土增效劑與幾種摻合料共同使用，相容性良好，有效地改善了混凝土的和易性，提高了混凝土的強度和抗氯離子滲透性。
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