0引言
目前，我國建築業規模宏大且發展迅速，混凝土礦物摻合料如粉煤灰、礦渣粉、矽灰等材料日益短缺，不能滿足建設市場的正常需要。因此，混凝土市場更渴望一種或多種能就地取材的、可替代摻合料的材料，石灰石粉以易獲取、價格低、產量大等優勢被廣泛關注。其細顆粒填充、易於泵送等多方面特點，對於解決混凝土企業資源分佈不均、提高建設工程速度、響應國家環保要求等方面意義重大。因此，本文為研究石灰石粉作為摻合料合理運用到混凝土中進行了一系列試驗，並得出其替代其他摻合料的可行性。
1石灰石粉的使用方向和效應
1。1石灰石粉的使用方向
本文主要驗證了石灰石粉替代粉煤灰用作混凝土摻合料的可行性，在0、33%、50%、100%等不同替代比例時的各方面效能資料，還驗證了石灰石粉作為機制砂填充料使用，可彌補機制中砂顆粒級配指標，細顆粒篩餘不足。
根據《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55—2011）7。4泵送混凝土3，細骨料宜採用中砂，標準中規定其透過公稱直徑為315μm篩孔的顆粒含量不宜少於15%，經細度模數試驗後，透過摻入石灰石粉來彌補315μm篩孔篩餘量不足的填補，達到改善的效果且滿足規定要求，得到易於泵送的結果。目前對石灰石粉用作水泥混合材料的研究主要涉及兩個方面：一是將石灰石粉部分取代細骨料，二是將石灰石粉作為摻合料使用。
1。2石灰石粉的效應
石灰石粉的主要化學成分是CaCO3，而研究發現CaCO3可加速C3A、C4AF反應，生成碳鋁酸鹽。同時，碳酸鈣顆粒對C3S水化起晶核作用，加速C3S的水化。其作為摻合料在混凝土中還具有微集料填充效應、微晶核效應、比重效應和分散效應。透過以上文獻研究可知，石灰石粉作為摻合料摻入在混凝土拌合物中，既改善了混凝土的工作效能，提高了密實性，也更易於泵送。
2原材料及試驗方法
2。1試驗用原材料說明
試驗使用P·O42。5R普通矽酸鹽水泥，其物理效能指標詳見表1。
試驗使用F類Ⅱ級粉煤灰，其效能指標詳見表2。
試驗使用B型石灰石粉，其效能指標詳見表3。
試驗使用的機制砂，其主要效能引數詳見表4。
試驗使用的碎石，其顆粒級配符合5～25mm連續粒級，主要引數詳見表5。
試驗使用的聚羧酸減水劑，其效能詳見表6。
2。2試驗方法
試驗選用的混凝土強度等級為C30和C50兩個標號，透過摻入不同比例量的石灰石粉來替代粉煤灰，替代比例分別為33%、50%、70%、100%，38%和62。5%與其基準混凝土進行效能比較，研究石灰石粉不同摻入量對混凝土的工作效能和抗壓強度等各項指標的影響情況。
混凝土配合比設計按照《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011）進行；混凝土工作性試驗按照《普通混凝土拌合物效能試驗方法標準》（GB/T50080-2016）進行；混凝土抗壓強度試驗按照《普通混凝土物理力學效能試驗方法標準》（GB/T50081-2019）進行；石灰石粉細度篩分和MB值檢測按照《用於水泥、砂漿和混凝土中的石灰石粉》（GB/T35164-2017）進行。
不同取代率的混凝土配合比及材料用量引數詳見表7。
不同取代率的混凝土配合比工作性及抗壓強度的各項引數詳見表8。
由表7和表8可知，石灰石粉可由0—100%的摻配比例分別替代粉煤灰作為摻合料使用，工作性和抗壓強度等指標均達到設計預期，也驗證了其抗壓強度先增加，後逐漸降低的論點［4-5］。且石灰石粉與粉煤灰兩者復摻的抗壓強度比單摻的高。雖然試配D和E強度未滿足JGJ55-2011普通混凝土配合比設計規程規定中的配製強度115%的要求，但從拌合物狀態可知，透過減少用水量得以解決，經過試配F、H和I等試驗均得到了驗證，也滿足了工作性和抗壓強度的要求。由此得出：隨著摻入量的增加，混凝土的單方用水量減少，水膠比降低，粘聚性、保水性增加，工作性更優，抗壓強度得以保障。
3石灰石粉可改善機制砂顆粒級配的作用
3。1機制砂的生產現狀
從李勇等人［1］以石灰石粉部分取代細骨料的研究得知，我國機制砂品質差、不達標的主要原因有生產裝置普遍落後，工藝流程相對簡單。經過實地考察得出不能改進的因素如下：（1）資金投入量大；（2）裝置原因；（3）環保原因；（4）軟體原因。致使在簡易裝置下只能採取簡單的篩分，環節中缺少了塑形和預溼環節，生產出來的機砂質量波動較大，多稜角外形，級配斷檔嚴重，石粉含量忽多忽少，豆石含量較多（篩網磨損原因），堆積過程中極易出現離析（粗顆粒裸漏在表面）等現象，最終會導致混凝土的質量波動較大。因此，研究石灰石粉摻入機制砂中的應用，顯得更有價值。
3。2機制砂篩分資料
基準機制砂的顆粒級配專案、細度模數詳見表9。
摻入10%石灰石粉的機制砂顆粒級配專案、細度模數詳見表10。
試驗比對了摻與不摻石灰石粉機制砂的篩分曲線，詳見圖1。
由圖1可知，經摻入10%的石灰石粉作為細顆粒填充後，顆粒級配得到了一定的改善。充分驗證了石灰石粉作為填充細顆粒使用是有效的，能改善顆粒級配中細顆粒150μm部分不足的空缺。
4混凝土拌合物流變效能的主要影響因素
液體的流動是由於外部推力大於其內部摩擦力，而產生的一種特殊的連續性變形形式，45μm篩餘為24%的石灰石粉（摻量0～80%）可以同時降低屈服應力和塑性黏度［6］。影響新拌混凝土屈服值的主要因素有用水量和化學外加劑等，混凝土的每平方米用水量或減水劑的摻量越大，屈服值和塑性黏度越小。
在工程現場澆築時，採用ICAR流變儀檢測流變引數見表11。
不同的礦渣粉對黏度的影響也不同，這可能與礦渣粉的質量及其組成的整個粉體顆粒級配有關。不同摻合料對混凝土流變引數的影響如圖2所示。
由表11和圖2可知，當摻入50%石灰石粉替代礦物摻合料時，對新拌混凝土的流變效能沒有任何影響；有利於降低混凝土泵送黏性，與其它礦物摻合料復摻使用時，也有著很好的相容性，更利於泵送。
5摻入石灰石粉在混凝土中的形態分析
根據餘成行等人的研究，從宏觀角度看，混凝土可以被認為是由骨料和水泥漿兩部分組成，骨料和水泥漿由大小不同的顆粒組成。中粒徑顆粒能填充大粒徑顆粒之間的空隙，而小粒徑顆粒又能填充中粒徑顆粒之間的空隙，各粒徑大小如此連續的填隙作用能有效減少空隙的體積，增大整個骨料部分的填充密度。混凝土拌合料流動的條件是，水泥漿需要先填充骨料部分的空隙，填隙以外的水泥漿才能用於潤滑、帶動骨料流動，所以在水泥漿體積一定時，提高骨料填充密度能增加混凝土工作性，或在流動性要求相同時減少水泥漿的體積。
從微觀角度看，水泥漿由水泥及摻合料（石灰石粉）等凝膠微料和水兩部分組成。在凝膠微料中，固體顆粒的粒徑範圍包括小於1μm至75μm，和宏觀觀察到的骨料顆粒填充效應一樣，由較小粒徑顆粒產生的連續、系列填隙作用，同樣能有效減少凝膠微料中空隙的體積，增加填充密度。因為需要先填充凝膠微料部分的空隙，填隙以外的水才能用於潤滑、帶動整個水泥漿流動，所以在水體積一定時，提高凝膠微料填充密度能增加混凝土工作性，或在流動性要求相同時減少水的體積。
骨料填充密度可用幹測量法來測量，而膠凝材料填充密度由於材料間的凝聚現象，很難同樣用幹測量法進行有效準確測量。對於漿體部分摻入石灰石粉可採用檢測淨漿流動度的方法，間接反映膠凝材料間的填充情況。
6結語
石灰石粉作為摻合料，具有資源提取便利、有利環境保護、價格低廉、有效替代和可改善填充等優勢。基於以上試驗，可得出以下結論：
（1）石灰石粉作為可替代摻合料產品，對新拌混凝土的工作效能有改善作用。摻入量在50%時效果最佳，當摻入量在100%時，工作性相對較差，但透過減少用水量後，混凝土強度能滿足設計要求。
（2）石灰石粉可用於機制砂顆粒級配的填充，提高可泵性。
（3）石灰石粉作為摻合料的多元化組合使用，透過填充效應原理最佳化級配，使得混凝土內部結構更加密實。