石粉细度对水泥性能的影响研究
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摘要：研究了石粉细度对水泥性能的影响，测试了掺入不同细度石粉的水泥标准稠度和凝结时间、水泥净浆流动度和水泥胶砂强度。结果表明，与低细度的石粉能够降低水泥标稠，延缓水泥凝结，细度增加水泥需水增加，凝结时间变短;适当细度石粉能够提高水泥净浆流动性，对水泥长期强度发展有利，石粉过细会增大水泥强度倒缩的风险。
关键词：石粉细度;凝结时间、流动性;强度
中图分类号：TU755.7
文献标识码：A
文章编号：1674—3024（2019）06—0131—02
前言
随着我国基础设施建设的推进，天然砂资源日趋紧张，机制砂也广泛应用于混凝土生产中，并取得了良好的经济和社会效益，机制砂的应用不可避免的引入石粉，关于石粉对水泥混凝土的影响，专家作者做了大量卓有成效的工作，主要集中在石粉作为混凝土矿物掺和料方面，对石粉细度的变化引起的水泥及混凝土性能的影响并未充分关注，需要更多研究。本文通过粉磨获得不同细度的石粉，研究了石粉细度对水泥性能的影响，以期为石粉应用提供理论和实践参考。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
（1） 水泥为市售P.042.5水泥，水泥的性能指标分别见见表1。
（2） 石粉：将石灰石破碎后经球磨机粉磨去除杂质后获得三种不同细度的石粉，分别为350m2/g、500m2/g、700m2/g。
（3） 外加剂采用聚羧酸减水剂，减水率为23%，推荐掺量为0.5%—2.0%。
1.2 试验方法
（1） 水泥凝结时间按照GB/T1346—2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行测试。
（2） 根据GBT8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》，称取300g水泥，87g水，加入指定掺量的外加剂进行水泥净浆流动度试验。
（3） 水泥胶砂强度测试按照GB/T17671—2005水泥胶砂强度检验方法（ISO法），成型40mmx40mmx160mm的试件，覆膜养护至1d后拆模，放置养护室进行标准养护，测试指定龄期的抗折和抗压强度值。
2 试验结果与讨论
2.1 石粉细度对水泥标稠和凝结时间的影响
将三种不同细度的石粉同质量取代水泥20%，记为S—350、S—500、S—700，未掺石粉组为S—0，研究石粉细度对水泥标准稠度需水量和凝结时间的影响，测试结果见表2。
表2结果显示，石粉的加入对水泥的标准稠度需水量因细
度变化而有所不同，当细度与水泥相当时，由于石粉取代部分水泥降低水泥水化需水量，进而使得标准稠度略有降低，石粉细度增加，比表面积增大，对水分需求增加，标准稠度需水量也有所增加。
凝结时间方面，石粉比表面积较小时，由于单位面积水泥颗粒减少，初凝时间和终凝时间都有所延长，当石粉比表面积达到700m2/g，由于石粉大量吸收水分，水泥水化需要的用水量减少，使得水泥凝结时间变短。
2.2 石粉细度对水泥流动性的影响
测试了不同细度的石粉对水泥流动性的影响，结果见图1。
图1的结果显示，当石粉比表面积在350m/g、500m2/g时，外加剂掺量增加水泥净浆流动度相比未掺石粉者明显提高，这是因为适当细度的石粉能够产生微集料效应，增加水泥浆体的流动性，当石粉细度进一步增加至700m/g，石粉包裹水分的能力提高，石粉比表面积大，对外加剂形成吸附，使得水泥净浆流动性降低。
2.3 石粉细度对水泥强度的影响
力学性能是水泥制品和混凝土实体最重要的指标之一，石粉细度的变化必定对水泥强度产生影响，固定石粉在水泥中掺量20%，水灰比为0.3，调整外加剂掺量使得水泥胶砂流动度为180±5mm，成型后24h后拆模，进行标准养护，测试相应龄期的水泥胶砂强度，结果见图2。
图2的结果显示，掺人石粉后水泥砂浆早期抗压强度都有所下降，这是因为石粉的加入降低了水泥用量，早期水化生成的钙矾石和水化硅酸钙较少，增强组分降低，随着水化的深入，石粉的填充作用和诱导成核作用使得水泥致密度提高，水泥强度提高。石粉细度大，对水泥的填充作用增强，早期抗压强度高于低细度石粉，但可以看出500m/g、700m2/g的石粉60d强度相对倒缩，这可能因为石粉细度增加，对水泥水化形成的阻碍增加[5]，水泥石内部缺陷增多，强度下降。
3 结论
（1） 石粉细度增加，标准稠度需水量增加，石粉比表面积较低时，初凝时间和终凝时间都有所延长，石粉细度增加使得水泥凝结时间变短。
（2） 适当细度的石粉能够产生微集料效应，增加水泥浆体的流动性，当石粉细度进一步增加，水泥净浆流动性降低。
（3） 石粉的加入使得水泥砂浆早期强度下降，后期强度发展较快，石粉细度增加，28d以前强度提高明显，60d强度有所下降。
参考文献：
[1]王稷良.机制砂特性对混凝土性能的影响及机理研究[D].武汉：武汉理工大学，2008.
[2]李兴贵.高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究[J].建筑材料学报，2004，7（1）：66—71.
[3]张礼华，刘来宝，周永生等.石粉含量对机制砂混凝土力学性能与微观结构的影响[J].混凝土与水泥制品，2011，（12）：22—26.
[4]Eren O，Marar K.Effects of limestone crusher dust and steel fibers on concrete [J].Construction and Building Materials，2009，23（2）：981—988.
[5]袁航，謝友均.石灰石粉细度对混凝土性能的影响[J].粉煤灰，2009，（2）：13—15.
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