1.北华航天工业学院 建筑工程系 河北廊坊 0650002.廊坊京御幸福房地产开发有限公司 河北廊坊 065000
摘要：在骨料加工过程中产生大量石灰石粉，如果不加以利用就会产生堆放垃圾，还会对环境污染造成不利的影响。由于石灰石粉的物理结构，可以作为水泥掺料应用到混凝土的制备中，石灰石粉的掺入量会引起混凝土性能的变化，即对新拌混凝土的工作性能和硬化混凝土的力学性能的影响。若将其合理的应用在混凝土中，为其高性能提供依据，即可以节约成本解决水泥掺合料供应不足的现状，又可以达到保护环境的目的。目前石灰石粉改性混凝土性能已经在很多工程中拥有广阔的应用市场。本文主要综述了石灰石粉改性混凝土的基本工作性能和力学性能，结合石灰石粉改性混凝土的应用现状，提出了以后的研究方向。
关键词：石灰石粉 混凝土 工作性能 力学性能
1 引言
随着建筑行业的发展，水泥的用量越来越大，尤其是近年来混凝土的需求量在不断增加，能够运用在混凝土中的矿物掺合料表现不足，比如粉煤灰和矿渣资源分布不均匀。石灰石粉伴随着骨料如机制砂等加工过程中大量产生，价格便宜，方便运输。随着科学技术的发展，将石灰石粉掺入混凝土中即减少了水泥原料的用量，又节约了成本。水泥用于混凝土生产的材料作为水泥掺合料，大多认为石灰石粉是一种惰性材料，其实石灰石粉并非完全惰性，将石灰石粉作为水泥掺料制备混凝土发现石灰石粉的掺入量会引起混凝土性能的变化，如对新拌混凝土的工作性能和硬化混凝土的力学性能的影响。石灰石粉细度很小，能够很好的填充水泥骨架的空隙，其颗粒的特殊结构提高了混凝土的密实度，石灰石粉掺入混凝土中的方式、不同掺量以及石灰石粉的细度都不同程度的影响混凝土的性能[1-2]。普遍认为石灰石粉作为辅料掺入水泥中的作用可归结为晶核效应、填充效应和化学作用。石灰石粉的密度颗粒加速水泥的水化程度，与新拌混凝土中的铝相反应生成一定胶凝能力，密度光滑的石灰石粉颗粒填充在水泥颗粒之间，从而改善混凝土的凝结时间和流动性，也影响了硬化混凝土的力学性能。
本文以石灰石粉替代水泥比例改性混凝土性能的影响为研究对象，分析了石灰石粉改性混凝土如何影响混凝土的性能，以及石灰石粉改性混凝土性能的优异和经济效益，为以后石灰石粉在建筑工程中的应用提供依据。
2 石灰石粉对混凝土性能的影响
2.1石灰石粉对新拌混凝土工作性能的影响
评价新拌混凝土工作度的好坏，主要是考察新拌混凝土的和易性，包括新拌混凝土的流动性、粘聚性、保水性等，结合当前研究，还没有能够全面反应新拌混凝土拌合物和易性的指标，通常我们通过测定新拌混凝土的坍落度，辅助评价其粘聚性和保水性，即通过坍落度的大小反应新拌混凝土的流动性。
李鸿芳等[3]通过石灰石粉掺量新拌混凝土改性混凝土的流动性，得出结论认为石灰石粉的结构性能够提高水泥颗粒的密实度，从而使新拌中自由水增多，从而提高了新拌混凝土的流动性。王立华等[4]的研究表明，随着石灰石粉掺量的增加，混凝土的坍落度呈现显著减小，如在保持配合比不变的条件下石灰石粉的掺量增加10%，新拌混凝土的坍落度平均减小55mm。即随着石灰石粉的掺量的增加，其表面积需要更多的水分附着导致新拌混凝土的含气量减小。
熊远柱[5]通过对比基准新拌混凝土的坍落度值，研究了加入石灰石粉后的新拌混凝土坍落度损失为12%左右，从而表明掺入石灰粉的混凝土拌合物的工作性能得到了明显改善。范德科[6]等的研究表明，随着石灰石粉掺量的增加由3%、6%再增加至15%的过程中，掺量为12%的新拌混凝土的和易性最优，当石灰石粉再增加时，新拌混凝土的和易性逐渐变差，所以适当掺量石灰石粉可以改善新拌混凝土的工作性能。
结合以上研究表明，石灰石粉掺量改性混凝土的工作性是有利于提高新拌混凝土的流动性，新拌混凝土拌合物的坍落度随着石灰石粉掺量的增加随之增大。但石灰石粉掺量达到一定程度时混凝土坍落度的增幅在减小。
所以适量掺入石灰石粉可以提高新拌混凝土的工作性能，将石灰石粉作为矿物掺合料改性混凝土的应用将是研究方向之一。
2.2石灰石粉对硬化混凝土力学性能的影响
目前很多学者已经对石灰石粉掺入混凝土对硬化硬化混凝土力学性能的影响做了很多研究。曹鹏飞[7]等的研究表明，石灰石粉改性混凝土有最佳掺量，对混凝土掺入5%～15%的石灰石粉可以显著提高硬化混凝土的早期强度。王雨利[8]等主要研究了石灰石粉对中低强度等级的混凝土的力学性能影响，得出石灰石粉对混凝土工作性能和抗压强度均呈现先增大，后减小的趋势，即石灰石粉掺量最佳时与水粉比0.40有较好的一致性，从而得出采用水粉比0.40来预测最佳石灰石粉掺量。黄绪通等人研究表明不同的水灰比下石灰石粉的掺量对混凝土强度的影响不同。适量掺入石灰石粉可以很好的改善混凝土的强度。蔡基伟[9]的研究表明，石灰石粉的掺量为10%～15%时硬化混凝土的强度最高，如果石灰石粉掺量再增加时混凝土强度则下降，对于养护龄期28d为最佳养护期，与大部分研究学者对于石灰石粉改性硬化混凝土的力学性能研究结果有着相似的规律。
综上研究普遍认为掺入石灰石对硬化混凝土的力学性能有明显的影响，但是由于石灰石粉的细度大小、掺量多少以及养护龄期的长短表现不同，可以适量掺入石灰石粉提高了硬化混凝土的力学性能。
3结论
（1）由于石灰石的物理结构，掺入石灰石粉可以提高混凝土的密实度，从而可以改善混凝土的工作性能和力学性能。
（2）石灰石粉掺入混凝土的方式、掺量的多少、还有养护龄期的不同都不同程度的影响混凝土的性能，需要后续进行进一步深入的研究。
参考文献：
[1]赵凯月，董振平，张金团等.石灰石粉在混凝土中的应用现状[J]，混凝土，2018，（10）：143-147.
[2]林基泳，蒋勇，吴兴颜等.石粉对混凝土性能影响的研究现状[J]，硅酸盐通报，2018，37（12）：3842-3848.
[3]李鸿芳，夏熠.石粉和碳纤维对超高强高性能混凝土耐磨性的影响研究[J].硅酸盐通报，2013，32（4）：635-639.
[4]王立华，刘佳，钟华.人工砂岩性和石粉含量对混凝土性能的影响[J].水力发电学报，2014，33（1）：166-170.
[5]熊远柱.高掺量石灰石粉对混凝土耐久性的影响[D].武汉：武汉理工大学，2010.
[6]范德科，马强，周宗辉等.石粉对机制砂混凝土性能的影响[J]，硅酸盐通报，2016，35（3）913-917.
[7]曹鹏飞，秦鸿根，庞超明.掺石灰石粉自密实混凝土性能的研究[J].施工技术，2005（2）：35-37.
[8]王雨利，王卫东，周明凯等.中低强度机制砂混凝土石粉含量确定的研究[J].土木建筑与环境工程，2012，34（5）：154-158.
[9]蔡基伟.石粉对机制砂混凝土性能的影响及机理研究[D].武汉：武汉理工大学，2006.
基金项目：河北省教育厅科学研究计划项目（Z2019002）；廊坊市科技计划项目（2019011028）；北华航天工业学院科研项目（KY-2020-19）。
第一作者简介：白力改（1984-），女，讲师，硕士，河北石家庄人，主要从事土木工程、建筑材料工作。