石粉种类、细度、掺量对混凝土性能影响研究
石粉种类、细度、掺量对混凝土性能影响研究
摘要：为研究石粉对混凝土力学性能与耐久性能的影响，基于正交试验研究不同岩性、细度、
掺量混凝土的力学性能、耐久性能。结果表明：石粉种类、细度、掺量对混凝土 7 d, 28 d 抗压
强度影响规律基本一致；石粉掺量的影响最为显着，掺量 30%,20%的28 d 抗压强度较 10%降
低了 23.1%,12.8%;石粉种类和石粉细度对混凝土抗压强度影响较小，石粉种类的影响主要受石
粉活性控制。石粉掺量、种类对混凝土 90 d 电通量影响均为显着；随着石粉掺量增大混凝土的
电通量增大，其抗氯离子性能减小；随着石粉比表面积的增加，其电通量减小；不同岩性石粉
电通大小依次为：红砂岩石粉>凝灰岩石粉>石灰石粉，不同岩性石粉的微观结构很好的反映了
其混凝土的抗氯离子性能。不同石粉与 5%的硅灰复掺其 90 d 电通量基本小于 1 000 C,表明石
粉与硅灰复掺混凝土的抗氯离子性能良好。
关键词：岩性;细度;石粉掺量;力学性能;电通量;
作者简介：马强强(1995-),男，助理工程师，从事新型建筑材料研发工作;
Abstract：In order to study the influence of stone powder on the mechanical properties and durability
of concrete,the mechanical properties and durability of concrete with different lithology,fineness and
dosage were studied based on orthogonal experiment. The results show that the effect of stone powder
type,fineness and dosage on the compressive strength of concrete at 7 d and 28 d is basically the same.
The influence of stone powder content was the most significant. The 28 d compressive strength of
30% and 20% stone powder content decreased by 23. 1% and 12. 8% compared with 10%. The type
and fineness of stone powder have little influence on the compressive strength of concrete,and the
influence of stone powder type is mainly controlled by the activity of stone powder. the influence of
stone powder content and type on 90 d electric flux of concrete is significant.With the increase of
stone powder content,the electric flux of concrete increases,and its resistance to chloride ion
decreases.With the increase of the specific surface area,the electric flux decreases. The size of dentsu
in different lithology is as follows:red sandstone stone powder > tuff stone powder > limestone
powder; the microstructure of powder from different lithologies reflects the chloride ion resistance of
concrete. The 90 d electric flux of the mixed concrete with different stone powder and 5%wollastonite
is basically less than 1000 C,which indicates that the mixed concrete with stone powder and
wollastonite has good resistance to chloride ions.
Keyword：lithology; fineness; the amount of stone powder; mechanical properties; electric flux;
1、概述
混凝土是当下最重要的建筑材料，大规模的应用于工程建设中。随着一带一路国家战略的不断
推进，许多工程地处东南亚、非洲等不发达地区，矿物掺合料非常缺乏，甚至出现粉煤灰高于
水泥价格的情况，混凝土原料短缺和分布不均的问题日益凸显[1]。针对上述问题，通过在混凝
土中添加一定量的石粉替代矿物掺合料可以在一定程度上解决这些问题，一方面石粉原料来源
广泛，价格低廉，机制砂生产以及石材加工过程会产生大量石粉废弃物，使用石粉替代一部分
胶凝材料不仅可以缓解原料短缺问题，而且有助于节能减排和降低工程成本。另一方面适量的
石粉在混凝土中能起到润滑和孔隙填充作用，可以改善混凝土的工作性能、力学性能以及耐久
性能[2]。目前关于石粉的研究多集中于石粉掺量对混凝土各项性能的影响，在影响工作性方
面，观点相对统一：石粉对混凝土工作性能产生有益效果，存在最佳掺量[3,4,5,6,7,8]。在混凝
土强度方面，有研究表明混凝土抗压强度随着石粉掺量的增加而降低，但是在掺量低于 10%
时，强度的降低幅度并不明显[9,10];但也有研究表明石粉对抗压强度的影响存在最佳掺量
[11,12,13]。在耐久性影响方面，王稷良[14]、王雨利[15]、陈飚[16]、霍俊芳[17]、姚楚康等
[18]的研究表明在石粉含量(质量分数)5%～10%时，混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性较好。
但是，由于岩石随着地域分布的不同，性能存在差异，导致如今在石粉混凝土研究领域存在众
多的分歧。基于此本文选用不同地区的三种岩性石粉，分析其微观性能，将其石粉磨成不同细
度，采用不同掺量，利用正交试验，分析其对混凝土力学性能和耐久性能的影响，为因地制宜
将石粉在混凝土中的应用奠定基础。
2、原材料及试验测试方法
2.1 原材料
水泥：P.O42.5 水泥；硅灰：SF94 级硅灰(比表面积：20 m2/g);砂子：河砂；骨料：5 mm～10
mm, 10 mm～20 mm 的二级配骨料；减水剂：宝鸡惠生的聚羧酸高效减水剂，减水率31%;水：
自来水。
石粉：选用黄藏寺石灰岩、山东日照红砂岩、河北石家庄凝灰岩三种不同岩性的人工砂，利用
SM-500 型试验磨对其进行粉磨，分别得到三种不同细度的石粉。三种不同岩性石粉的微观性
能见图 1,石粉细度的粒径特征分布见表1。
图1 不同岩性石粉电镜扫描图像（SEM)
2.2 试验测试方法
2.2.1 抗压强度
抗压强度试验选用试件尺寸为100 mm×100 mm×100 mm, 按照 GB/T 50081—2019 混凝土物理力
学性能试验方法标准中规定进行。
2.2.2 电通量
电通量试验将成型 150 mm×150 mm×150 mm 抗压试件按标准养护到90 d 时，采用钻芯取样再
切割的方式获得? 100 mm×50 mm 试件，按照 GB/T 50082—2009 普通混凝土长期性能和耐久性
能试验方法标准中规定进行试验，试验过程见图 2。
表1 石粉粒径特征值
3、实验设计
采用正交试验方法，研究石粉种类、细度、掺量对混凝土的抗压强度、电通量的影响，首先对
抗压强度和电通量三个指标试验结果采用极差和方差分析法进行分析，讨论各因素对于试验结
果影响的大小和主次，给出试验误差的大小和各因素对于试验结果的影响是否显着。选取岩石
种类、细度、掺量三个因素进行试验。本试验采用L9(34)水平正交表，各个因素取三个水平，
研究各因素对混凝土抗压强度、抗折强度、电通量的影响，并优化选出最佳因素水平组合。选
用正交表进行正交试验，因素水平表见表2,正交试验配合比见表3。
摘要：
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石粉种类、细度、掺量对混凝土性能影响研究摘要：为研究石粉对混凝土力学性能与耐久性能的影响，基于正交试验研究不同岩性、细度、掺量混凝土的力学性能、耐久性能。结果表明：石粉种类、细度、掺量对混凝土7d,28d抗压强度影响规律基本一致；石粉掺量的影响最为显着，掺量30%,20%的28d抗压强度较10%降低了23.1%,12.8%;石粉种类和石粉细度对混凝土抗压强度影响较小，石粉种类的影响主要受石粉活性控制。石粉掺量、种类对混凝土90d电通量影响均为显着；随着石粉掺量增大混凝土的电通量增大，其抗氯离子性能减小；随着石粉比表面积的增加，其电通量减小；不同岩性石粉电通大小依次为：红砂岩石粉>凝灰岩石粉>石...
作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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