石灰石粉输送论文

2024-07-18

石灰石粉输送论文（精选7篇）

石灰石粉输送论文篇1

一、概述

循环流化床技术 (CFB) 作为一项高效、低污染清洁燃烧技术, 因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点, 在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下, 在国内外已得到迅速的发展。

对于循环流化床锅炉来说, 其配套的石灰石粉输送系统设计及运行的效果直接影响到锅炉的脱硫效率。

由于石灰石粉特殊的物理特性, 其与常规粉煤灰相比, 输送难度要大。原因如下:

1. 经研磨后的石灰石颗粒有棱角、硬度高, 导致对管道的磨损增加。

2. 石灰石粉对压缩空气分子的亲和力差、逸气性强, 导致其气力输送的悬浮速度梯度较大, 流态化性能差。

3. 石灰石粉粒度分布差别较大, 30μm～10mm不等, 导致其输送状态极不稳定, 较难输送。

4. 石灰石粉堆积密度大, 平均为1100～1400kg/m3, 导致石灰石粉颗粒容易沉积。

5. 石灰石粉主要成分为Ca O, 吸水性强, 粘度大, 容易吸潮板结, 极易造成堵管。

二、常规石灰石粉输送系统

石灰石粉的输送方式通常分为机械输送和气力输送, 而气力输送是目前被普遍采用的输送方式。如图1, 为一常规石灰石粉二级输送系统图。

此系统输送方式如下:

从厂外购买的石灰石粉储存在厂内石灰石粉库内 (两炉共用一座粉库, 满足锅炉BMCR工况下68小时耗量) , 通过粉库下部的仓泵送至煤仓间内的石灰石粉斗 (粉斗容量满足锅炉BMCR工况下4小时耗量) , 石灰石粉斗内的石灰石粉通过旋转给料阀进入风粉混合装置 (常用设备为螺旋输送泵) , 最后由石灰石粉输送风机 (罗茨风机) 输送到锅炉给料口中。这种输送方式目前在国内被广泛采用, 主要特点是采用中转料斗, 所以称为两级输送方式。这种输送方式容易出现以下几种问题:

(1) 前级输送仓泵阀门磨损严重;

(2) 简短输送, 易在管道中产生细粉的沉积;

(3) 炉前日用仓下旋转给料机磨损严重;

(4) 向炉膛输粉的给料量不均匀;

(5) 炉前日用仓及支撑的钢结构布置复杂。

三、Rootfeeder系统的应用

图2为克莱德贝尔格曼物料输送输公司提供的某石灰石粉连续给料系统图。与常规石灰石粉输送系统相比, Rootfeeder系统是经过简化了的一级输送系统, 仅保留厂内石灰石粉库, 每台炉设置一座石灰石粉库。石灰石粉由粉库出口直接落入设于地面的注料泵, 然后再送入锅炉喷口。该输送方式不需设置输送风机, 减少了中间环节, 降低了板结和堵管的可能性。而该输送方式为连续定量输送, 保证了给料的稳定性, 从而也减少了堵管的可能性。

能够保持该系统稳定连续输送的关键就是ROTOFEED连续注料泵的应用。ROTOFEED连续注料泵的工作过程如图3所示:

1. 等待物料需求量信号, 开始输送物料。

2. 当分配仓达到低料位时, 缓冲仓开始排气进料, 此时, 分配仓仍在进行输送。

3. 当缓冲仓达到高料位时, 关闭进料圆顶阀和真空阀, 此时缓冲仓内压力降至极低点。

4. 缓冲仓与分配仓联通的压力平衡阀及圆顶阀开启, 缓冲仓向分配仓注料。

在整个动作过程中, 分配仓内压力基本保持不变, 物料输送也未曾间断。

设备运行过程中产生问题的原因及解决方法:

1.正常运行, 当烟气含硫量的监测信号变小时, Rotofeed注料泵系统可自动调节出料阀转速, 将出力减少, 达到与石灰石粉的喷吹量匹配。

2.当输送压缩空气的供给量不够充分或压力下降时, DCS可通知Rotofeed注料泵系统将输送量调低, 以避免由于过多量的石灰石粉进入管道但输送用气不足引起堵管现象的发生。因此, 要确保空压机系统的正常工作。

3.当石灰石粉库的出口卸料不畅时, 影响到进入Rotofeed注料泵的石灰石粉量, 将直接导致系统出力的下降。因而建议石灰石粉库的两个下料口处配置保温与拌热装置, 或气化风及电加热装置, 保证其落料的通畅。

4.当循环流化床锅炉炉膛内的背压趋于增高, 大于石灰石粉气力输送的工作压力时, 将影响到输送系统的出力。此时可提高输送压力来解决此问题。CLYDE公司的Rotofeed注料泵气力输送系统可应用于增压循环流化床锅炉的给料。

5. 由于设备上进出料阀门的磨损, 使得输送泵运行不稳定, 而引起设备的出力下降。CLYDE公司采用专为石灰石粉气力输送设计的圆顶阀 (DOME VALVE) , 其结构特点使得物料对阀门的磨损减少。在整个阀门上只有一个易损件———圆顶阀橡胶充气密封圈, 维护时不用对整个阀门进行更换。

四、总结与展望

ROOTFEEDER系统及设备国内应用不多, 目前尚处在推广阶段, 克莱德贝尔格曼物料输送输公司拥有较为成熟的技术及设备, 华电巡检司 (2X300MW) 电厂、国电小龙潭 (2X300MW) 电厂的运行效果都比较好, 有成功的运行经验。通过与常规石灰石粉输送系统的比较, ROOTFEEDER系统的优势非常明显:

1. 因无需设置石灰石粉中间缓冲仓, 显著节约锅炉房空间, 降低投资, 优化布置。

2. 无需罗茨风机, 降低了锅炉房运行的噪音, 也极大地降低了石灰石粉尘的污染, 提供了更为环保的安全运行环境。

3. 二级仓泵实现了物料的连续输送, 提高输送可靠性、稳定性及安全性。

4. 变频给料机构实现了物料的定量输送, 提高了石灰石粉脱硫的效率, 也避免了石灰石粉不必要的浪费与损失, 降低了运行成本。

5. 只需一种动力源 (空压机) , 可与气力除灰系统集成考虑设计, 不需输送风机, 优化管理。

6. 广泛使用圆顶阀, 可靠性显著提高。

7. 系统流程简洁清晰, 便于运行与维护。

ROTOFEED设备也为常规粉煤灰的输送提供了一种新的思路与方向, 在越来越强调节能环保、安全可靠的当今电力行业, 如果能得到广泛的应用与优化, 必将成为一种新的趋势。

摘要：文章简要介绍常规CFB石灰石粉输送系统, 针对现有石灰石粉输送系统的缺点, 比较分析Rootfeeder系统及Rotofeed设备的应用及优点, 对未来CFB石灰石粉输送系统的优化及发展进行展望。

关键词：石灰石粉输送,CFB,Rootfeeder

参考文献

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[3]杨腾.石灰石粉密相气流输送中试研究[J].化工进展, 2003, (3) .

石灰石粉输送论文篇2

矿渣是一种活性很好的混合材，矿渣水泥具有水化热低、长期强度高、耐久性好等特点，但也存在早期强度低、干缩率大等缺陷[1,2]。为解决上述问题，本试验以消石灰、无水石膏作为矿渣水泥的激发剂，提高矿渣水泥的早期强度;无水石膏的掺加可使矿渣水泥水化早期生成较多的AFt相(体积膨胀)，有效抵消了矿渣水泥早期的收缩;石灰石粉的掺加可提高矿渣水泥浆体的密实度，降低浆体孔隙率和改善孔分布，改善矿渣水泥中后期干缩性能。

1 试验原料及方法

1.1 原料

中材江汉水泥有限公司生产的普通硅酸盐水泥(OPC)和宝山钢铁公司生产的粒化高炉矿渣;消石灰为市售化学试剂;无水石膏为二水石膏在320～360℃保温3h制得，为α型可溶性的无水石膏;石灰石粉由石灰石粉磨而成。原料的物理、化学性质见表1。

1.2 试验方法

将各原料按照表2混合均匀，配制成矿渣水泥。按GB/T177—1985测试矿渣水泥抗压强度，按JC/T603—2004测试矿渣水泥干缩性能。水泥净浆试样成型水灰比为0.3，水化产物通过德国普鲁克公司生产的D8-Advance型X射线衍射仪和德国耐驰公司生产的STA409-EP型综合热分析仪分析，水泥硬化浆体孔结构用Poremaster-60型压汞仪测定。

2 试验结果与讨论

2.1 矿渣水泥抗压强度

不同配比矿渣水泥胶砂的抗压强度如表3所示。从表3可以看出，随矿渣掺量的增加，矿渣水泥早期抗压强度大幅度下降。掺加激发剂后，矿渣水泥早期抗压强度大幅度提高。与掺50%矿渣的矿渣水泥(C试样)相比，掺2.5%无水石膏的E试样3d抗压强度增加了24%，掺2.5%消石灰的F试样3d抗压强度增加了21%，掺2.5%石灰石粉的G试样3d抗压强度增加了11%。其原因在于：矿渣颗粒表面酸性膜抑制了矿渣的水化，使矿渣水化速度很低;消石灰产生的碱性环境迅速瓦解矿渣颗粒表面的酸性膜，加速了矿渣水化进程，并提供了矿渣水化所需Ca2+，生成大量水化产物(主要是C-S-H);无水石膏溶解速度大大高于二水石膏，并与活性Al2O3反应生成致密的钙矾石;石灰石粉颗粒较细小，使矿渣水泥初始浆体具有较高的堆积密度，进而提高矿渣水泥的抗压强度。此外，CaCO3可取代硫酸盐形成碳酸盐晶体，促进矿渣水化，生成较多水化产物。

MPa

与未掺激发剂的C试样相比，复合掺加消石灰、石灰石粉和无水石膏的I试样3d抗压强度增加了47%，7d抗压强度增加了46%，28d及以后强度几乎相同。与普通硅酸盐水泥相比，复合掺合消石灰、无水石膏和石灰石粉的I试样3d抗压强度低了4%，7d抗压强度提高了3%，28d抗压强度提高了12%，60d和90d抗压强度分别提高了24%、27%。说明消石灰、石灰石粉、无水石膏的复合可更大限度地提高矿渣水泥的强度。

2.2 矿渣水泥的干缩性能

矿渣颗粒水化较慢，水化产物较少，浆体结构不致密，水分蒸发引起的毛细管力很容易改变浆体结构，因此，矿渣水泥的干缩率随矿渣掺量的增加而增大。试验主要通过掺加激发剂和石灰石粉改善矿渣水泥的干缩性能，不同配比矿渣水泥的干缩性能见表4。由表4可见：未掺激发剂的矿渣水泥前7d的干缩性能与普通硅酸盐水泥相差不大，后期干缩性能却非常差。掺加激发剂后矿渣水泥的干缩率均有所减小，掺消石灰试样的干缩率稍高于掺无水石膏试样。掺石灰石粉试样的干缩率更小。三者复合掺加后，可显著改善矿渣水泥的干缩性能，获得优于普通硅酸盐水泥的干缩性能。其原因在于：激发剂加速了矿渣水化进程，水化产物增多，堵塞和填充毛细孔，使浆体孔隙率降低、抵抗变形能力增强，矿渣水泥的干缩率下降。石灰石粉可大幅度降低矿渣水泥初始浆体的孔隙率，大量毛细管被堵塞、填充，浆体的密实度显著提高，使矿渣水泥的干缩率进一步降低。

10-6

2.3 水化试样的XRD分析

水化3d试样的XRD图谱见图1。从图中看出，未掺激发剂的矿渣水泥水化产物与普通硅酸盐水泥相似，但C-S-H凝胶、Ca(OH)2等水化产物的数量较少，说明矿渣虽能与Ca(OH)2反应，但反应速度较慢。掺加激发剂的矿渣水泥水化产物中Ca(OH)2晶体的衍射峰强度已经相当微弱，AFt晶体和C-S-H凝胶的衍射峰显著增强。说明激发剂提高了矿渣水化速度，促进了矿渣与硅酸盐水泥熟料水化生成的Ca(OH)2之间的反应，使水泥中的Ca(OH)2被消耗，生成大量的AFt晶体和C-S-H凝胶。

2.4 水化试样DTA分析

试样C和试样I水化3d、7d和28d的DTA分析如图2、图3所示。

图2表明未掺激发剂的矿渣水泥浆体中Ca(OH)2含量随水化时间的延长而增加，说明矿渣与Ca(OH)2反应的速度小于熟料矿物水化放出Ca(OH)2的速度，矿渣水化活性较低。图3表明掺加消石灰、无水石膏和石灰石粉后，矿渣水泥浆体中Ca(OH)2含量随水化时间的延长而减小，说明激发剂提高了矿渣水化活性，矿渣与Ca(OH)2反应的速度大于熟料水化放出Ca(OH)2的速度(3d后)，并生成了大量的C-S-H凝胶，使浆体逐渐密实，是矿渣水泥早期强度提高的主要原因。

2.5 矿渣水泥孔分布

不同配比矿渣水泥浆体的孔隙率与孔分布如图4所示。由图4可以看出：各配比矿渣水泥的孔隙率变化不大，掺加70%矿渣的水泥浆体孔隙率最大;掺加激发剂后矿渣水泥孔隙率有所减小，但减小幅度不大，其中掺加石灰石粉的矿渣水泥孔隙率最小，说明石灰石粉能够有效提高矿渣水泥浆体的密实度。

复合掺加激发剂和石灰石粉后，浆体总孔隙率差别不大，但孔分布有较大差别，<100nm的孔有所增加，100～1 000nm的孔有所减少，>1 000nm的缺陷孔几乎不存在。这说明激发剂与石灰石粉的掺加有利于填充、堵塞有害孔，并使其转化为对强度无不利影响的无害孔。

4 结论

1)复合掺加无水石膏、消石灰与石灰石粉可显著提高矿渣水泥早期抗压强度，在矿渣掺量50%的情况下，其3d抗压强度可接近普通硅酸盐水泥。

2)复合掺加无水石膏、消石灰与石灰石粉可显著降低矿渣水泥早期干缩率，获得优于普通硅酸盐水泥的干缩性能;后期干缩性能稍低于普通硅酸盐水泥。

3)掺加激发剂与石灰石粉对矿渣水泥总孔隙率的影响不大，但孔隙分布差别较大。与未掺激发剂的矿渣水泥、普通硅酸盐水泥相比，复合掺加无水石膏、消石灰与石灰石粉的矿渣水泥浆体中<100nm的无害孔较多，100～1 000nm的有害孔较少，>1 000nm的缺陷孔几乎不存在。

摘要：通过掺加消石灰、无水石膏和石灰石粉提高矿渣水泥的早期强度、干缩等性能。研究结果表明:消石灰、无水石膏及石灰石粉可加速矿渣水化进程,并使水泥浆体密实度提高,最终体现为矿渣水泥早期抗压强度大幅度提高。复合掺加消石灰、无水石膏和石灰石粉的矿渣水泥水化早期的干缩率小于普通硅酸盐水泥,水化后期矿渣水泥的干缩率稍大于普通硅酸盐水泥,但大大小于未掺激发剂的矿渣水泥。

关键词：矿渣水泥,消石灰,无水石膏,石灰石粉,孔分布,干缩

参考文献

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石灰石粉输送论文篇3

碱激发矿渣水泥是由碱性激发剂激发矿渣的活性制备的一类新型胶凝材料,其具有生产工艺简单、水化热低、强度高、耐久性好等优点[1]。石灰石粉作为采石场生产过程中的附属品,主要指石灰岩经机械加工后颗粒<0.16mm的微细粉体,是一种容易得到且廉价的材料。目前,对石灰石粉的使用主要是将石灰石粉部分取代细骨料制备砂浆或将其作为混凝土或砂浆中的掺合料使用[2,3,4]。本文主要研究石灰石粉用于碱矿渣水泥砂浆,以期利用石灰石粉改善碱矿渣水泥砂浆的性能,揭示石灰石粉在碱胶凝材料中的作用机理,同时拓展石灰石粉的利用途径,减少石灰石粉产生的环境污染,也为碱矿渣水泥的推广应用和试验分析奠定理论基础。

1 试验

1.1 试验原材料

矿渣:重庆某公司S95级粒化高炉矿渣粉,密度2.88g/cm3,比表面积478m2/kg,其化学成分如表1所示;石灰石粉:重庆某公司生产石灰石碎石、制砂时筛出的石屑和细粉,磨细至比表面积525m2/kg,其化学成分如表1所示;砂:中砂,细度模数为2.4;水:自来水;水玻璃:重庆产,细度模数为3.17,Si O2含量为26%,Na2O含量为8.2%;Na OH:纯度≥96%的固体氢氧化钠试剂。

1.2 试验方法及配比

砂浆流动度根据GB/T 2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行,砂浆的抗压、抗折强度参照GB/T 17671—1999《水泥砂浆强度检验方法(ISO法)》进行;运用SEM进行微观结构测定。

试验中采用氢氧化钠将水玻璃的模数调至1.0,固定胶砂比为1∶3,水胶比0.38,石灰石粉依次以5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%的量取代矿渣,研究不同石灰石粉掺量时碱激发矿渣-石灰石粉的流动性、力学性能。

2 试验结果分析

2.1 流动性

不同石灰石粉掺量对碱矿渣水泥砂浆流动度的影响如图1所示。

从图1可知,当石灰石粉的掺量为5%~50%时,随着石灰石粉掺量的增加,碱矿渣水泥砂浆的流动性也增加,而当石灰石粉的掺量为0~10%时,砂浆流动度变化较小,说明低掺量的石灰石粉主要用来填充细骨料间的空隙,此时砂浆流动度主要取决于浆体自身的流动性,当石灰石粉的掺量超过10%时,砂浆流动度随着石灰石粉掺量的增加而持续增大,且比较明显,当石灰石粉掺量为50%时,流动度较基准组增加了27.2%,这是因为随着石灰石粉掺量增大,石灰石粉能和矿渣粉、水形成柔软的浆体,增加砂浆的浆量,从而改善砂浆的和易性[5]。同时,石灰石粉能减少浆体水化初期产物的搭接,在水化初期,石灰石粉颗粒包裹在矿渣表面,阻止矿渣颗粒互相接近以及对水化产物产生隔离作用,从而提高砂浆流动性[6]。

2.2 抗压强度

不同掺量的石灰石粉对碱矿渣水泥砂浆抗压强度的影响如图2所示。

由图2可知,当石灰石粉掺量为5%~20%时,砂浆各龄期的抗压强度都有不同程度的提高,且随着石灰石粉掺量的增加,抗压强度的提高也加大。当石灰石粉掺量为20%时,砂浆的3d、7d和28d的抗压强度较基准组的抗压强度分别提高了3.1%、4.5%、9.0%;但当石灰石粉的掺量超过20%时,砂浆的强度开始下降,当石灰石粉掺量为50%时,砂浆的3d、7d、28d的抗压强度分别下降了29.3%、21.7%、10.3%,因此,过多掺量的石灰石粉对碱矿渣水泥砂浆的抗压强度发展是不利的。

2.3 抗折强度

图3为不同掺量的石灰石粉对碱矿渣水泥砂浆抗折强度的影响。

从图3可以看出,当掺入5%~50%石灰石粉时,砂浆3d、7d的抗折强度有所减小,且随着掺量的增加,抗折强度降低幅度也增大,当石灰石粉的掺量为50%时,石灰石粉的3d、7d、28d抗折强度分别下降33.8%、18.9%、8.6%,说明随着龄期的延长,28d砂浆的抗折强度发展较快,且当石灰石粉的掺量在30%以内时,28d抗折强度随着石灰石粉掺量的增加而增大。当石灰石粉掺量为20%时,对28d抗折强度的贡献最大,其较基准组提高10.0%,可见,石灰石粉的掺入,降低了碱矿渣水泥砂浆的早期抗折强度,但对后期抗折强度贡献较大。

综合以上试验结果可知,在碱矿渣水泥砂浆中掺入20%的石灰石粉对强度是最为有利的。

2.4 SEM分析

图4为碱矿渣水泥砂浆中掺入10%石灰石粉的3d、28d的SEM图。

从图4可以看出,碱矿渣水泥砂浆中掺入10%的石灰石粉水化3d时,在较密实的水化产物表面分散着少量白色点状、球状石灰石粉末与水化产物完整结合,说明水化3d时,石灰石粉主要以填充作用为主,相关研究也表明[7],在胶凝材料中加入少量的石灰石粉,石灰石粉只起到一定的填充作用,且前期水化过程比较缓慢,因此,砂浆早期的强度较低。但随着水化龄期的延长,白色的石灰石粉消失,和水化产物完整密实地融合在一起,说明后期的石灰石粉已发生一定量的水化反应,和矿渣的水化产物融合在一起,这是因为石灰石粉在碱性环境下能瓦解矿渣颗粒表面的酸性膜,加速矿渣水化进程并提供了矿渣水化所需Ca2+,生成大量水化产物,从而使其后期强度增大[8,9,10]。

3 结论

(1)碱矿渣水泥砂浆中掺入5%~50%的石灰石粉时,能增大砂浆的流动性,且随着石灰石粉掺量的增加,碱矿渣水泥砂浆的流动性也不断增加,当石灰石粉掺量为50%时,流动度较基准组增加了27.2%,说明石灰石粉的掺入有助于改善碱激发矿渣水泥砂浆的流动性。

(2)当石灰石粉掺量为5%~20%时,砂浆各龄期的抗压强度都有不同程度的提高,且随着石灰石粉掺量的增加,抗压强度提高也增多。当石灰石粉掺量为20%时,砂浆的3d、7d和28d的抗压强度较基准组的抗压强度分别提高3.1%、4.5%、9.0%,28d抗折强度提高10.0%,即在碱矿渣水泥砂浆中掺入20%的石灰石粉对强度是最为有利的。

(3)碱矿渣水泥砂浆中掺入10%的石灰石粉,水化3d时,石灰石粉主要以填充作用为主,但随着水化龄期的延长,到28d时,石灰石粉已发生了水化反应,和矿渣的水化产物融合在一起,且水化产物数量增加,造成砂浆的密实性和后期强度提高。

参考文献

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[4]史才军.碱-激发水泥与混凝土[M].北京:化学工业出版社,2008.

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细磨石灰石粉对水泥性能的影响篇4

普通硅酸盐水泥由于受到烧失量及后期强度的限制, 石灰石在其中的掺量通常不超过8%。对于石灰石硅酸盐水泥, 虽然石灰石掺量较大, 但水泥的后期强度较低, 往往只用于低标号的水泥, 石灰石粉作为混合材的应用存在较大的局限。为了充分发挥石灰石粉的优势, 伴随商品混凝土的发展与应用, 我校开发出一种以石灰石为主材料的新型混凝土掺合料, 本文在此基础上, 研究了石灰石粉的颗粒分布、掺量对水泥各项性能的影响, 旨在更好地发挥石灰石粉的作用, 减少优质水泥或混凝土的能耗。

1 原材料和试验方法

1.1 原材料

1) 将石灰石破碎后, 置于Φ500mm×500mm球磨机中粉磨, 制得5种细度的石灰石粉 (简写为LS) , 编号为LS1~LS5, 石灰石的化学成分见表1, 样品比表面积及颗粒分布见表2。

注:LS5的勃氏比表面积为参考值。

2) 闭路粉磨系统生产的海螺P·O42.5R水泥、开路粉磨系统生产的塔牌P·Ⅱ42.5R水泥以及广英P·O42.5R水泥, 编号分别为C1、C2和C3, 其比表面积及颗粒分布见表2。

3) 外加剂为柯杰牌高效萘系减水剂, 固含量30%。

1.2 试验方法

外加剂相容性试验按照Marsh筒法进行, 胶砂流动度和强度分别按照GB/T2419—1994《水泥胶砂流动度》和GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》进行检测, 胶砂干缩试验按照JC/T603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》进行, LS及水泥颗粒分布用BT-9300S型激光粒度分布仪检测。

2 试验结果与讨论

2.1 对外加剂相容性的影响

水泥的外加剂相容性是影响混凝土工作性能的重要因素, 若用Marsh筒法检测, 对常用饱和点、饱和点流动时间及其经时损失进行评价[1], 则饱和点掺量小、饱和点Marsh时间短、Marsh时间经时损失小及浆体泌水少时, 水泥与外加剂的相容性好[2]。试验分别将LS以30%的比例取代水泥, 检测水泥与外加剂的相容性。试验结果如图1、图2所示。

由图1可见, LS1~LS4掺入颗粒分布较窄的水泥中 (C1) , 外加剂饱和点掺量和纯水泥一致, 均为1.4%, 但饱和点的流动时间缩短, 由C1的24.28s缩短至掺LS4时的11.03s, 显著改善了胶凝材料的外加剂相容性;LS5掺入C1水泥中, 饱和点掺量增大至1.8%, 饱和点流动时间为14.75s, 胶凝材料的外加剂相容性变差。由图2可见, 除LS5以外, LS掺入颗粒分布较宽的水泥中 (C2) , 饱和点掺量及流动时间相差不大, 胶凝材料的外加剂相容性基本没有变化。由此可见, LS1~LS4明显改善C1水泥的外加剂相容性, 这主要是由于LS1~LS4样品的颗粒粒径分布范围宽, 掺入颗粒分布较窄的水泥中, 胶凝材料堆积密度增大, 所需要填隙水变少, 自由水增多, 流动性变好[3];LS5的颗粒粒径大都小于20μm, 颗粒分布集中, 比表面积巨大, 对外加剂的吸附作用增强, 因此掺入水泥中造成减水剂饱和点掺量增大。

2.2 对水泥胶砂流动度的影响

将LS分别取代C2水泥10%、20%和30%, 对比石灰石粉对水泥胶砂流动度的影响, 试验结果如图3所示。

从图3可见, 随着LS比表面积的增加, 胶砂流动度呈先增加后下降的趋势, LS3和LS4掺量为10%的胶砂流动度比纯水泥的大, LS2~LS4掺量为20%时对胶砂流动度也有改善。细颗粒过多的LS5明显降低水泥胶砂流动度。LS掺量不同时, C2LS2及C2LS3都表现出较好的水泥胶砂流动度。针对水泥的颗粒分布, LS2及LS3的颗粒分布比较合适, 颗粒细度搭配合理, 堆积密度适中, 流动性好;而LS5细颗粒过多, 掺入水泥中, 会导致表面吸附水增多, 自由水减少, 水泥砂浆的流动性能变差。

LS4的SEM照片见图4。由图4观察到, LS呈多边棱角状。在水灰比固定, 未掺外加剂的胶砂中, 粉体形态对其流动性起主要作用, 棱角状的颗粒会降低胶砂的流动性。因此, LS形貌作用较差, 对胶砂的流动度有不良的作用。细度越细的LS, 表面需水量越大, 胶砂流动度越小。

2.3 对水泥胶砂强度的影响

2.3.1 固定水灰比条件下对水泥胶砂强度的影响

1) 石灰石粉比表面积的影响

LS取代C2水泥20%, 水灰比0.5条件下, 胶砂强度试验结果见图5和图6。

由图5及图6可见, 与基准样C2相比, 掺入石灰石粉或粉煤灰后, 各龄期胶砂强度显著下降, 但随着LS比表面积的增大降幅减少。这主要是石灰石粉对水泥中C3S的水化起“晶核”作用, 对水泥的水化有促进作用[4,5], 石灰石粉越细小, 促进水化的效果越明显。

以水灰比0.5成型净浆, LS4取代30%C3水泥, 标准养护到不同龄期, 通过扫描电镜观察其水化产物种类及形貌, 见图7。取有代表性的点进行能谱分析, 石灰石粉-水泥体系水化早期的水化产物晶体尺寸较大, 结构较为密实, 其主要成分为CH、AFt以及高钙型的水化硅酸钙, 这与差热分析 (见图8) 的结果一致;后期水化产物中凝胶量较少, 晶体产物较多, 水化产物种类主要以团簇状的C-S-H凝胶、CH及针状产物, 结合差热分析数据, 推测针状产物为水化碳铝酸钙。

2) 石灰石粉掺量的影响

LS1及LS5分别取代C2水泥10%、20%和30%。由图9可见, 随着LS1掺量的增加, 不同龄期的水泥胶砂抗折强度均有下降, C2LS1胶砂抗压强度有较大幅度的下降。由图10可见, 随着LS5掺量的增加, C2LS5胶砂抗折强度略有下降, 抗压早期强度呈先下降后上升的趋势, 后期强度呈下降的趋势。由此可见, 石灰石粉掺量较小时 (10%) , 水泥胶砂强度下降幅度不大, C2LS5强度仍能达到50MPa, 仅比纯水泥砂浆低2MPa;石灰石粉掺量增大, 水泥胶砂强度都呈下降趋势, 这是因为石灰石粉是非活性材料。文献[6, 7]认为石灰石粉能延缓钙钒石转变成单硫盐, 生成早强型水化碳铝酸钙, 但水化碳铝酸钙生成量较小, 其生成量决定于水泥中铝酸盐矿物, 因此绝大部分的石灰石粉只起“晶核”作用, 不参与水化反应, 掺量增大稀释了水化产物浓度, C-S-H凝胶生成量少, 胶砂强度呈下降趋势。而掺入比表面积大的石灰石粉, 其胶砂强度随掺量增大的降幅减小, 这主要是因为比表面积大的石灰石粉的“晶核”作用更为突出。

2.3.2 相同胶砂流动度条件下对水泥胶砂强度的影响

相同流动度条件下 (180~190mm) 掺30%石灰石粉对C2水泥胶砂强度的影响见表3。

由表3可见, C2LS的水泥胶砂强度随着比表面积的增大呈现先下降后上升的趋势。含粗颗粒较多的石灰石粉配制的水泥胶砂通过降低水灰比, 可有效提高水泥胶砂强度;细颗粒较多的石灰石粉配制的胶砂达到相同的流动度时需水量较大, 胶砂水灰比高, 但由于含有较多的细颗粒对水泥胶砂强度有利, 因此其配制的水泥胶砂强度仍较高;C2LS2~C2LS4需水量较高, 水泥胶砂的水灰比大, 因此水泥胶砂强度较低。

综上所述, 粉磨石灰石粉含细颗粒越多, 水泥胶砂强度越高;细颗粒较多的石灰石粉掺量为10%时, 水泥胶砂强度下降不明显;不同颗粒分布的石灰石粉没有二次水化能力, 掺入水泥胶砂中, 水泥胶砂强度随着掺量的增加呈下降趋势;因此, 以水泥胶砂强度为衡量标准, 细颗粒较多的石灰石粉作混凝土掺合料对混凝土的强度较为有利。

2.4 对水泥水化热的影响

净浆中的水化矿物相同时, 水化放热数值越大, 水泥水化程度越高, 水化速率越大[8]。将石灰石粉 (LS2和LS4) 取代C3水泥30%, 成型水泥净浆, 标准养护至1d、3d和7d, 对比复合体系与纯水泥的水化放热数据, 结果如图11所示。

由图11可见, 无论是1d、3d还是7d, 与0.7-C3相比, 掺有LS的水泥净浆水化放热较大, 随着LS比表面积的增大水化热增大, 且均大于0.7-C3的水化热, 说明LS的加入促进了水泥的水化, 且比表面积越大, 促进作用越显著。

2.5 对水泥胶砂体积稳定性的影响

按照标准试验方法测量3~120d的C2LS水泥胶砂干缩值, 结果见图12。

由图12可见, 干缩曲线呈现先直线上升, 再趋于稳定的规律;不同颗粒分布的LS掺入纯水泥胶砂中, 水泥胶砂干缩曲线基本重合, 相差不大。水化前20d的C2LS水泥胶砂干缩率与C2相近, 继续水化至120d, 其胶砂干缩曲线在纯水泥胶砂干缩曲线的下方, 距离相差较大, C2LS的胶砂干缩值明显小于纯水泥胶砂干缩值。由此可见, 掺入LS可明显降低水泥胶砂水化20d后的胶砂干缩值。从早期水化热数据可以看出, LS的加入促进了水泥的水化, 虽然LS的加入减少了可水化的熟料矿物, 但由于熟料矿物水化程度的提高, 早期样品中水化产物数量差异并不十分显著, 因此干缩曲线在20d前的差距不明显, 掺LS的样品干缩值略小于纯水泥样品;在水化后期, LS继续发挥惰性微细集料的作用, 显著减少了试件的收缩。

3 结论

1) 合适颗粒分布的石灰石粉 (LS1~LS4) 能够明显改善水泥的外加剂适应性, 特别是对颗粒粒径分布较窄的水泥。

2) 石灰石粉含细颗粒越多, 水泥胶砂强度越高, 水泥胶砂强度随着石灰石粉掺量增加呈下降趋势。

3) 水化热试验结果表明石灰石粉对水泥的早期水化有明显的促进作用。

4) 不同颗粒分布的石灰石粉均可显著降低水泥胶砂干缩, 尤其是水化后期的胶砂干缩值。

参考文献

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石灰石粉输送论文篇5

因此,本文主要研究了石灰石粉等量取代水泥熟料或粉煤灰或矿渣粉对水泥砂浆强度、收缩性的影响,为石灰石粉作为水泥混合材的实际生产应用提供可靠的理论依据。

1 试验

1.1 原材料

硅酸盐水泥熟料:济南山水水泥集团,80μm筛筛余3.7%,比表面积355 m2/kg,C3S含量55.30%,C2S含量22.90%,C3A含量8.04%,C4AF含量12.00%;粉煤灰:济南黄台电厂Ⅱ级灰,45μm筛筛余13.7%;矿渣粉:济南鲁新S95级;石灰石粉:人工砂生产中干法收尘而得的细粉,来自山东华森混凝土有限公司,80μm筛筛余3.4%;石膏:天然二水石膏;砂:ISO标准砂;水:饮用水。

水泥熟料、粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉的化学成分见表1,粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉的性能指标见表2。

1.2 试验方法

首先将水泥熟料用175型圆盘式破碎机进行初级破碎,破碎到粒度为0.5 mm左右,再放入QH-4H型球磨机中粉磨至一定细度;然后与一定比例石膏、石灰石粉、粉煤灰或矿渣粉再次粉磨混合后制得水泥,其细度控制在5%内(80μm筛筛余)。

本文按以下3种思路制得不同种类的水泥,并进行试验研究:首先用石灰石粉按0、10%、20%、30%、40%、50%、60%的比例等量取代水泥熟料,石膏5%等量取代水泥熟料;其次,以Ⅱ级粉煤灰取代30%或50%的水泥熟料,并用石灰石粉按0、20%、40%、60%、80%、100%的比例等量取代粉煤灰,石膏5%等量取代水泥熟料;最后,以S95级矿渣粉取代30%或50%的水泥熟料,并用石灰石粉按0、20%、40%、60%、80%、100%的比例等量取代矿渣粉,石膏5%等量取代水泥熟料。分别按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》、JCT 603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》测试了石灰石粉单掺或复掺作为水泥混合材对水泥胶砂强度和收缩性的影响。GB/T 17671—1999中,胶砂比为1∶3,水胶比为1∶2;JCT603—2004中,胶砂比为1∶2,用水量按胶砂流动度达到130~140 mm来确定。

2 试验结果及讨论

2.1 石灰石粉单掺等量取代水泥熟料对水泥砂浆强度和收缩性的影响

利用石灰石粉作为水泥混合材,等量取代水泥熟料,研究其石灰石粉掺量对水泥胶砂强度和收缩性的影响,试验结果见表3和表4。

从表3可以看出,当用石灰石粉等量取代水泥熟料时,随着石灰石粉掺量的增加,水泥胶砂早期及后期抗折、抗压强度逐渐降低,且掺量越高降低越明显;另外,对水泥胶砂强度活性指数而言,其3 d的明显大于相应28 d(特别是石灰石粉低掺量时),说明掺石灰石粉的水泥胶砂早期活性高,后期活性较差。

从表4可以看出,当用石灰石粉等量取代水泥熟料时,随着石灰石粉掺量的增加,水泥胶砂的28 d收缩率逐渐降低,即单掺石灰石粉可降低水泥胶砂的收缩率;当水泥胶砂流动度达到130~140 mm时,水泥胶砂用水量逐渐降低,说明在相同胶凝材料用量下,石灰石粉掺量越高,其水胶比越小。

综合石灰石粉对水泥胶砂强度和收缩性的影响可知,石灰石粉可作为混合材等量取代水泥熟料,但掺量不宜太高,宜控制在30%之内,最好低于25%。为了使石灰石粉在水泥中的应用更广泛,以及改善含石灰石粉水泥的各项性能,我们利用石灰石粉与粉煤灰或矿渣粉进行复掺,研究其复掺对水泥胶砂强度和收缩性的影响。

2.2 石灰石粉与粉煤灰复掺对水泥砂浆强度和收缩性的影响

首先用30%、50%的粉煤灰等量取代水泥熟料,然后利用石灰石粉等量取代不同比例的粉煤灰,石灰石粉与粉煤灰复掺对水泥胶砂强度和收缩性的影响见表5和表6。

从表5可以看出,在水胶比和胶砂比不变的情况下,当未加石灰石粉时,随着粉煤灰掺量的增加,水泥胶砂的早期或后期抗折、抗压强度都逐渐降低,尤其是50%粉煤灰的比较明显;当加入石灰石粉后,在两者总掺量不变的情况下,随着石灰石粉掺量的增加,其水泥胶砂早期或后期抗折、抗压强度先提高后降低,石灰石粉等量取代20%粉煤灰时效果最好,当石灰石粉掺量大于40%时,其水泥胶砂早期或后期抗折、抗压强度都低于单掺粉煤灰的,但高于单掺石灰石粉的。

对于强度活性指数而言,当粉煤灰与石灰石粉总掺量为30%时,其强度活性指数在70%左右,最高可达80.4%;而当粉煤灰与石灰石粉总掺量在50%时,其强度活性指数低于60%,且单掺石灰石粉的强度活性指数只达到40.1%,基本无活性。GB/T 12957—2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》要求工业废渣的强度活性指数不低于70%,结合表5,粉煤灰与石灰石粉复掺作为混合材时,其总掺量宜控制在30%内,且石灰石粉等量取代粉煤灰的量应在50%内[4]。

从表6可以看出,在粉煤灰等量取代30%水泥熟料条件下,当石灰石粉等量取代粉煤灰时,随着石灰石粉掺量的增加,其水泥胶砂28 d收缩率先增大后逐渐降低,在石灰石粉掺量为60%时,其收缩率达到最大值;与石灰石粉单掺等量取代水泥熟料相同,当水泥胶砂流动度达到130~140 mm时,水泥胶砂用水量逐渐降低,说明在相同胶凝材料用量下,石灰石粉掺量越高,其水胶比越小。

综合石灰石粉与粉煤灰复掺时对水泥胶砂强度和收缩性的影响可知,石灰石粉和粉煤灰复掺时,其总掺量宜低于30%,石灰石粉取代粉煤灰的比例应小于50%。

2.3 石灰石粉与矿渣粉复掺对水泥砂浆强度和收缩性的影响

首先用30%、50%的矿渣粉等量取代水泥熟料,然后利用石灰石粉等量取代矿渣粉,研究其石灰石粉与矿渣粉复掺对水泥胶砂强度和收缩性的影响,结果见表7和表8。

从表7可以看出,在水胶比和胶砂比不变的情况下,当未加石灰石粉时,随着矿渣粉掺量的增加,其水泥胶砂的早期或后期抗折、抗压强度逐渐降低,但早期强度(3 d)变化比较明显,如掺矿渣粉30%、50%的水泥胶砂强度活性指数分别为83.1%和59.7%;而后期强度(28 d)变化不明显,如掺矿渣粉30%、50%的水泥胶砂强度活性指数分别为97.2%和96.0%,可知矿渣粉的掺量越高,其水泥胶砂早期活性指数越低,但后期活性指数相差不大。当加入石灰石粉时,在石灰石粉与矿渣粉总掺量为30%时,随着石灰石粉掺量的增加,其水泥胶砂早期或后期抗折、抗压强度逐渐降低,且掺量越高降低越明显,但对于强度活性指数而言,随着石灰石粉掺量的增加,其3 d的强度活性指数与28 d的强度活性指数差值逐渐缩小,即石灰石粉掺量越多其水泥胶砂早期强度或强度活性指数越高。在石灰石粉与矿渣粉总量为50%时,随着石灰石粉掺量的增加,其胶砂早期强度(3 d)抗折、抗压强度先增大后逐渐降低,且掺量越高降低越明显,而水泥胶砂后期强度(28 d)抗折、抗压强度逐渐降低,且掺量越高降低越明显。同样,对于强度活性指数而言,随着石灰石粉掺量的增加,其3 d的强度活性指数与28 d的强度活性指数差值逐渐缩小,即石灰石粉掺量越多其水泥胶砂早期强度或强度活性指数越高。根据GB/T12957—2005的要求,石灰石粉与矿渣粉可复掺作为水泥混合材,当石灰石粉与矿渣粉总掺量为30%时,其中石灰石粉所占混合材的比例可达80%;当石灰石粉与矿渣粉总掺量为50%时,其中石灰石粉所占混合材的比例可达40%[5,6]。

从表8可以看出,在矿渣粉等量取代30%水泥熟料条件下,当石灰石粉等量取代矿渣粉时,随着石灰石粉掺量的增加,水泥胶砂的28 d收缩率逐渐降低,说明石灰石粉等量取代矿渣粉时,可降低水泥胶砂的干缩;与石灰石粉单掺、石灰石粉与粉煤灰复掺等量取代水泥熟料相比,当水泥胶砂流动度达到130~140 mm时,水泥胶砂用水量基本不变,说明在相同胶凝材料用量下,石灰石粉与矿渣粉复掺对水胶比影响不大。

综合石灰石粉与矿渣粉复掺对水泥胶砂强度和收缩性的影响可知,石灰石粉和矿渣粉复掺时,在总掺量为30%,石灰石粉所占复掺量的比例可达80%;在总掺量为50%,石灰石粉所占复掺量的比例可达40%。

3 结语

(1)当石灰石粉单掺作为水泥混合材时,随着石灰石粉取代水泥熟料掺量的增加,水泥胶砂的强度不断降低,收缩率逐渐减小。

(2)当石灰石粉与粉煤灰复掺作为水泥混合材时,随着石灰石粉取代粉煤灰掺量的增加,水泥胶砂的早期或后期抗折、抗压强度先增大后降低,且在石灰石粉等量取代20%~40%粉煤灰的情况下效果最好;水泥胶砂的收缩率先增加后下降,当石灰石粉取代60%粉煤灰时,水泥胶砂的收缩达最大。

(3)当石灰石粉与矿渣粉复掺作为水泥混合材时,随着石灰石粉取代矿渣粉掺量的增加,水泥胶砂的强度不断降低,收缩率逐渐减小。

摘要：研究了人工砂副产物石灰石粉等量代替水泥熟料或粉煤灰或矿渣粉作为混合材对水泥胶砂强度和收缩性的影响。结果表明,在水泥生产中掺入15%30%的石灰石粉作为混合材是完全可行的,且对水泥的强度和收缩性影响不大,与单掺粉煤灰相比,石灰石粉与粉煤灰复掺作为混合材的效果较好;而与单掺矿渣粉相比,石灰石粉与矿渣粉复掺作为混合材的效果较差。

关键词：石灰石粉,混合材,粉煤灰,矿渣粉,强度,收缩性

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石灰石粉在混凝土中的应用篇6

目前,在我国蒸蒸日上的建筑行业中,混凝土是一种大宗使用的人造建筑材料,其中混凝土中水泥用量也逐渐增多。但是在生产水泥过程中会产生大量的环境污染物和耗用大量的能源。为解决生产水泥过程中产生的环境污染物和减少耗用的能源,国内外采用很多改进的生产工艺来进行改良,但是并没有从根本上解决问题。相关研究表明,减小生产混凝土时所产生的环境污染物最根本的问题就是减少混凝土中水泥的用量。经研究表明,将石灰石粉经过加工后加入到混凝土中作为一种辅助胶凝材料不仅有利于环境和降低工程造价,而且可以实现混凝土的可持续发展,使其成为建筑材料中的绿色建材之一[1,2,3,4,5]。

1石灰石粉混凝土的特点

1. 1水化热

石灰石粉作为一种惰性材料,加入到混凝土中可以替代部分水泥的用量,减小混凝土中水泥的用量,并且石灰石粉不和混凝土中的水泥发生化学反应,和拌合水发生反应吸附溶液中的钙离子,降低C3S中的Ca+的浓度,加速其水化和氢氧化钙晶体的形成,减小了混凝土中水化反应热,从而直接减小了大体积混凝土施工产生的裂缝数量和程度。因此在混凝土的早期水化反应时起到积极作用[6,7]。

1. 2工作性能

经过加工的石灰石粉颗粒粒径较小,当采用45 μm的筛进行筛余时仅在5% 左右,因此平均粒径远小于水泥的粒径,应用到混凝土中时可以提高混凝土的密实度,并且提高混凝土的保水性和流动性,减小了混凝土在施工过程中可能产生的离析现象,保证了施工质量。

2石灰石粉对混凝土的影响

2.1对混凝土坍落度的影响

石灰石粉的细度与混凝土的工作性能无关,影响其工作性能最大的因素为石灰石粉的掺量。由于石灰石粉的平均细度远低于水泥,将石灰石粉掺入混凝土中可一定程度的填充混凝土内的微小孔隙。由于这部分石灰石粉填充了微小孔隙,从而可直接降低混凝土的用水量。将石灰石粉掺入到混凝土中,在搅拌时石灰石粉均匀分散至水泥颗粒间,从而可增大水泥与水泥之间的相对距离,起到一种分散剂的作用,提高水泥的综合利用率和与砂石的有效接触面积。同时,在水泥水化反应时也可达到一定的催化作用,促进水化反应时水泥的解絮反应,从而直接改善混凝土的工作性能。在混凝土中掺入石灰石粉后,水泥的用量相应减少, 并且由于石灰石粉的存在使得水泥水化反应速率减小,从而可降低混凝土坍落度的损失。

2. 2对混凝土强度的影响

在混凝土中加入石灰石粉可以增强水泥的水化,可以在水泥水化过程中成为一种晶核物质,加速水化,并且阻止钙矾石转化为硫铝酸钙。在混凝土中加入石灰石粉可以使混凝土中粉体颗粒分布得到优化。当混凝土搅拌过程中加入高效聚羧酸减水剂时, 可以使各种骨料和水泥等发生紧密堆积反应,增大拌合物的密实度,减小了混凝土内部孔隙,并且减小了混凝土用水量,直接提高了混凝土的强度。

2. 3对混凝土干缩性影响

在混凝土中不掺入石灰石粉时混凝土的干缩性大于掺入石灰石粉时的效果,混凝土的干缩性随着石灰石粉掺量的增加而减小。当混凝土中石灰石粉的掺量为30% 时,混凝土28 d的收缩率较普通混凝土降低40% 。导致这种现象出现的原因是石灰石粉表面光度系数较高,用水量少,在相同水胶比状况下相当于增加用水量,因此可以改善混凝土的收缩效应,随着混凝土中石灰石粉的含量增加,这种效应越明显。

2. 4对工作性能的影响

采用较大比表面积的石灰石粉替代混凝土用水泥,得到的试验结果是当石灰石粉替代水泥用量的5% ,10% ,20% 和30% ,配制高性能混凝土。掺入石灰石粉的混凝土的坍落度较普通混凝土提高20% ~ 40% 。试验表明,普通混凝土的坍落度损失较大, 其中坍落度60 min损失25% 左右,掺入石灰石粉的混凝土拌合物坍落度损失较少。由于在混凝土中加入适量的石灰石粉可以填充混凝土内部的微小孔隙,增加混凝土的密实度,减少混凝土拌合物的用水量,因此混凝土的坍落度损失较少,提高混凝土的坍落度保持性能,改善混凝土的工作性能。

2. 5对抗氯离子渗透性的影响

通过相关研究得出: 在混凝土中掺入石灰石粉,其细度对混凝土抗氯离子渗透性影响较小,而其掺量对混凝土抗氯离子渗透性影响较大,并且随着石灰石粉掺量的增加,其抗氯离子渗透性能越低。因此在混凝土应用中,若对抗氯离子渗透性要求较低可提高混凝土中石灰石粉的掺量; 若对抗氯离子渗透性要求较高可将石灰石粉的掺量适当降低,以达到设计要求。

2. 6对耐久性能的影响

在混凝土中加入石灰石粉可以起到三种效应: 填充效应、活性效应、加速效应。填充效应即石灰石粉由于粒径小可以填充混凝土内部微小孔隙,提高混凝土的密实度,减小混凝土中孔结构的数量。活性效应即在水化反应初期不参与水泥的水化反应,但是到水化反应后期参与水化反应生成碳铝酸盐和其他高强度化学物质,并且使得混凝土内部结构更加密实。加速效应即石灰石粉均匀分布在水泥周围,由于其自身具有成核基体功能,加速了混凝土中水泥的水化反应,同时也增加了混凝土的密实性。其中混凝土的抗渗性能和抗冻性随着混凝土密实度的增加而增加,最终提高其耐久性能。

相比石灰石粉混凝土中的加速效应和活性效应而言,两者并不是孤立存在,二者的反应是同时开始,但是对混凝土性能的贡献程度不同。例如在普通硅酸盐水泥中铝酸钙的含量较少,因此加入石灰石粉后提高混凝土强度主要是加速效应的贡献,而石灰石粉的活性效应则可忽略; 但是对于铝酸钙水泥,铝酸钙含量较高,加入石灰石粉后提高混凝土强度主要是活性效应的贡献,而加速效应则处于次要地位。

3技术经济效应

石灰石粉是从天然骨料生产过程中生成的副产品,使用这些副产品不仅可以减小其堆放过程中对环境造成的破坏和污染,而且掺入到混凝土中又可以替代部分水泥的用量,可以改善混凝土的力学性能和耐久性能,因此在使用时具有较好的社会意义和经济效益。在混凝土中加入一定量的石灰石粉不仅可以减少水泥的用量,而且可以提高混凝土的质量,改善混凝土内部孔结构,减少混凝土在施工过程中产生的质量缺陷,从而提高混凝土结构的整体质量,产生巨大的经济效应,是我国可持续发展战略中的重要一步。

4结语

1) 在混凝土配合比设计时,使用石灰石粉替代部分水泥可以减小混凝土的坍落度损失,使混凝土的坍落度保持性能提高,从而直接提高了混凝土的工作性能。

2) 在混凝土中掺入一定量的石灰石粉后,在保证混凝土同样流动性的状态下减小用水量,降低混凝土水化反应后产生的裂缝数量。由于石灰石粉粒径比较小,加入到混凝土中以后可以改善混凝土的孔结构,提高混凝土的密实度,从而直接提高混凝土的强度。

3) 在混凝土中掺入石灰石粉后可以改善混凝土的干缩效应, 并且随着石灰石粉掺量的增加干缩效应越不明显。

摘要：探讨了石灰石粉混凝土的特点,从坍落度、强度、干缩性、耐久性等方面,阐述了石灰石粉对混凝土的影响,指出在混凝土中加入石灰石粉提高了混凝土的质量,具有较高的经济价值和使用价值。

关键词：混凝土,石灰石粉,坍落度,耐久性

参考文献

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浅谈石灰石粉在混凝土的应用研究篇7

矿物掺合料已成为了现代混凝土中必不可缺少的第六组份, 同时也是低碳绿色高性能混凝土中的组份。人们对于主要矿物掺合料的矿粉及粉煤灰广泛应用于混凝土中所展现出的优异性能已普遍认同。然而, 粉煤灰、矿粉属于不可再生资源, 随着人类对自然资源的过度开采, 导致其上游产品煤和矿石数量日益减少, 造成了市场上粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的供应也日趋紧张。

石灰石作为惰性材料, 在自然环境中资源丰富, 来源广泛, 将磨细石灰石粉作为混凝土的矿物掺合料, 可促进水泥水化, 降低混凝土水化热, 改善混凝土的工作性能、力学性能, 提高混凝土早期强度。科学合理地利用石灰石粉, 可以为解决现有矿物掺合料供应紧张局面, 为降低混凝土生产成本提供一条有效途径。

2 石灰石粉的特性及砂浆性能

石灰石属于沉积岩, 石灰岩 (Limestone) 简称灰岩, 以方解石为主要成分的碳酸盐岩, 经变质作用后转化为大理岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物, 有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色, 与稀盐酸反应剧烈。方解石的化学成分为碳酸钙、莫氏硬度3、三组菱面体完全解理, 密度2.60~2.80g/cm3。石灰石在混凝土中的存在形式有粗集料 (≥4.75mm) 和细集料 (0.2mm~4.75mm) 之分, 在使用时需要研究石灰石岩石特性对混凝土性能的影响, 研究破碎后粒度、形状和界面特征对混凝土性能的影响。

石灰石微粉 (≥350m2/kg) 是与水泥相当的胶凝材料, 作为水泥原料时, 在满足水泥质量标准的情况下, 可做混合材。而作为混凝土原料, 满足混凝土质量要求, 即可作为掺合料。在使用石灰石微粉时, 需要研究作为水泥和混凝土使用时的作用和标准指标差异。石灰石微粉的形态特征分为单晶颗粒和多晶颗粒。

石灰石粉对混凝土外加剂的吸附量特性:

石灰石粉细度:330m2/kg其它材料细度相近。石灰石对外加剂的吸附量极小, 是水泥的二十分之一左右。

石灰石活性特征:

试验结果表明, 石灰石粉在掺量30%的情况下, 活性指数高于一般的惰性粉体材料, 略低于Ⅱ级粉煤灰的活性指数。

石灰石粉的需水量比和流动度比特性:

试验结果表明, 石灰石粉的流动度比一般情况下都超过100%, 因此对混凝土的需水性和工作性能影响不大。

石灰石粉的减水作用是石灰石粉作为掺合料在混凝土中发挥的一个重要性能。然而试验表明, 在不掺减水剂的情况下, 石灰石粉在胶砂中的减水效应并不明显, 在掺减水剂的情况下, 石灰石粉的减水效应发挥非常明显。

3 石灰石粉对混凝土的性能

3.1 石灰石粉对混凝土经时流动度损失的影响

试验结果表明, 当水泥和石灰石粉总量相同时, 石粉掺量增大, 坍落度增大。

3.2 石灰石粉对混凝土密实度、泌水率和凝结时间的影响