摘要：本文从试验材料的准备，试验方案的介绍以及试验结果的分析进行阐述，进而对聚羧酸外加剂混凝土中掺入石灰石粉的影响进行详细研究，进而得出采用聚羧酸外加剂对于降低人工砂混凝土的干燥收缩有着非常好的效果，可以大大降低混凝土的开裂敏感性，以供同行进行参考。
关键词：聚羧酸；外加剂；混凝土；石灰石粉
1 引 言
随着我们国家经济的飞速发展，对混凝土的需求变得越来越大，只从天然河砂进行供应，已经很难满足生产需求。为更好地解决这个问题，已经开始发展人工砂在商品混凝土中的应用，人工生产存在着很多的问题，大体上可以分为以下两个方面：第一，假如混凝土的胶凝材料体系当中石灰石粉的含量过高，大大增大了混凝土收缩性，提高了产生裂缝的概率，这样对混凝土结构耐久性和稳定性有一定的影响。第二，人工砂在生产的过程当中有大量的石灰石粉末生成，这些石灰石粉末没有进行有效的利用，不但会对环境有一定的影响，还会对资源造成很大的浪费。
2 试验材料
2.1 石灰石粉
本试验所采用需水量比为百分九十的石灰石粉，在筛孔为0.045 mm的方孔筛上对粉状物料进行筛分，最后留在筛上部分的质量与进行筛分物料的质量的比为百分之十五，其主要的化学成分如表1所示，其微观形态见图1。
表1 石灰石粉主要化学成分
图1 微观形态图
2.2 聚羧酸外加剂
因为加入的人工砂中含泥量比较低，这样为聚羧酸合理使用创造了非常好的条件。在试验过程当中使用了某研究院生产的聚羧酸减水剂[1]。详细的性能如表2 所示。
表2 聚羧酸外加剂的主要性能指标 %
2.3 其它材料
水泥采用普通硅酸盐水泥42.5，粉煤灰为二级，矿粉为S95粒化高炉矿渣粉。S95级矿渣粉可以改善混凝土的耐久性和工作性，是一种性能优良的矿物细掺料，是实现高炉矿渣高效利用的有效途径。试验所采用的石粉含量分别为百分之四、百分之六、百分之八和百分之十的人工砂进行对比试验，人工砂和石灰石粉来自同一石灰石母岩，颗粒级配符合二区[2]。
3 试验方案
本实验分别采用萘系减水剂和脂肪族减水剂按照一定的配合比进行混凝土配合比试验，成型混凝土试件，对不同混凝土在不同龄期的收缩率进行测试，对数据进行记录[3]。
图2 混凝土干燥收缩试验件尺寸
混凝土干燥收缩试验步骤以及相关的数据处理必须参照相关的标准进行。而混凝土干燥收缩试验所采用的架设千分表的形式进行测试，其试件尺寸为 0.1 m × 0.1 m × 0.4 m，混凝土干燥收缩试验件尺寸，如图2所示。
4 试验分析结果
石灰石粉末具有很强的微集料填充效应，在一定情况下能大大降低混凝土孔隙率，改善浆体内部孔结构效果比较好，并且孔径细化对于混凝土的干燥收缩有着不同的影响：
（1）孔径细化可以不断地提高混凝土的自身强度，大大提高了自身抵抗变形能力，与此同时不断地降低了使可蒸发水迁移，大大降低了干燥收缩，并且降低了其发展的速度[3]。（2）使浆体大孔数量不断地降低，小孔不断地增多，蒸发一样的水分就会使硬化浆体不断地增大，进而大大地升高了混凝土干燥收缩值。经过一系列的试验可以表明，其缺点要远远大于优点，最后表现为石灰石的资源全部利用制备混凝土增加了干燥收缩。增加聚羧酸减水剂的时候，人工砂中的石灰石粉末含量不同，对混凝土干燥收缩程度有一定的影响，如图3所示。
图3 石灰石粉末含量对混凝土干燥收缩的影响
5 聚羧酸外加剂混凝土对石灰石的影响
第一、抗碳化性提高：对钢筋不会造成锈蚀危害，如果加入减水剂，应该可以使密实度提高，所以会对防止石灰石中性化有一定的好处。
第二、抗渗性提高：加入石灰石抗渗性效果比不加入石灰石效果要好很多。
第三、对于抗冻融性的影响[4]。聚羧酸外加剂混凝土大大增加了石灰石抗冻性能，而聚羧酸外加剂混凝土对于石灰石抗冻性不不断地增加。
第四、聚羧酸外加剂对石灰石的影响和收缩规律基本一样，而抗压强度会明显增强[4]。
第五、对收缩的影响，对于减少用水量的石灰石，收缩性能远远小于不加入石灰石的收缩性，对坍落度进行分析的时候，收缩值要远高于不加入石灰石的样品，然而也不会超过规范要求的技术指标规定限值的1×10-4。
第六、对中低强度石灰石来说，加入了聚羧酸外加剂混凝土以后的石灰石静力弹性模量不断地增加，然而C60以上的高强度石灰石效果不明显，随着强度增加，其效果越明显[5]。
第七、能提高石灰石的抗折抗弯强度，然而变化的幅度要远小于抗压强度变化程度，特别是对高强石灰石的时候，其变化的情况会更明显。
第八、聚羧酸外加剂的使用大幅度降低石灰石拌合用水量，降低水灰比，因而硬化以后的石灰石孔隙率大大减少。而聚羧酸外加剂对水泥的分散性能效果比较好，所以会改变水泥水化程度，大大增加了石灰石每一个时期的强度[5]。
6 改善外加剂与混凝土的适应性措施
对于混凝土的性能来讲，不但可以取决于水泥的性能，而且还可以取决于外加剂的性能，对这两者相结合的适应性也会有一定的影响，如果适应性比较好，才可以配制出来性能非常好，有利于施工的混凝土，所以，外加剂以及水泥的生产厂家都一定要采取必要的措施，尽可能地减少或者避免不合适的现象发生[6]。第一、使用反应性高分子化合物，这样的化合物在碱性条件下可以缓慢地发生反应，进而使坍落度的损失大大降低，这样才可以改善混凝土的工作性能。第二、改变外加剂的掺加方法以及外加剂的品种；第三、应该选择合格的水泥品种，特别是在使用缓凝剂的时候，应该随时进行调整掺量或者用两种及其两种以上的缓凝剂复合使用；第四、加强磨机的内物料温度挡制，这样可以更好地防止石膏脱水；第五、重视控制水泥中铝酸三钙的含量、细度以及含碱量[6]。
7 结束语
综上所述，采用聚羧酸外加剂对于降低人工砂混凝土的干燥收缩有着非常好的效果，可以大大降低混凝土的开裂敏感性。而外加剂与混凝土的适应性是一个十分复杂的问题，现在还不能完全从理论上来解释这一现象，工程遇到问题，还必须用试验的方法尝试着去解决。
参考文献：
[1] 林鹏辉.石灰石粉在混凝土中的研究与运用探析[J].四川水泥，2017（09）：330+240.
[2] 张 意，苗 苗，段文川，等.石灰石粉对水泥和减水剂相容性的影响综述[J].重庆建筑，2016，15（02）：30-32.
[3] 李凌峰，钟志强，吴文杰，等.一种聚醚型聚羧酸减水剂对石灰石粉复合胶凝材料的适应性研究[J].江西建材，2015（01）：7-9.
[4] 夏惠凤.磨细石灰石粉对水泥基胶凝材料的性能影响研究[J].混凝土世界，2013（10）：92-94.
[5] 陈喜旺.石灰石粉对混凝土拌合物性能的影响[D].清华大学，2010：35-42.
[6] 文俊强.石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D].中国建筑材料科学研究总院，2010：25-33.
论文作者:林杰贤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/15
标签：石灰石论文; 混凝土论文; 羧酸论文; 外加剂论文; 干燥论文; 性能论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第36期论文;