納米科技與現代水泥混凝土材料納米科技與現代水泥混凝土材料1目錄1、商品混凝土－高性能混凝土現代混凝土2、納米水泥及納米水泥水化物3、納米火山灰礦物外加劑（摻和料）4、納米惰性摻和料（石灰石粉）目錄1、商品混凝土－高性能混凝土21、現代混凝土商品混凝土泵送混凝土預拌混凝土高性能混凝土現代混凝土數字混凝土千年混凝土現代混凝土的6組分：水泥、砂、石、水、礦物外加劑、化學外加劑1、現代混凝土商品混凝土32、納米水泥及納米水泥水化物摘要當前，納米科技的概念幾乎應用于所有生產材料的工業部門。然而，這一概念在膠凝材料上的應用還處于初級階段。由水泥水化相、摻和料和外加劑組成的一個復雜的納米結構的混凝土，是納米技術操縱和控制性能的很好的對象。針對膠凝材料專門領域的納米科技作一簡要綜述。對納米尺度的水泥水化反應進展、水化硅酸鈣（C-S-H）的形成、納米尺寸礦物摻和料的作用，如：硅灰和碳納米管，以及在水泥水化過程中化學外加劑的作用進行探討。

2、納米水泥及納米水泥水化物摘要4納米世界是介于原子、量子現象的尺度與塊體材料尺度之間的材料。在納米范圍內，量子化學和經典物理定律都不適用。在金屬、半導體或絕緣體材料中，價電子的離域是普遍存在于強化學鍵作用之中，并且離域程度隨材料的尺度而改變，這種作用和結構的變化，會導致與尺度相關的新的化學和物理特性的產生。納米世界是介于原子、量子現象的尺度與塊體材料尺度之間的材料。5當材料的尺度達到納米量級，許多特性和潛在有用現象和性能將會出現。其中包括一些特性，如：動量、能量和質量的傳輸將從塊體的連續傳輸延伸到納米材料的分子傳輸過程。同時，納米材料基本的電子學、磁學、光學、化學和生物過程也與塊體材料有所不同。納米材料的化學和物理性質可與具有相同化學組成的原子-分子量級或塊體材料有很大的差別。納米結構的特征、熱力學、響應、動力學和化學的特點是構成納米科學者一新興領域的實驗和概念的基礎。合適的控制納米性能和納米結構響應可能導致新設備和新技術的問世。

當材料的尺度達到納米量級，許多特性和潛在有用現象和性能將會出6圖1、一只手掌（10厘米）以每一步縮小100倍得到的宏觀、微觀、納米尺度的圖像，直至構成DNA結構的原子

納米尺度單詞nano(=10-9m)取自希臘語，意思是‘矮子’，表示非常小的意思。1/1000m=10-3m=1mm(毫米)，1/1000mm=10-6m=1μm(微米)1/1000μm=10-9m=1nm(納米)十億分之一米是一納米。一納米大約是六個碳原子的寬度。一個氫原子大小是0.1納米。納米尺度可以由圖1形象的表示。

圖1、一只手掌（10厘米）以每一步縮小100倍得到的宏觀、微7表1：一些典型納米材料的尺寸：納米結構和它們的集合

納米結構尺寸材料簇納米晶體量子點半徑：1～10納米絕緣體半導體、金屬磁性材料其它納米顆粒半徑：1～100納米氧化物陶瓷納米生物材料圖像合成反應中心半徑：5～10納米膜蛋白納米電線直徑：1～100納米金屬、半導體、氧化物、硫化物、氮化物納米管直徑：1～100納米碳、分層的硫族（元素）化物納米生物桿直徑：5納米DNA2D排列的納米顆粒區域：幾nm2到μm2金屬、半導體、磁性材料表面和薄的膜厚度：1～1000納米絕緣體、半導體、金屬、DNA3D納米顆粒的超點陣半徑：幾納米金屬、半導體、磁性材料表1：一些典型納米材料的尺寸：納米結構和它們的集合納米結8納米技術

納米技術定義是從0.1到100納米（nm或10-9m）的納米尺度范圍對材料進行控制和操作的技術。納米技術涉及一系列的在原子尺度上設計和制作材料的新方法。該方法已經創造出許多新的產品和工藝，例如芯片的試驗、表面涂層、納米結構材料、納米器械和工具及傳感器。納米技術的應用就是允許更小、更便宜、更輕和更快、功能更強大的裝置出現，而且消耗更少的原材料和能源。納米技術的開發在一些領域迅速取得進展并立即得到了應用，例如微電子工業。納米科技已經應用于許多領域。一些重要領域包括：納米藥物、裝置（碳納米管、原子機器人等）、納米電子學、催化劑、激光器、記憶存儲器、傳感器/生物傳感器、基因工程/基因治療、燃料電池/太陽能電池、污染控制、軍事應用、建筑業等。納米技術納米技術定義是從0.1到100納米（nm或10-99水泥混凝土材料中的納米技術納米技術在建筑材料中的應用還處于初級階段。混凝土是具有水泥水化相的部分納米結構、摻和料和集料組成的一個復雜體系，是納米技術對性能控制和操作的極好的對象。圖2：水泥集料體系中的尺寸

水泥混凝土材料中的納米技術納米技術在建筑材料中的應用還處于初10圖3：納米尺度上觀察水泥水化

圖3：納米尺度上觀察水泥水化11C-S-H的結構

圖4：a）水灰比0.4的C3S泥漿在20℃硬化8年中C-S-H的外部產物和內部產物的TEM照片。白色箭頭所指為內部產物和外部產物的邊界，內部產物在照片的左上方；b）一個區域的內部產物C-S-H的放大圖片；c）外部產物C-S-H的小纖維的放大圖片（Richardson）

C-S-H的結構圖4：a）水灰比0.4的C3S泥漿在20℃12圖5：水化水泥漿體表面的AFM照片原子力顯微鏡（AFM）：水化水泥漿中的C-S-H凝膠由納米顆粒組成的網狀結構構成，AFM對這些網狀結構尺度進行了量衡，發現小薄片的尺寸是60×30nm2和5nm厚。圖5中暗的區域是孔。圖5：水化水泥漿體表面的AFM照片原子力顯微鏡（A13圖6：C-S-H的XRD圖。a）CaO和SiO2混合的稀釋懸濁液（水灰比w/c=20）的XRD圖;b)細C3S和SiO2混合泥漿（水灰比w/c=1.5）水化的XRD圖

人們認為C-S-H是凝膠狀的，但并不是完全無定型的。其XRD中呈明顯的衍射峰，所以也是晶體的。衍射峰的寬化，主要是由于連貫區域顆粒的小尺寸和顆粒微小缺陷的存在或者兩者同時存在引起的。C-S-H顆粒非常小，即使它們是單晶的，5nm的厚度意味著這個尺寸根據基本的對應于托鋇莫來石類結構的層平面薄片的平面假設，僅僅對應兩個晶胞。C-S-H顆粒實際上是納米量級的。

圖6：C-S-H的XRD圖。a）CaO和SiO2混合的稀釋懸14圖7：硅灰的SEM圖

硅灰是以納米尺度摻入的，報道稱納米尺寸的硅灰增加了抗壓強度。強度的增加可能是由于硅灰的細顆粒填充到孔里和硅灰和Ca(OH)2反應的火山灰效應產生的額外的C-S-H。此外，加入到混凝土的硅灰可以有效減小混凝土干縮，更加耐磨，增加和鋼筋的粘結強度，降低滲透性。

圖7：硅灰的SEM圖硅灰是以納米尺度摻入的，報道稱納米尺寸15圖8：粉煤灰的SEM和AFM的微觀照片

通常粉煤灰顆粒尺寸是硅灰的十倍。由于硅灰的更小尺寸和更細顆粒的分布，相同摻量下，硅灰混凝土的強度高于粉煤灰混凝土。而硅灰的填充效應和火山灰效應對于粉煤灰同樣重要。

圖8：粉煤灰的SEM和AFM的微觀照片通常粉煤灰顆粒尺寸是16碳納米管（CNT）碳納米管（CNT）可以被看作是石墨改變的形式。石墨是由多層碳原子以六邊形結合方式形成的多層片狀結構所組成。層與層間是弱鍵，而層內碳原子間是強化學鍵相結合。單壁納米管（SWNT），好像是單層的薄片卷曲而成。而多壁納米管（MWNT），像是多層卷在一起。圖9a是單壁納米管示意圖。圖9b是多壁納米管示意圖。

碳納米管（CNT）碳納米管（CNT）可以被看作是石墨改變的形17圖9：a）單壁碳納米管（SWNT）示意圖；

b）多壁碳納米管（MWNT）的照片

圖9：a）單壁碳納米管（SWNT）示意圖；

b）多壁18當直徑與C-S-H層厚度相近的碳納米加入到水泥里，就會有異乎尋常的現象發生。發現加入碳納米管（重量是水泥的1％）后14天的強度增加（圖10）。多壁納米管（MWNT）提高的強度比單壁納米管（SWNT）多。該現象可能是由于沿多壁納米管（MWNT）長度方向有大量的缺陷所致。Kowald也發現當向極端高性能混凝土中加入少量的多壁納米管（MWNT）強度就會進一步增加。這意味著碳納米管有提高強度的潛力。

當直徑與C-S-H層厚度相近的碳納米加入到水泥里，就會有異乎19圖10：含1％碳納米管水泥漿的14天抗壓強度

圖10：含1％碳納米管水泥漿的14天抗壓強度20目前，輔助膠凝材料的應用已經成為混凝土的第6組分，而且使用超塑化劑作為分散劑。為了控制有機外加劑在混凝土中的釋放速率，人們嘗試將有機外加劑插入層狀的雙羥化物（LDH）之中。在水泥化學中，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的水化產物是六邊形的層狀物。這些水化產物與AFm相一起，都屬于LDH族。鋁酸鈣層狀的雙羥化物（CaAlLDH）允許被插入到硝基苯酸（NBA），2,6-萘磺酸（26NS）和2－萘磺酸（2NS），得到所建議的片狀結構，如圖11。這種研究可能為利用高聚物和層狀物合成納米復合材料開辟一條新的路線，可能控制外加劑對水泥水化動力學的產生影響。

目前，輔助膠凝材料的應用已經成為混凝土的第6組分，而且使用超21圖11：插入到硝基苯酸（NBA），2,6-萘磺酸（26NS）和2－萘磺酸（2NS）的鋁酸鈣分層雙氫氧化物（CaAlLDH）的排列

圖11：插入到硝基苯酸（NBA），2,6-萘磺酸（26NS）223、納米火山灰礦物外加劑（摻和料）現代高性能和超高性能水泥材料組成在納米尺度范圍內優化方法的發展使得材料的許多性能得到大幅改進。由于納米級火山灰有增強的反應活性和納米級原位粒子尺寸，它的加入不僅能使體系有較高的早期強度，而且有相對更高的最終強度。同時，材料的耐久性和其它行為也由于材料強度和密實度的增加而有所改善。在優化設計方法的范圍內，將從以下兩方面闡述：（1）作為活性添加物類的火成氧化物納米級火山灰的使用，（2）納米級火山灰在先進高性能和超高性能水泥基材料組成中所起的作用。

3、納米火山灰礦物外加劑（摻和料）現代高性能和超高性能水泥材23改進高性能、超高性能水泥混凝土材料（膠凝材料體系）的主要原則

通過調整粒徑分布提高密實性；

水泥漿體及混凝土的孔隙率小；

通過增強集料和基體的連接消除薄弱區域。

改進高性能、超高性能水泥混凝土材料（膠凝材料體系）的主要原則24圖1通過增加粒度級配改善材料密實性示意圖

第一種改進方法（增加密實度）可以通過擴大火山灰超細粉的粒子的級配和尺寸范圍來達到。超細粉的粒徑和尺寸分布比水泥顆粒要小的多。改進原則如圖1所示。混合體系中礦物粒子粒徑尺寸分布的改進提高了混凝土的整體密實性，并且減少了用水量。

圖1通過增加粒度級配改善材料密實性示意圖第一種改進方法25

活性超細粉或火山灰的使用會對系統產生雙重影響：1)通過物理作用使系統的致密性增加；2)火山灰超細粉和氫氧化鈣通過化學反應生成額外C-S-H膠凝。活性超細粉或火山灰的使用會對系統產生雙重影響：26第二種改進方法（減少漿體孔隙率）是使用高效減水劑或超塑化劑。作用：減少用水量獲得密實性，提高滲透性，降低分層離析和泌水。第三種改進方法主要是消除集料顆粒周圍過渡區的薄弱區域。這種方法可以通過消耗水化水泥獎體中的部分氫氧化鈣量形成C-S-H膠凝來實現。由于CH強度較低，是結構中最弱的組分，所以對膠凝材料的力學性能會產生不利的影響。二氧化硅和氫氧化鈣之間的反應即火山灰反應正是為了彌補這個缺陷。也就是說，在水泥體系中需要使用各種火山灰。活性添加物通過眾所周知的火山灰反應和氫氧化鈣或其它水化相（C-S-H）發生反應，生成附加的或二次C-S-H膠凝，使系統的強度提高。第二種改進方法（減少漿體孔隙率）是使用高效減水劑或超塑化劑。27圖2硅灰的掃描電鏡圖像

硅灰的粒徑的最小尺寸在0.1μm左右。因此，擴大粒徑尺寸分布并且使用納米尺寸范圍內的納米級顆粒是非常必要的。通過使用尺寸限制在1～100nm范圍內的納米添加物（納米級火山灰），體系可獲得更高更好的密實性。納米級添加物可以填充很細的空洞，或通過物理—化學的雙重作用機制減小大空洞的尺寸。它們的作用是物理填充效應和額外C-S-H的生成。納米級添加物的使用使材料耐久性和其它各項性能的提高成為可能。

圖2硅灰的掃描電鏡圖像硅灰的粒徑的最小尺寸在0.1μm左28人工合成納米火山灰材料

在各種合成的納米火山灰添加物中，火成氧化物是一類特殊物質（圖3），具有良好的穩定性。此外，它們的粒徑尺寸可以控制，表面可以改性。除了高純度（>99.8%SiO2）之外，火成氧化物還具有高活性，這是由于它具有無定形結構，很小的原位粒徑尺寸和較大的比表面積。工業上火成氧化物是氣相水解過程的產物,這種物質比其它天然或人造的用于水泥系統中的火山灰有更高活性。

人工合成納米火山灰材料在各種合成的納米火山灰添加物中，火成29圖3aerosil?產品的掃描電鏡圖像和透射電子顯微圖像

圖3aerosil?產品的掃描電鏡圖像和透射電子顯微圖像30圖4典型火成氧化物的X射線衍射圖

圖4典型火成氧化物的X射線衍射圖31圖5火成氧化物的火山灰反應活性

火成氧化物和氫氧化鈣混合系統的PH值很明顯地下降，這說明了火成氧化物比硅灰有更高的反應活性。

圖5火成氧化物的火山灰反應活性火成氧化物和氫氧化鈣混合系32圖6為顯微鏡觀察到的硅酸三鈣晶粒和懸浮在水中的無定形二氧化硅粒子相互作用的發射X射線顯微圖像。作為對比，圖7為分散的惰性碳酸鈣晶粒和無定形二氧化硅粒子相互作用的發射X射線顯微圖像。

圖6為顯微鏡觀察到的硅酸三鈣晶粒和懸浮在水中的無定形二氧化硅33圖6火成氧化物與分散硅酸三鈣反應的發射X射線顯微圖像（TXM）（反應開始200分鐘后）

圖6火成氧化物與分散硅酸三鈣反應的發射X射線顯微圖像（TX34圖7分散火成氧化物與惰性碳酸鈣反應的發射X射線顯微圖像（TXM）

圖7分散火成氧化物與惰性碳酸鈣反應的發射X射線顯微圖像（T35圖6表明在硅酸三鈣和二氧化硅反應大約200分鐘后，硅酸三鈣粒子很明顯被無定形C-S-H膠凝相所覆蓋，并存在繼續覆蓋的趨勢。C-S-H膠凝相的形成特征是各種不同的反應產物團聚形成密實性不均勻的云狀結構。從水泥漿體獲得的高早期強度和實驗測得的其它結果來看，可以認為火成氧化物和硅酸三鈣粒子附近的早期水化產物發生了火山灰反應。PH值測試實驗和原位TXM圖像說明了火成氧化物具有高火山灰活性。火成氧化物的反應活性由它的性質所決定，如細度、表面特征及其它各項參數。圖6表明在硅酸三鈣和二氧化硅反應大約200分鐘后，硅酸三鈣粒36圖8和圖9為自然狀態下混凝土試樣典型斷面的掃描電鏡圖像。圖像是在溫度為20℃，相對濕度為95％，經過7天水化反應后觀察所得。混凝土試樣的配合比如表1所示。表1典型試樣的配合比（％水泥的相對質量）普通混凝土試樣的配合比UHPC試樣的配合比波特蘭水泥52.5RHS/NA

石英砂<2mm

水(外加)

1

2.5

0.45波特蘭水泥52.5RHS/NA硅灰（SF）粉煤灰（SWF）干燥火成氧化物（POx）石英砂125～500μm聚羧酸乙醚（SP）水1<0.25<0.22<0.05<1.5<0.025<0.3熱處理溫度20℃熱處理溫度20℃圖8和圖9為自然狀態下混凝土試樣典型斷面的掃描電鏡圖像。圖像37圖8普通混凝土試樣養護7天后的掃描電鏡圖像（w/c=0.45）

圖8為普通混凝土試樣（w/c=0.45）斷裂表面的典型掃描電鏡圖像。圖9為含微米級和納米級火山灰UHPC混凝土試樣斷裂表面的典型掃描電鏡圖像。通過研究發現，普通混凝土試樣的特點是集料和水泥漿體之間的連接不緊密。這可以從制樣時由于集料顆粒的脫落留下的孔洞來充分證明。圖8普通混凝土試樣養護7天后的掃描電鏡圖像（w/c=0.438圖9含微米級和納米級火山灰試樣養護7天后的掃描電鏡圖像

含納米級火山灰典型試樣的集料粒子和水泥漿體之間的連接非常緊密。斷口表面比較平整，裂紋的形成不像普通混凝土那樣集中在集料粒子附近。在這種試樣中，斷裂是穿過集料粒子發生的（穿晶斷裂）。在含納米火山灰的試樣(UHPC)中，集料和水泥漿體幾乎有著相同的強度。所以集料可能是限制強度的因素。圖9含微米級和納米級火山灰試樣養護7天后的掃描電鏡圖像

含39圖10普通混凝土試樣養護56天后的原子力顯微圖像（左）

圖11含納米級火山灰火成氧化物試樣養護56天后原子力顯微圖像（右）圖10普通混凝土試樣養護56天后的原子力顯微圖像（左）

圖40納米級尺度范圍內UHPC試樣更為細致的結構和特征圖像可以通過原子力顯微鏡觀察到。試樣經過仔細的拋光并養護56天，便得到了典型試樣的原子力顯微圖像（500nm×500nm）。相關圖像如圖10和圖11所示。含納米級火山灰的試樣（圖11）其結構不僅均勻而且更為細致。它的納米結構像是由比普通混凝土試樣有更小的建筑結構單元所組成。它的結構看上去沒有多少“缺陷”，并且相應的結構單元也處在一個緊密的結構中。通過原子力顯微鏡觀察到的試樣結構方面的特征與用N2吸附測試氣孔率和孔尺寸分布（圖12）所得的結果是一致的[24,25]。對比混凝土水化條件下得到的試驗結果，表明相對于只含有微米級火山灰或不含火山灰的試樣，含納米級火山灰的試樣孔更細小，并且總的孔隙率也降低了。納米級尺度范圍內UHPC試樣更為細致的結構和特征圖像可以41圖12養護7天后試樣孔徑分布曲線

RPC----添加25％硅灰的活性粉末混凝土

SF――硅灰，POx--火成氧化物

圖12養護7天后試樣孔徑分布曲線

RPC----添加25％42圖13從二元粒徑系統到三元粒徑系統試樣強度的增長順序

RPC—添加25％硅灰的活性粉末混凝土，SF—硅灰

POx——火成氧化物

圖13從二元粒徑系統到三元粒徑系統試樣強度的增長順序

RP43圖14含微米級和納米級火山灰試樣的吸水系數

RPC―添加25％硅灰的活性粉末混凝土

SF-----硅灰，POx---火成氧化物，FA――粉煤灰

一些學者認為后兩種混凝土試樣的低吸水系數是因為其高度的密實性和增加了孔的扭曲。實驗結果證明了此結論。基本上他們把含火成氧化物的試樣的吸水率低歸結為該試樣更細小的孔和整體的孔隙率降低。圖14含微米級和納米級火山灰試樣的吸水系數

RPC―添加244表2Lesile&Cheesman分類的脈沖速度與混凝土結構質量的關系

脈沖速度（m/s）結構質量>4575優秀3660~4575良好3050~3660一般2135~3050差<2135很差超聲波探傷法可用于混凝土的質量控制。如表2所示。

表2Lesile&Cheesman分類的脈沖速度與混凝45圖15

普通混凝土試樣的超聲波檢測值

圖15普通混凝土試樣的超聲波檢測值46圖16

含硅灰－粉煤灰的UHPC試樣的超聲波檢測值

圖16含硅灰－粉煤灰的UHPC試樣的超聲波檢測值47圖17含硅灰－粉煤灰－火成氧化物的UHPC試樣的超聲波檢測值

圖17含硅灰－粉煤灰－火成氧化物的UHPC試樣的超聲波檢測48實驗結果如圖15～17所示。可以得出普通混凝土試樣的超聲波速度最大值為3600~3700m/s，介于“普通”和“良好”范圍之間。作為對照，而含有硅微粉和粉煤灰混合物質（二元系統）的UHPC混凝土試樣，其超聲波速度最大值達到了“良好”級別，大約為4200～4300m/s。含硅微粉，粉煤灰和火成氧化物（三元系統）的UHPC混凝土，超聲波速度最大值超過了5500m/s，達到了“優秀”級別。這些實驗結果強有力的證實了前面的結論：混凝土試樣中添加納米級火成氧化物可提高試樣的強度、均勻性、密實性和水化相質量。

實驗結果如圖15～17所示。可以得出普通混凝土試樣的超聲波速494、納米惰性摻和料（石灰石粉）

北京恒坤公司試驗結果超細碳酸鹽巖粉配制高性能混凝土的研究，研究利用石灰石、白云石尾礦資源和生產機制砂中產生的大量石粉，對其進行超細加工，用超細碳酸鹽巖粉改善混凝土性能。這種混凝土采用水泥、超細碳酸鹽巖粉、多種礦物摻合料構成的多元復合膠凝材料體系，以及以高效減水劑為主的外加劑、粗、細骨料和水。研究的技術路線是，采用超細碳酸鹽巖粉改進粉體材料的堆積效率，使混凝土單位用水量顯著降低，進而大幅度降低水泥用量，配制出內部結構密實度更高、水化溫升小，體積穩定性好不易開裂的高性能的混凝土，這種混凝土不但具有優良的性能，而且大量節約水泥，大量利用工業廢料，具有節約能源、資源，保護環境的作用。4、納米惰性摻和料（石灰石粉）

北京恒坤公司試驗結果超細碳酸50技術原理提出摻加超細粉體的改進混凝土性能的技術原理，即用超細粉體改善膠凝材料的粒度分布，提高粉體堆積效率，以便獲顯著的減水作用，從而改善了硬化后混凝土的孔結構，提高密實度。

技術原理51本課題所研究的超細碳酸鹽巖粉，是由碳酸鹽巖經破碎、磨細而成。碳酸鹽巖所含主要碳酸鹽礦物為方解石和白云石；化學成分主要為CaO、MgO和CO2，其次為SiO2、TiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、H2O以及某些微量元素。碳酸鹽巖中最常見的是石灰巖、白云巖兩大巖石類型，以及由這類巖石變質形成的大理巖等。石灰巖類主要礦物為方解石，其次為白云石、菱鎂礦、石英、長石和粘土礦物等。白云巖類主要由白云石組成，其次為方解石、菱鎂礦、石英、長石、粘土礦物等。工業用高品質石灰巖和白云巖礦石開采過程中產生的尾礦也可用來加工超細碳酸鹽巖粉，對資源綜合利用和環保有重要意義。本課題所研究的超細碳酸鹽巖粉，是由碳酸鹽巖經破碎、磨細而成。52采用石灰石、石灰石尾礦石和白云石尾礦石磨細加工超細碳酸鹽巖粉碳酸鹽巖易于磨細，粉磨能耗較低，可采用球磨機、立式輥磨機、振動磨、雷蒙磨等加工。采用石灰石、石灰石尾礦石和白云石尾礦石磨細加工超細碳酸鹽巖粉53。圖1～圖4分別為通過顆粒圖像儀觀察到的水泥、粉煤灰、磨細礦粉、超細碳酸鹽巖粉法顆粒圖像，可以看出超細碳酸鹽巖粉更細的細度。

。圖1～圖4分別為通過顆粒圖像儀觀察到的水泥、粉煤灰、磨細礦54試驗中發現石灰石和白云石這類礦石易于磨細，當超細碳酸鹽巖粉粒度分布參數D(50)小于3.5微米、D(90)小于12微米時具有很好的減水效果。

試驗中發現石灰石和白云石這類礦石易于磨細，當超細碳酸鹽巖粉粒55序號水粉比石灰石粉(g)水泥(g)水(g)GleniumACE68(%)凈漿流動度(mm)10.18石粉粒度分布參數D(50):1.06μmD(90):1.95μm90210550.526020.18D(50):2.05μmD(90):5.28μm90210550.525530.18D(50):3.34μmD(90):9.37μm90210550.525040.19D(50):4.22μmD(90):12.25μm90210570.525050.22D(50):5.67μmD(90):17.20μm90210650.525860.24D(50):10.04μmD(90):27.52μm90210730.525570.27D(50):15.66μmD(90):31.44μm90210800.525580.28D(50):23.38μmD(90):64.67μm90210850.526090.290300870.5250序號水粉比石灰石粉水泥水GleniumACE68凈漿56試驗情況表明碳酸鹽巖粉的細度對減水效果影響很大，當粒度分布參數D(50)≤3.5微米、D(90)≤12微米時減水效果顯著，更細的細度對減水效果的增加不再顯著，但會顯著增加粉磨成本，因此應此范圍內選擇性價比適宜的粒度分布指標。試驗情況表明碳酸鹽巖粉的細度對減水效果影響很大，當粒度分布參57

摻超細碳酸鹽巖粉未摻超細碳酸鹽巖粉Mix01Mix02Mix03Mix04Mix05Mix06Mix07Mix08Mix09Mix10Mix11Mix12水125125127127127127165165165165165165水泥110120130150170200318226195302370420磨細礦渣110120130150170200098128100100100超細碳酸鹽巖粉130110100100110100000000砂950951948892832757963960960828744706碎石10301031102610461060109110041001