復(fù)合摻合料配制普通干混砂漿的試驗(yàn)研究

王紅霞，王 星

（1.內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010070；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010020）

我國(guó)生產(chǎn)金屬鎂時(shí)排出的工業(yè)廢渣，很多鎂廠都是作為廢物丟掉。隨著鎂渣的大量排放堆積，占用了大量的土地資源，嚴(yán)重危及到人類的身體健康及農(nóng)作物的生長(zhǎng)［1］。如何充分利用鎂渣成為業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。鎂渣中含有較高的CaO和SiO2，具有一定的火山灰活性，砂漿中所含的堿性氧化物成分(K2O和Na2O)極低，鎂渣摻入到砂漿中，可以提高砂漿的耐久性［2］。因此，砂漿的原材料的改革成為必然，新型環(huán)保型干粉砂漿的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。

本文系統(tǒng)研究了粉煤灰、鎂渣粉對(duì)干混砂漿配合比的影響，找出各組分的影響規(guī)律，并確定其合理的復(fù)合方案，對(duì)有效利用鎂渣具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)境效益，同時(shí)也提升了砂漿摻合料的品質(zhì)，改善和提高了干混砂漿質(zhì)量，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

1 試驗(yàn)用原材料及方法

1.1 試驗(yàn)用原材料

水泥采用內(nèi)蒙古冀東水泥廠生產(chǎn)的P-O42.5水泥，細(xì)骨料采用天然河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7，粉煤灰為呼和浩特?zé)犭姀S的Ⅱ級(jí)灰，磨細(xì)到220目的金屬鎂渣粉。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)《建筑砂漿基本性能測(cè)試方法》JCJ/T70-2009進(jìn)行試樣制備和性能檢測(cè)。

2 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)以1噸普通干混砂漿各原材料用量作為試驗(yàn)用基礎(chǔ)配方，用水量以砂漿稠度控制在80±10mm為準(zhǔn)，每噸干混抹灰砂漿中分別加入不同摻量的粉煤灰、煤渣粉和復(fù)合摻合料（粉煤灰與煤渣粉復(fù)合），研究不同摻量下對(duì)普通干混砂漿的稠度、保水率、抗壓強(qiáng)度的影響，以便指導(dǎo)干混砂漿摻合料的正確使用，真正實(shí)現(xiàn)干混砂漿施工便捷、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 粉煤灰對(duì)普通干混砂漿配合比的試驗(yàn)研究

粉煤灰不同摻量下對(duì)普通干混砂漿的稠度、保水率、抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果如表1和圖1、2所示。

表1 粉煤灰的摻量對(duì)干混砂漿性能的影響

圖1 粉煤灰的摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

由表1及圖1、圖2可以看出，隨著粉煤灰摻量的增加，砂漿拌合物的7d抗壓強(qiáng)度在粉煤灰摻量低于80kg/t時(shí)呈遞增趨勢(shì)，再繼續(xù)增加粉煤灰的摻量，7d抗壓強(qiáng)度略有降低；28d抗壓強(qiáng)度則隨著粉煤灰摻量的增加而不斷增長(zhǎng)。這是因?yàn)榉勖夯业男螒B(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)相對(duì)減少了砂漿拌合物用水量，又在水化過(guò)程中不斷水化產(chǎn)生Ca(OH)2導(dǎo)致體系偏堿性，一定程度上持續(xù)激發(fā)了粉煤灰的潛在活性，從而導(dǎo)致了其抗壓強(qiáng)度的持續(xù)增長(zhǎng)，其保水率也隨著粉煤灰摻量的增加而增長(zhǎng)。

圖2 粉煤灰的摻量對(duì)保水率的影響

3.2 鎂渣粉對(duì)普通干混砂漿配合比的試驗(yàn)研究

鎂渣粉不同摻量下對(duì)普通干混砂漿的稠度、保水率、抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果如表2和圖3、4所示。

表2 鎂渣粉的摻量對(duì)干混砂漿性能的影響

圖3 鎂渣粉的摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

由表2及圖3、圖4中可以看出，鎂渣中含有較高的CaO和SiO2，具有一定的火山灰活性，隨著鎂渣粉摻量的增加，7d、28d抗壓強(qiáng)度均有一定幅度的提高，保水率也有較大幅度的提高。較表1及圖1、圖2粉煤灰摻量及其試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同量摻入鎂渣粉后，砂漿拌合物的性能有所提高。由此可見(jiàn)，鎂渣粉的活性較粉煤灰的潛在活性要高，且鎂渣粉對(duì)砂漿拌合物的保水性更好[3]。

圖4 鎂渣粉的摻量對(duì)保水率的影響

3.3 復(fù)合摻合料對(duì)普通干混砂漿配合比的試驗(yàn)研究

粉煤灰與鎂渣粉復(fù)合，選定摻合料總摻量為90kg/t，不同摻量下對(duì)普通干混砂漿的稠度、保水率、抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果如表3和圖5、6所示。

表3 復(fù)合摻合料的摻量對(duì)干混砂漿性能的影響

圖5 鎂/粉比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

由表3及圖5、圖6中可以看出，固定砂漿拌合物摻合料的總摻量，調(diào)整鎂渣粉與粉煤灰的不同摻加比例，隨著鎂渣粉/粉煤灰比值的增大，7d抗壓強(qiáng)度、28d抗壓強(qiáng)度先增高后降低，于鎂渣粉/粉煤灰為0.8處，抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值；再隨著鎂渣粉摻量增加（粉煤灰摻量降低），抗壓強(qiáng)度急劇下降。鎂渣粉與粉煤灰摻加比例為4：5時(shí)，復(fù)合效果最顯著。這是因?yàn)樵搹?fù)合摻加比例下，砂漿拌合物由于粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)及鎂渣粉的保水性達(dá)到最優(yōu)復(fù)合效果，此時(shí)砂漿拌合物的用水量達(dá)到最優(yōu)，既保證了砂漿拌合物的保水率及較好的稠度，使得砂漿拌合物施工時(shí)有較好的和易性，又保證了砂漿拌合物力學(xué)性能，較好的滿足工程應(yīng)用要求［4］。

4 結(jié)論

（1）在普通干混砂漿中，隨著粉煤灰摻量的增加，保水率可達(dá)87.4%，稠度先增后降，7d和28d抗壓強(qiáng)度有所提高。

（2）在普通干混砂漿中，隨著鎂渣粉摻量的增加，保水率可達(dá)89.2%，稠度先增后降，7d和28d抗壓強(qiáng)度有所提高。

圖6 鎂/粉比對(duì)保水率的影響

（3）復(fù)合化是改善膠凝體系性能的有效途徑之一，通過(guò)各組元性能優(yōu)勢(shì)的有機(jī)組合不僅可以相互彌補(bǔ)各膠凝材料的不足，而且由于相互的激發(fā)作用可產(chǎn)生“1+1＞2”超疊加效應(yīng)。在普通干混砂漿摻入不同摻量的粉煤灰與鎂渣粉復(fù)合摻合料，隨著摻量的增加，保水率可達(dá)89.3%，稠度先降后增，7d和28d抗壓強(qiáng)度有所提高。