利用電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿的試驗研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司，泉州 362000）

利用電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿的試驗研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司，泉州 362000）

本文通過試驗研究得出砂漿的各項性能，結(jié)果分析表明，利用電石渣生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土專用砂漿，各項性能指標均符合國家標準要求，說明電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿是可行的，這不僅為電石渣廢料的綜合利用開辟了一條新途徑，也保護了生態(tài)環(huán)境，具有極好的環(huán)保效益。

電石渣；專用砂漿；性能；環(huán)保效益

電石渣是生產(chǎn)乙炔氣過程中排出的廢料，其主要成分為氫氧化鈣[1]。福建省湄洲灣氯堿工業(yè)有限公司作為我國東南地區(qū)最大的一家大型氯堿企業(yè)，每年生產(chǎn)剩余的電石渣廢料約六十萬噸，這些電石渣廢料長期堆積不但占用大量土地，而且對土地有嚴重的侵蝕作用。如何綜合有效利用這些廢料，是目前急需解決的問題。

目前市場上的加氣混凝土砌塊吸水率大，體積變形系數(shù)偏大，材料較脆，強度偏低，傳統(tǒng)的砌筑砂漿和抹面砂漿與其材性不配套，易導致空鼓和開裂，嚴重影響建筑質(zhì)量，因此需用專門的蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿和抹面砂漿[2]。本研究主要嘗試將電石渣應用于蒸壓加氣混凝土砌塊專用砂漿，生產(chǎn)出符合國家標準要求的、具有成本低、保水性好、粘結(jié)強度高、低收縮等優(yōu)點的專用砌筑砂漿，達到變廢為寶、綜合利用的目的。

1 原材料

1.1 電石渣

電石渣的主要成分為Ca(OH)2，有害成分如K2O，Na2O，SO3等會在從石灰石到電石渣的過程中熔融、揮發(fā)、溶解，所以含量一般比較低。電石渣顆粒細微，10～15μm的占60%～80%，比重小，粘附性強且具有很強的吸水性，因此在使用時需先進行烘干、粉磨和過篩。

試驗用電石渣為福建省東南電化股份有限公司生產(chǎn)廢料，主要成分CaO，約占65%，SiO2約8%。

1.2 粉煤灰

試驗使用的粉煤灰取自某電廠的II級灰，細度12.5%，需水量比98%，燒失量2.85%。

其化學組成見表1。

1.3 水泥

符合GB 175規(guī)定，強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。試驗采用的是福建省紅獅水泥廠生產(chǎn)的P·O 42.5水泥。

1.4 砂

符合GB/T 1468規(guī)定的中砂。

1.5 加氣混凝土專用砂漿外加劑

由保水劑、無機礦粉等組成，符合GB 8076的指標要求。

1.6 活性激發(fā)劑

表1 粉煤灰的化學成分 %

活性激發(fā)劑的主要成分為無機鹽和萘磺酸鹽復合物，具有激發(fā)粉煤灰活性和減水、致密實、增強的功效。

2 試驗方法

將原材料烘干后，按照配合比進行攪拌，使之混合均勻，再加入一定量的粘結(jié)劑、發(fā)泡劑和水，攪拌3分鐘。按照JC 890-2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》進行試驗。

試驗主要檢測項目分別為干密度、分層度、凝結(jié)時間、抗壓強度、粘結(jié)強度、收縮值和導熱系數(shù)。其配合比如表2所示（按質(zhì)量計算）。

表2 砂漿試樣的配合比 kg/m3

3 試驗結(jié)果與分析

試驗對制得的砂漿分別進行干密度、分層度、凝結(jié)時間、抗壓強度、粘結(jié)強度、收縮值和導熱系數(shù)的檢測，試驗結(jié)果如表3和圖1～圖7所示。

從表3及圖1～圖3可以看出，隨著電石渣摻量的增加，干密度、分層度逐漸減小，而凝結(jié)時間則逐漸增加，這是由于電石渣的堆積密度大約為650～700kg/m3，而粉煤灰的堆積密度為800～900 kg/m3，因此隨著粉煤灰的減少，電石渣的增加，干體積密度也相應的降低[3]；隨著電石渣的增加，其分層度減少是由于電石渣主要成分為Ca(OH)2，它通過平面多層礦物結(jié)構(gòu)的物理吸附水原理，在凝結(jié)硬化前使得砂漿水分不易從漿體中析出，并且使砂漿拌合物形成膏狀物，因此電石渣越多，其保水性能越好，這也是導致凝結(jié)時間增加的原因，同時砂漿的保水性太好，水分不易被塊料吸收，會影響水泥漿與塊料的粘結(jié)[4]，造成分層度下降，適宜的分層度應為10～20mm。

表3 砂漿試驗結(jié)果

此外，由表3和圖4～圖7可知，電石渣摻量增加，砂漿的抗壓強度和粘結(jié)強度是先增加后減小，收縮值逐漸增大，導熱系數(shù)逐漸減小的。對于強度變化趨勢，主要是因為摻入激發(fā)劑，在其作用下，粉煤灰與電石渣中的石灰膏成分發(fā)生火山灰反應，產(chǎn)生較大強度，但是隨著電石渣摻量的增加和粉煤灰的減少，電石渣過量，這些電石渣起不到塑化作用，則會導致強度下降；而對于收縮值來說，隨著電石渣的增加，漿體中Ca(OH)2的含量也增加，這些多余的Ca(OH)2會與空氣中的CO2發(fā)生鈣化反應，會造成收縮越來越嚴重，成為漿體中的薄弱環(huán)節(jié)，不僅影響強度而且導致收縮增加。另外由于摻入發(fā)泡劑，成型后的砂漿體內(nèi)部具有較均勻封閉的小孔，這些小孔起到保溫隔熱的作用，因此隨著電石渣摻量增加，砂漿的導熱系數(shù)是逐漸下降的，從2號至5號樣品，其導熱系數(shù)均較小，均符合國標JC 890-2001中關于導熱指標的要求。

由圖表及以上分析可知，在本研究中最佳配比為3號，其干密度為1270 kg/m3，分層度為19mm，凝結(jié)時間為4h，抗壓強度為6.1MPa，粘結(jié)強度為0.21MPa，收縮值為0.29mm/m。導熱系數(shù)為0.63W/（m·K），各項指標均符合JC 890-2001中M5.0等級水泥砂漿的要求。

4 結(jié)論

（1）隨著電石渣摻量的增加，砂漿的干密度和分層度越來越小，凝結(jié)時間逐漸增加，保水性越來越好，但分層度如果太小，則會影響砂漿的粘結(jié)性能。

（2）隨著激發(fā)劑的摻入，粉煤灰會與電石渣發(fā)生火山灰反應，增加砂漿強度，電石渣摻量太大會引起收縮增大，導致開裂，強度也會有所下降。

（3）由于摻入發(fā)泡劑，砂漿導熱系數(shù)隨著電石渣摻量的增加而逐漸減小。

（4）試驗研究表明，利用電石渣生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土專用砂漿是可行的，具有良好的環(huán)保效益。

[1]楊旭等.電石渣用于普通建筑砂漿試驗研究[J].建筑材料，2000，3：35.

[2]殷仲海.蒸壓加氣混凝土用抹面砂漿的研制及應用[J].湖北教育學院學報，2003，5（20）：36-38.

[3]武相萍等.電石渣粉體性能的研究[J].水泥，2009，5：18-19.

[4]張秀芳等.建筑砂漿技術(shù)解讀 [M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2009.

林明（1965-），男，福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司經(jīng)理。

[單位地址]福建省泉州市豐澤區(qū)東海大街商住樓CQ1號樓（362000）