礦物摻合料對水泥砂漿流動性能的影響

成 丹 畢芳華

(1.天津市市政工程設計研究院，天津 300051； 2.天津工業大學環境與化學工程學院，天津 300051)

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礦物摻合料對水泥砂漿流動性能的影響

成 丹1畢芳華2

(1.天津市市政工程設計研究院，天津 300051； 2.天津工業大學環境與化學工程學院，天津 300051)

研究了石粉、粉煤灰的復合效應對水泥砂漿流動性能的影響，結果表明，石粉對水泥砂漿起到“分散作用”與“潤滑作用”，粉煤灰亦對水泥砂漿起到“分散作用”，兩者均可增強水泥砂漿的流動性，且復摻改善作用更加明顯，起到了“疊加作用”。

石粉，粉煤灰，流動性

我國正處在大規模基礎建設的時期，每年使用的商品混凝土量長期處在世界第一的位置。混凝土的生產給環境帶來了巨大的損害，如何發展綠色能源，采用低排放的環保材料已成為大勢所趨。

商品混凝土要有良好的泵送性能與自密實性能，這樣才能滿足各種工程的需要。保證良好的泵送性與自密實性的前提是混凝土具有較大的流動性。增加混凝土流動性的方法有摻加礦物摻合料與添加減水劑。礦物摻合料主要來源于工業廢渣，使用礦物摻合料不僅節能利廢，而且能顯著改善混凝土的力學性能、流動性和耐久性等。

王澤云等研究表明,硅灰與磷渣復摻可減小水泥漿的塑性粘度，可顯著增加混凝土的流動性。張旭研究表明，粉煤灰和礦渣的摻入，使新拌混凝土的塑性粘度值變小，工作性與和易性明顯提高。將礦物摻合料磨細，其化學激發作用更加顯著。郭慶偉研究表明，花崗巖、玄武巖和石英巖等摻入混凝土中，其流動度有降低趨勢。

本文主要對摻入石粉、粉煤灰的水泥砂漿的流動性能進行試驗研究。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

石粉：采用廣西隆安瑞豐工貿有限公司生產的碳酸鈣粉；粉煤灰：采用廈門弘鑫泰建材有限公司生產的一級粉煤灰，比表面積480 m2/kg，密度2.28 g/cm3；水泥：采用安徽海螺集團有限責任公司生產的P.I42.5水泥；砂：河砂，細度模數2.6，屬于中砂；減水劑：湖南金華達聚羧酸減水劑，減水率30%；水：生活用水。

1.2 實驗方法

按GB/T 2419—2005水泥膠砂流動度測定方法測試水泥膠砂流動度。水泥—石粉、水泥—粉煤灰、水泥—石粉—粉煤灰試件配合比見表1～表3。

表1 水泥—石粉試件配合比表

表2 水泥—粉煤灰試件配合比表

表3 水泥—石粉—粉煤灰試件配合比表

2 實驗結果與分析

2.1 水泥—石粉試件流動性能

新拌砂漿流動度隨石粉摻量的變化如圖1所示。

圖1是石粉摻量對水泥砂漿流動性能的影響情況，分析圖形可以得出，水泥砂漿的流動性受石粉的摻量影響顯著，其流動性隨著石粉摻量的增加而增大。當石粉摻量為膠凝材料的5%時，試件流動度較純水泥砂漿增加了2.1%，隨著石粉摻量的增加，當石粉摻量為8%，10%，15%時，水泥砂漿的流動性逐漸加大，且流動性增加指數逐漸變大，其流動度較純水泥砂漿分別增加了8.4%，16.3%和22.2%，由此可見，摻加石粉能明顯提高砂漿的流動性。這是由于石粉的離子與水泥顆粒產生了靜電斥力，對水泥砂漿產生了“分散作用”，從而增加了水泥砂漿的流動性；并且石粉顆粒直徑較水泥顆粒小，填充在水泥顆粒之間，起到“潤滑作用”。通過石粉的“分散作用”與“潤滑作用”的雙重效應致使水泥砂漿的流動性能明顯提高。

2.2 水泥—粉煤灰試件流動性能

圖2是粉煤灰摻量對水泥砂漿流動性能的影響情況，分析圖形可以得出，膠砂的流動性能隨著粉煤灰摻量的增加得到明顯改善，當粉煤灰摻量為膠凝材料總量的5%，10%，15%時，砂漿流動度分別比基準水泥膠砂流動度增加了8.8%，18.8%和42%，與石粉相比，同等摻量的粉煤灰在改善砂漿流動性能方面效果更加突出，這主要是由于粉煤灰的三大效應所致：“形貌效應”“顆粒效應”以及“分散效應”。由于粉煤灰的形貌呈球形，在漿體中起到“軸承滾珠”的作用，而石灰石粉顆粒呈多邊棱角狀，所以，粉煤灰較石灰石粉提高膠砂流動度明顯。

2.3 水泥—石粉—粉煤灰試件流動性能

圖3為粉煤灰與石粉復摻時對膠砂流動性能影響。由圖可見，當石粉摻量為8%時，隨著粉煤灰摻量的增加，膠砂的流動度逐漸增大。分別摻入5%,10%,15%的粉煤灰時，膠砂流動度比單摻8%石粉分別增加了15.2%,20.5%和35.8%，比單摻5%,10%,15%的粉煤灰時分別增加了11.9%,6.8%和3%。由此可以得出，復摻石粉和粉煤灰會起到“疊加作用”，較單摻一種礦物改善作用提高。

3 結語

1)石粉可改善水泥砂漿的流動度，隨石粉摻量增加其流動性逐漸增大；當石粉摻量為15%時，水泥砂漿的流動度較純水泥砂漿增加22.2%。2)粉煤灰提高水泥砂漿的流動性能較石粉明顯，當粉煤灰摻量為15%時，水泥砂漿的流動度較純水泥砂漿增加42%。復摻石粉和粉煤灰會起到“疊加作用”，較單摻一種礦物改善作用提高。當固定石粉摻量為8%時，摻入15%的粉煤灰，其流動度較純水泥砂漿增加46%。

[1]汪澤云,石云興.粉體的復合效應對混凝土流動性與流變性能的影響.四川建筑科學研究,2004,3(30):105-107.

[2]張 旭.高摻量復合礦物摻合料自密實混凝土研究.重慶：重慶大學,2004.

[3]郭慶偉.巖石基礦物摻合料對水泥基膠凝材料性能影響研究.長沙：中南大學,2014.

[4]馬燁紅,吳笑梅,樊粵明.石灰石粉作摻合料對混凝土工作性能的影響.混凝土,2007(7):56-59.

[5]張 馳,袁曉露,周世華.礦物摻合料與高效減水劑對水泥基材料流變性能的影響.混凝土，2004(9):43-46.

On influence of mineral admixtures on flow property of cement mortar

Cheng Dan1Bi Fanghua2

(1.TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300051,China;2.SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300051,China)

The paper researches the influence of composite effect of mountain flour and coal ash on the flowing property of the cement mortar, proves by the results that the mountain flour play the roles of dispersion and lubrication of the cement mortar while the latter also has the impact on its dispersion, indicates both of them can enhance its flow property with evident combined admixture, so it has the additive effects.

mountain flour, fly ash, flow property

1009-6825(2015)18-0121-02

2015-04-18

成 丹(1990- )，男，碩士，助理工程師； 畢芳華(1987- )，女，在讀碩士

TU525

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