高爐礦渣造成干混砂漿抹灰爆點的原因分析

李守君 李 泱

（1.魯東大學， 山東 煙臺 264000；2.中國建筑第五工程局有限公司， 湖南 長沙 410000）

0 引言

隨著節能環保的建筑理念的普及和建筑技術的發展，干混砂漿的優勢逐漸顯現出來，其配比科學穩定、質量可控、節能節材的特點逐漸被建筑業推廣使用，現階段幾乎全國各個省市建設主管部門都出具了限制自拌砂漿，統一使用預拌砂漿的相關文件，而作為預拌砂漿其中一種的干混砂漿使用專用砂漿罐儲存，加水攪拌即可使用，相比于濕拌砂漿使用更加方便，保存時間更長。已成為各建筑工地裝飾裝修階段砂漿材料的首選。

1 抹灰爆點

筆者在多年現場施工管理過程中發現，部分工地抹灰完成一個月后逐漸出現爆點現象，即在抹灰層或墻面和頂棚油漆層表面無規則的出現一個一個的圓錐形的砂漿爆裂，爆坑深度約15mm，直徑20～80mm。抹灰爆點現象一旦發生，將在很長一段時間內持續出現，無任何征兆，抹灰完成后無法預防，甚至在房屋交付入住后仍持續出現，嘗嘗困擾業主和參建各方，造成群體索賠、媒體報道等惡劣影響。通過總結尋找共性，凡是出現抹灰爆點的干混砂漿，在配比過程中均摻加了高爐礦渣。因此可以斷定，干混砂漿抹灰爆點與高爐礦渣存在重大聯系。

抹灰墻面和頂棚爆點現象

2 抹灰爆點原因分析

通過對抹灰層爆點處的仔細觀察，可以發現大部分爆點部位中心存在褐色微小顆粒，將其采樣送檢后分析主要成分為過火石灰。石灰生產過程，是石灰石煅燒過程。正常溫度下煅燒得到的石灰色白或帶灰色，具有多孔結構，即內部孔隙率大、晶粒細小、體積密度小，與水作用速度快。但在生產時，若燒制的溫度過高或時間過長，使得石灰表面出現裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，塊體密度大，消化緩慢，這種石灰稱為“過火石灰”。過火石灰主要成分仍然是氧化鈣，消化原理CaO+ H2O = Ca（OH）2+ 64.83kj。其特點是與水作用緩慢，使用后仍能繼續消化，引起結構物體積膨脹，體積膨脹1.5～3.5 倍，在抹灰層內部造成巨大應力，若超過抹灰砂漿的粘結強度就會導致鼓包、隆起、起皮等破壞現象。為避免過火石灰的不利影響，通常需對抹面用的石灰膏進行陳伏處理，但干混砂漿內的過火石灰均未經過陳伏，因此引起干混砂漿抹灰爆點的“元兇”就是過火石灰。

3 高爐礦渣含有過火石灰的原因

為何干混砂漿內會有過火石灰？這就要從干混砂漿添加劑談起。一般情況下，砂漿可視為連續級配的顆粒堆積體系，粗集料之間的空隙由細集料填充，細集料之間的空隙由水泥顆粒填充，而水泥顆粒之間的空隙則需要有更細的顆粒來填充。根據Aim 和Goff 模型理論，當把摻有超細礦物外加劑的水泥基材料看作多元系統，則該系統中存在一個最緊密堆積，其值取決于超細礦物外加劑的粒徑與水泥粒徑之比，該值越小，最緊密堆積值越大，礦渣微粉比水泥顆粒細，在取代了部分水泥后，這些小顆粒填充在水泥顆粒間的空隙中，使膠凝材料具有更好的級配，形成了密實充填結構和細觀層次的自緊密堆積體系；同時還能降低標準稠度下的用水量，在保持相同用水量的條件下又可以提高拌合物的流動性；另外，填充作用還能增加拌合物的粘聚性，防止泌水離析。因此部分生產干混砂漿的廠家會在砂漿內摻加高爐礦渣作為改善砂漿特性的外加劑。

但高爐礦渣是高爐煉鐵過程中的副產品，在煉鐵過程中，氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵，鐵礦石中的二氧化硅、氧化鋁等雜質與石灰等反應生成以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經過淬冷成質地疏松、多孔的粒狀物，即為高爐礦渣。為去除生鐵中的雜質硅，在煉鐵過程中會加入石灰石，與鐵礦石中的二氧化硅反應生成硅酸鹽而除去。反應式如下：

而在煉鐵時，高爐腰位置溫度已達1400～1600℃，風口位置在1700℃以上。因此高爐中添加的石灰石不可避免地會因為溫度過高產生過火石灰。

高爐煉鐵示意圖

4 結論

若爐渣內過火石灰含量過高，且干混砂漿廠家未對爐渣進行特殊處理，則就會造成干混砂漿內存在較多的過火石灰顆粒，在抹灰完成后，砂漿內的過火石灰顆粒在很長一段時間內繼續進行消化反應，體積膨脹，造成抹灰層爆點。為避免抹灰爆點的現象，干混砂漿廠家應嚴格控制高爐礦渣的摻加量，并對其中含有的過火石灰進行針對性的處理。