機制砂對濕拌砂漿性能的影響研究

馬嘯

（武漢源錦商品混凝土有限公司，湖北武漢 430000）

0 引言

傳統自拌砂漿因和易性差、質量難以保證、施工強度高、環境污染嚴重而受到嚴格限制。與傳統的現場攪拌砂漿相比，預拌砂漿具有質量高、性能穩定、勞動強度低、環境污染小等優點，有利于文明施工，具有廣闊的應用前景。預拌砂漿包括干混砂漿和濕混砂漿，其中干混砂漿也可稱為干粉或干混砂漿，是由膠凝材料、細骨料、一些外加劑和添加劑等組成的固體混合材料。按一定比例經干混工藝制成干粉或顆粒狀固體，散裝或袋裝運至施工現場，加水攪拌后可直接使用。干混砂漿品種繁多，如粘結砂漿、抹灰砂漿、砌筑砂漿等。它們被廣泛使用。干拌砂漿現場拌水，使用靈活，使用幾乎不受時間限制，存放期長，可隨意使用。

1 濕拌砂漿的優點

①新砂漿可以長期施工，避免砂漿的大量浪費和工人攪拌增加造成的砂漿質量的大幅波動（由于新拌砂漿凝結時間短，工人的粗心會導致砂漿硬化結塊造成浪費。為此，工人有時會在即將凝結干燥的砂漿中加入大量的水，在墻上攪拌，導致砂漿強度急劇下降，出現大量的塑性裂縫）；②工人掌握好批蕩工作時間，因為新拌濕砂漿保水性好，收水時間相對較長，避免工人在使用新拌砂漿時需要準確掌握砂漿的收水時間，稍有漏收水時間就會造成砂漿難以搓平；③新型濕砂漿施工流暢，手感好，無須再次攪拌即可在地面長期保持良好的施工性能，可大大降低工人的勞動強度；④新型濕砂漿在基層表面具有較高的粘結強度，能在一定程度上降低墻體空鼓的發生率；在大型施工中，施工組織簡單快捷，砂漿供應及時到位，可以避免現場攪拌效率低、混亂的情況。

2 濕拌砂漿的應用現狀

福建省監管部門已出臺《建筑用砂管理規定》，閩建建〔2018〕24 號和全志安建〔2013〕25 號，從這兩個文件中可以看出，純海砂已被嚴格禁止用于拌制濕混砂漿，而河砂資源日益枯竭，機制砂將更多地用于預拌砂漿。預拌砂漿是近年來備受關注和研究的環保材料。與傳統砂漿相比，預拌砂漿具有質量更高、穩定性更好、工程效率更高、環保等優點。①濕拌砂漿品種豐富，能有效適應各種施工條件和要求，從而配制不同種類的砂漿，所以在一定程度上，濕拌砂漿能更好地滿足不同工程施工的要求。如砌筑砂漿、抹灰砂漿、地面砂漿等；②產品性能優秀。濕拌砂漿在一定程度上實現工業化生產，機制砂的配比可以嚴格控制，保證濕拌砂漿的質量。此外，機制砂可以有效地用于完成濕混砂漿的制備，性價比也會相應提高；③具有綠色生產的特點，使用機制砂配制濕拌砂漿會減少原材料的損失；同時，濕混法還能大大抑制粉塵擴散程度，具有綠色生產的特點；④可以節省人工成本。濕拌砂漿由預拌砂漿廠提供，然后由攪拌機運輸到指定地點，有效降低現場工人的勞動強度，大大提高施工效率。混凝土企業生產濕拌砂漿需要投入較少，但實際回報較大。一些混凝土生產企業可以在不增加新設備的情況下生產和制備濕拌砂漿，這對混凝土生產企業來說是一個很大的優勢。預拌砂漿有兩種：干混砂漿和濕混砂漿。從市場使用量來看，干混砂漿占很大比例，但近年來，濕混砂漿的增長速度很快。從現階段來看，濕拌砂漿的應用研究還存在一些問題：一方面，天然砂資源有限，在沿海地區的使用受到限制，因此在濕拌砂漿中使用機制砂代替天然砂將是一種趨勢；另一方面，配制試拌砂漿的主要原材料細骨料的細度，以及所用天然砂原材料的質量差異較大，抗拉粘結強度低于機制砂，會對砂漿質量產生一定影響；普通混合砂漿抹面干燥后粗糙。針對這些問題，本文研究三種不同細度模數的機制砂對濕拌砂漿稠度、保水性、和易性和收縮性的影響。

3 機制砂對濕拌砂漿的應用

3.1 減速器

考慮到運輸過程中的不可控因素，包括濕拌砂漿在施工現場的儲存時間比商品混凝土長得多，因此對砂漿的和易性、凝結時間和工作性能的穩定性都有一定的要求。因此，緩凝劑往往是濕拌砂漿中的重要添加劑。緩凝劑可分為有機和無機兩類。目前，用于濕混砂漿的有機緩凝劑主要是羥基羧酸及其鹽類。以葡萄糖酸鈉和白糖為例，葡萄糖酸鈉的緩凝效果隨著其含量的增加而增強。在水化初期，由于葡萄糖酸鈉的吸附、絡合和潤濕作用，限制C3S 的水化，阻止CH 的形成，降低水化熱，延緩水化結構的形成。

3.2 纖維

濕混砂漿中使用的纖維可分為化學合成纖維和木質纖維。在濕混砂漿中加入適量不同長度的木纖維，可以有效提高砂漿的抗裂性和產品的觸變性。木纖維可以明顯增強砂漿的韌性和抗折能力，在很大程度上可以防止裂縫的產生。然而，木纖維對砂漿耐久性的影響仍需進一步研究。

機制砂JS4 配制的混凝土在透水性、氯離子滲透性和收縮性方面優于天然砂混凝土，而三種混合砂配制的混凝土在這方面不如天然砂混凝土。原因是天然砂TS1 和機制砂JS4 都屬于中砂的范疇，具有厚度適中、級配良好的特點，而機制砂JS4 還含有豐富的石粉，有利于解決其他材料中混凝土孔隙較多的問題，制備的混凝土密實性更好，抗透水性自然提高。試驗中提到的三種機制砂屬于粗砂范疇，呈片狀，可與天然特細砂充分混合。級配雖然可以優化，但不完全滿足理想級配的要求，因此防滲性能較差。

4 機制砂的質量控制措施

4.1 嚴格控制母材的性能指標

機制砂的基材應為干凈、堅硬、未風化和穩定的石灰石、白云石、花崗巖、安山巖、石英巖、輝綠巖、砂巖和玄武巖。不應使用泥巖、頁巖、板巖和其他生產機制砂。母材必須按《鐵路混凝土工程質量驗收標準（TB 10424—2018）》的要求進行試驗，監理單位應按標準試驗要求對主要指標進行平行見證試驗，特別是加強對母巖抗壓強度、云母含量、硫化物和硫酸鹽含量、堿活性等指標的測試，確保母材不含石膏、蒙脫石或云母等有害成分。當母材發生變化時，必須及時重新取樣檢查。當采用隧道道碴或路塹石料作為基底材料時，除滿足質量要求外，至少每6 個月或當圍巖等級變化或巖性目視變化時，應進行整個工程指標檢測試驗。

4.2 砂漿容器的使用也必須受到管制

①砌體施工時，必須使用砂漿桶。本條為強制性制度規定；②內墻抹灰施工，大空間的抹灰部位，如廠房、辦公樓、住宅樓的客廳、臥室等，必須在清掃地面的基礎上，在地面上鋪鐵皮（或厚油氈布）。鐵皮的規格可以大于0。厚度375mm，寬度1000～1200mm，長度1500mm。含砂漿的鐵皮要周轉使用，要經濟，有波紋和破損的鐵皮要及時更換。并且抹灰工作完成后，預計會完工，所有的地面都會清理干凈；③考慮到實際施工難度和工人操作的空間問題，對于廚房、衛生間、過道、管井等空間較小的房間。不強制采用墊鐵的措施，抹灰前后地面必須清理干凈，做到工完料凈；④外墻抹灰施工時，在清理地面的基礎上，在陽臺、門窗洞口等轉場口設置砂漿盆或鐵皮。未經采取有效措施，嚴禁將砂漿直接傾倒在地板上。

5 結語

隨著我國基礎設施的不斷擴大，許多地區的天然砂供應一直短缺，過度開采天然砂會對當地生態環境造成嚴重破壞。因此，用機制砂代替天然砂已經成為建材行業可持續發展的必然選擇。機制砂因其母巖不同而具有不同的性質。機制砂的砂粒形狀和尺寸對濕拌砂漿的性能有很大影響。因此，機制砂的深入研究對濕混砂漿的未來發展具有重要意義，研究不同種類機制砂巖石原料的生產工藝是生產優質機制砂的重要條件。機制砂巖的粒度分布、形狀、石粉含量和特性對濕拌砂漿的推廣和發展起著重要作用。