石灰石粉和粉煤灰復(fù)摻制備砌筑砂漿的試驗(yàn)研究

陸洋，顏世濤

（山東華森建材集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

0 前言

粉煤灰作為一種膠凝材料，其在建筑行業(yè)主要表現(xiàn)在形態(tài)效應(yīng)、火山灰效應(yīng)和微骨料效應(yīng)。無論是在混凝土還是在砂漿中，粉煤灰都已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)踐。但隨著基礎(chǔ)建設(shè)大規(guī)模的展開，粉煤灰量逐漸在下降，這就需要一種新的材料來取代粉煤灰應(yīng)用在混凝土[1-3]以及砂漿中。石灰石粉的出現(xiàn)正順應(yīng)了建筑時代發(fā)展的潮流。隨著科研人員對石灰石粉的不斷研究，人們對石灰石粉的不斷認(rèn)識，使得石灰石粉在建筑行業(yè)內(nèi)逐步得到廣泛的應(yīng)用。石灰石粉應(yīng)用在混凝土以及砂漿[4-7]中，一方面，可以節(jié)約水泥用量；另一方面，還可以改善混凝土以及砂漿的和易性、密實(shí)性等性能。石灰石粉的技術(shù)性能以及經(jīng)濟(jì)效益較明顯。

人工砂是經(jīng)機(jī)械破碎篩分而成，其顆粒尖銳粗糙且?guī)в欣饨牵瑫r在其中不可避免地要含有一定量的石粉，這是人工砂與天然河砂最明顯的區(qū)別所在。目前，人工砂在普通砂漿中的應(yīng)用研究比較欠缺[8-10]，綜上所述，石灰石粉是未來綠色建筑發(fā)展中不可缺少的一種材料，因此，本研究 200 目石灰石粉和Ⅱ級粉煤灰制備復(fù)合摻合料對普通砌筑砂漿性能的影響，得出石灰石粉對普通砌筑砂漿的影響規(guī)律，為推動石灰石粉在普通砌筑砂漿中的應(yīng)用以及工程實(shí)踐提供理論依據(jù)。本文主要研究石灰石粉和Ⅱ級粉煤灰對砌筑砂漿性能（稠度、凝結(jié)時間和保水性）的影響。

1 試驗(yàn)原材料、試驗(yàn)儀器

1.1 試驗(yàn)原材料

水泥：山東濟(jì)南山水集團(tuán)水泥廠 P·O42.5 水泥，其性能指標(biāo)如表1 所示。

表1 水泥的性能指標(biāo)

粉煤灰：山東濟(jì)南黃臺電廠Ⅱ級灰，其性能指標(biāo)如表2 所示。

表2 Ⅱ 級粉煤灰的性能指標(biāo)

石灰石粉：山東濟(jì)南萊蕪地區(qū)機(jī)制砂廢料經(jīng)粉磨后得到的 200 目石粉，比表面積 315m2/kg，氧化鈣53.0%，二氧化硅 2.16%。

砂：山東濟(jì)南山東華森混凝土集團(tuán)人工砂，細(xì)度模數(shù) 3.0，為石灰?guī)r碎石機(jī)械破碎。

外加劑：山東濟(jì)南安順達(dá)化工有限公司生產(chǎn)的砂漿增稠保水材料 BT。

水：為飲用自來水。

1.2 主要儀器

稠度試驗(yàn)儀器：砂漿稠度儀、鋼制搗棒、秒表等；凝結(jié)時間試驗(yàn)儀器：凝結(jié)時間測定儀；保水性試驗(yàn)儀器：金屬圓環(huán)試模、可密封的取樣容器、2kg 的重物、棉紗、超白濾紙等。

2 結(jié)果與討論

2.1 200 目石灰石粉對砌筑砂漿性能的影響

200 目石灰石粉摻量對砌筑砂漿性能的影響如表3和圖1 所示。

從表3 和圖1 中可以看出：隨著石灰石粉摻量的增加，其砌筑砂漿凝結(jié)時間及保水性都隨之降低，而稠度變化不大（都在 70～90mm 范圍內(nèi)），凝結(jié)時間縮短45min，保水性降低 4.2%。200 目石灰石粉顆粒呈現(xiàn)不規(guī)則棱角狀，且顆粒級配搭配情況不好，在水泥、粉煤灰以及細(xì)集料顆粒中填充效果不明顯，因此，隨 200 目石灰石粉摻量的增加，砌筑砂漿保水性能逐漸降低。

圖1 石灰石粉摻量對砌筑砂漿性能的影響

表3 石灰石粉摻量對砌筑砂漿性能的影響

2.2 Ⅱ級粉煤灰對砌筑砂漿性能的影響

Ⅱ 級粉煤灰砌筑砂漿的性能如表4 和圖2 所示。

表4 Ⅱ 級粉煤灰摻量對砌筑砂漿性能的影響

圖2 Ⅱ級粉煤灰摻量對砌筑砂漿性能的影響

從表4 和圖2 中可以看出：在砌筑砂漿稠度規(guī)定范圍內(nèi)（70～90mm），隨著粉煤灰摻量的增加，砌筑砂漿凝結(jié)時間、保水性都隨之增加，凝結(jié)時間延長285min，保水性增加 3.7%。一方面由于粉煤灰水化反應(yīng)活性較低，其成分中具有活性的 SiO2和 Al2O3、Fe2O3等活性成分和 Ca(OH)2進(jìn)行二次反應(yīng)才能生成低堿性水化產(chǎn)物，另一方面粉煤灰表面的玻璃質(zhì)使水泥水化進(jìn)程緩慢，因此，粉煤灰的摻入導(dǎo)致砂漿凝結(jié)時間的延長。粉煤灰碳粒等多孔顆粒較多，相應(yīng)的需水量也較多，保水性增加，稠度隨之降低。

2.3 復(fù)合摻合料對砌筑砂漿性能的影響

復(fù)合摻合料砌筑砂漿的性能如表5 和圖3 所示。

從表5 和圖3 中可以看出：在砌筑砂漿規(guī)定稠度范圍內(nèi)（70～90mm），隨著 200 目石灰石粉摻合料摻量的增加，其砌筑砂漿保水性出現(xiàn)先增加后減小的趨勢，而凝結(jié)時間則隨之減小。當(dāng)復(fù)合摻合料中 200 目石灰石粉摻量 9.1% 時，其保水性達(dá)到 94.2%，保水性較好。這種先增加后減小的現(xiàn)象是由于少量石灰石粉能夠起到潤滑作用，減少顆粒間阻力，繼續(xù)增加石灰石粉摻量棱角狀顆粒增加，保水性降低。

表5 石灰石粉和粉煤灰復(fù)摻對砌筑砂漿性能的影響

圖3 復(fù)摻料中石灰石粉摻量對砌筑砂漿性能的影響

4 結(jié)論

（1）石灰石粉在砌筑砂漿中具有良好的填充效應(yīng)和微集料效應(yīng)，需水量比粉煤灰小，可與其他礦物摻合料復(fù)摻使用。

（2）摻 200 目石灰石粉和Ⅱ級粉煤灰的砌筑砂漿的各種性能指標(biāo)可達(dá)到相關(guān)行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)、工程的要求。