濕拌砂漿性能影響因素的探究

陳均僑 曹小榮 王啟宇

（廣東浪淘砂新型材料有限公司）

0 引言

目前濕拌砂漿處于興起推廣階段，各地區差異較大，廣東省起步早、發展快，濕拌砂漿用量占總砂漿用量的80%以上，深圳市甚至達95%以上。而我國大部分地區發展較慢，市場開發潛力巨大。濕拌砂漿的產品性能達到國標要求不難，困難的是如何滿足施工要求，即如何調節開放時間，這也成為濕拌砂漿推廣應用的技術關鍵。如何做好濕拌砂漿，讓濕拌砂漿能夠快速的在全國發范圍內全面推廣，還需要我們做很多的努力。

濕拌砂漿保塑性的好壞直接影響了濕拌砂漿的使用質量，如果保塑性達不到預期的效果，很容易被施工單位投訴，也容易出現濕拌砂漿大面積提前干硬的質量事故。在實際的生產過程中我們遇到很多狀況，比如，濕拌砂漿到工地后狀態干散沒有粘性、濕拌砂漿出現假凝現象、濕拌砂漿開放時間縮短提前干硬、濕拌砂漿施工后出現爆點等情況。根據實際生產中發現的濕拌砂漿的問題，我們也相應的找到原因，并做了實驗室的實驗驗證，總結了影響濕拌砂漿保塑性能的一些主要原因。

1 濕拌砂漿初始稠度大小對濕拌砂漿的影響

濕拌砂漿初始稠度太小，濕拌砂漿初始狀態的自由水含量偏少，導致濕拌砂漿稠度損失過快，為了驗證這一現象，我們設計如下試驗：設計M10濕拌砂漿試驗，通過加水量改變濕拌砂漿的初始稠度，研究不同初始稠度濕拌砂漿的稠度經時損失規律。

圖1是不同初始稠度的濕拌砂漿的稠度經時損失變化圖，從圖中可以看出，濕拌砂漿的初始稠度越小，8小時的稠度損失越大，砂漿的保塑時間大大縮短，因此我們在生產濕拌砂漿的時候一定要將濕拌砂漿體系中的初始自由水加夠，才能保證濕拌砂漿的可塑時間，濕拌砂漿的初始稠度最好能控制在95～105mm之間。

表1 試驗原材料配合比 （㎏/m3）

圖1 不同初始稠度的濕拌砂漿的稠度經時損失

從表2中數據可以看出，不同初始稠度的濕拌砂漿在條件養護箱中的凝結時間隨初始稠度的增大而增大，主要原因是初始稠度較小的濕拌砂漿中的自由水偏少，因此凝結時間偏短。不同初始稠度濕拌砂漿的7天、28天抗壓強度隨濕拌砂漿的初始稠度的增加而減小，主要原因是因為不同初始稠度的濕拌砂漿的水灰比隨著初始稠度的增加而變大，水灰比越小砂漿強度越大。

表2 不同初始稠度砂漿的凝結時間和7天、28天抗壓強度

2 摻合料中氧化鈣的含量對濕拌砂漿性能的影響

生產濕拌砂漿的原材料石灰石粉中氧化鈣的含量對濕拌砂漿的影響也很大，實際生產中我們發現石灰石粉如果顯強堿性，那么濕拌砂漿的稠度經時損失會很大，砂漿會表現出干散，提前干硬的情況。根據這一現象我們設計試驗，將石灰石粉不同比例用氧化鈣替代，分析不同氧化鈣替代比例的石粉制備濕拌砂漿后的狀態。

通過表3試驗數據可以看出，隨著氧化鈣摻量的提高，濕拌砂漿的需水量逐漸增大；圖2的結果顯示濕拌砂漿的凝結時間隨氧化鈣參量的增加而逐漸變短，表4的結果可以看出稠度損失隨氧化鈣摻量的增大而逐漸增大；分析原因主要是因為生石灰遇水會反應變成熟石灰，這個反應過程中會消耗一定量的自由水，因此濕拌砂漿的需水量隨著氧化鈣含量的增大而增大。生石灰在濕拌砂漿中會消耗很多自由水，同時生成的熟石灰會使濕拌砂漿的初始體系中的鈣離子和氫氧根離子濃度升高，濕拌砂漿的凝結時間相應縮短。

表3 試驗原材料配合比 （㎏/m3）

圖2 石粉中氧化鈣的含量對濕拌砂漿凝結時間的影響

表4 石粉中氧化鈣的含量對濕拌砂漿保塑時間的影響

3 粉料中半水石膏、二水石膏對濕拌砂漿的影響

假凝是指水泥摻水攪拌后，幾分鐘內物料就失去流動性，經過劇烈攪拌后，水泥漿又恢復流動性達到正常凝結。在實際工程應用中，發現在使用某品牌的P.O42.5R水泥時，濕拌砂漿會出現假凝現象。查閱相關資料[1]發現了假凝的主要原因是應為鋁酸三鈣的含量或活性偏低，而石膏又過度脫水，特別是石膏過度脫水的同時伴有堿含量高時特別容易出現假凝現象。因此我們設計實驗研究了不同摻量的半水石膏和二水石膏對濕拌砂漿的影響。

表5 試驗原材料配合比 （㎏/m3）

從圖3、圖4中可以看出，半水石膏對濕拌砂漿的稠度損失有較大的影響，二水石膏則影響不是很大，這與已經報道[1]出來的文獻中的結果是一致的，半水石膏在遇水后使濕拌砂漿液相中SO42-過高，快速生成了無明顯熱效應的水化產物，如次生石膏（CaSO4·2H2O）、鉀石膏（K2SO4·CaSO4·H2O）等，次過程消耗了濕拌砂漿的中的自由水，濕拌砂漿自由水的減少稠度損失增大。

圖3 半水石膏的含量對濕拌砂漿稠度損失的影響

圖4 二水石膏的含量對濕拌砂漿稠度損失的影響

從圖5中的結果我們可以看出，濕拌砂漿的凝結時間隨著水泥中半水石膏含量的增大而降低，主要原因是半水石膏在遇水后快速形成的次生石膏（CaSO4·2H2O）、鉀石膏（K2SO4·CaSO4·H2O）為水泥的硬化提供了晶核，促進了水泥的硬化。

圖5 水泥中半水石膏的含量對濕拌砂漿凝結時間的影響

從圖6的結果可以看出，濕拌砂漿的凝結時間隨著水泥中二水石膏含量的增大而增大，說明二水石膏對水泥有緩凝作用，其主要的原因是水泥中的鋁酸三鈣遇水很快反應，二水石膏可以很快與鋁酸三鈣及氫氧化鈣發生反應生成難溶于水的水化硫鋁鈣（即鈣礬石C3A·3Ca-SO4·Ca（OH）2，在C3A粒子表面形成包裹層，阻止了C3A進一步水化，使溶液中鋁酸鹽的溶解度降低，以致鋁酸鈣的水化產物不能分離出來，從而對水泥起到緩凝作用。總曲線的趨勢我們可以看出，當二水石膏的摻量達到5%的是否這種緩凝作用趨于平緩，因此，水泥中二水石膏的摻量應和鋁酸三鈣的含量成一定比例關系,并非越多越好。

圖6 水泥中二水石膏的含量對濕拌砂漿凝結時間的影響

4 總結

濕拌砂漿初始稠度的大小直接影響了濕拌砂漿的保塑效果，在生產過程中濕拌砂漿體系中初始的自由水沒有加夠，導致砂漿稠度損失大，保塑性差，提前干硬等情況；因此我們生產濕拌砂漿的出廠稠度盡量控制在95～105mm為佳。

制備濕拌砂漿的摻合料，如石粉中摻入了生石灰，導致石灰石粉呈堿性，堿性的石粉在濕拌砂漿中會加速水泥的水化，導致濕拌砂漿稠度損失變大，凝結時間縮短。因此，我們在原材料的進場檢驗時要控制石粉的pH值為中性。

水泥中的鋁酸三鈣含量以及水泥中的石膏的類型和含量也會引起濕拌砂漿的質量波動，如果水泥中的鋁酸三鈣含量偏高，濕拌砂中加入糖類的緩凝劑后會加速鋁酸三鈣的溶解[2]，如果水泥中的二水石膏含量偏少，那么鋁酸三鈣不能與二水石膏形成鈣釩石，鋁酸三鈣快速硬化，濕拌砂漿出現促凝現象。

綜上所述，我們在生產濕拌砂漿的時候要嚴格控制原料的品質、生產的流程、出廠檢驗等環節，只有嚴格把控好每個環節才能生產出好的濕拌砂漿。