利用電石渣生產加氣混凝土專用砂漿的試驗研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司，泉州 362000）

利用電石渣生產加氣混凝土專用砂漿的試驗研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司，泉州 362000）

本文通過試驗研究得出砂漿的各項性能，結果分析表明，利用電石渣生產的蒸壓加氣混凝土專用砂漿，各項性能指標均符合國家標準要求，說明電石渣生產加氣混凝土專用砂漿是可行的，這不僅為電石渣廢料的綜合利用開辟了一條新途徑，也保護了生態環境，具有極好的環保效益。

電石渣；專用砂漿；性能；環保效益

電石渣是生產乙炔氣過程中排出的廢料，其主要成分為氫氧化鈣[1]。福建省湄洲灣氯堿工業有限公司作為我國東南地區最大的一家大型氯堿企業，每年生產剩余的電石渣廢料約六十萬噸，這些電石渣廢料長期堆積不但占用大量土地，而且對土地有嚴重的侵蝕作用。如何綜合有效利用這些廢料，是目前急需解決的問題。

目前市場上的加氣混凝土砌塊吸水率大，體積變形系數偏大，材料較脆，強度偏低，傳統的砌筑砂漿和抹面砂漿與其材性不配套，易導致空鼓和開裂，嚴重影響建筑質量，因此需用專門的蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿和抹面砂漿[2]。本研究主要嘗試將電石渣應用于蒸壓加氣混凝土砌塊專用砂漿，生產出符合國家標準要求的、具有成本低、保水性好、粘結強度高、低收縮等優點的專用砌筑砂漿，達到變廢為寶、綜合利用的目的。

1 原材料

1.1 電石渣

電石渣的主要成分為Ca(OH)2，有害成分如K2O，Na2O，SO3等會在從石灰石到電石渣的過程中熔融、揮發、溶解，所以含量一般比較低。電石渣顆粒細微，10～15μm的占60%～80%，比重小，粘附性強且具有很強的吸水性，因此在使用時需先進行烘干、粉磨和過篩。

試驗用電石渣為福建省東南電化股份有限公司生產廢料，主要成分CaO，約占65%，SiO2約8%。

1.2 粉煤灰

試驗使用的粉煤灰取自某電廠的II級灰，細度12.5%，需水量比98%，燒失量2.85%。

其化學組成見表1。

1.3 水泥

符合GB 175規定，強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。試驗采用的是福建省紅獅水泥廠生產的P·O 42.5水泥。

1.4 砂

符合GB/T 1468規定的中砂。

1.5 加氣混凝土專用砂漿外加劑

由保水劑、無機礦粉等組成，符合GB 8076的指標要求。

1.6 活性激發劑

表1 粉煤灰的化學成分 %

活性激發劑的主要成分為無機鹽和萘磺酸鹽復合物，具有激發粉煤灰活性和減水、致密實、增強的功效。

2 試驗方法

將原材料烘干后，按照配合比進行攪拌，使之混合均勻，再加入一定量的粘結劑、發泡劑和水，攪拌3分鐘。按照JC 890-2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》進行試驗。

試驗主要檢測項目分別為干密度、分層度、凝結時間、抗壓強度、粘結強度、收縮值和導熱系數。其配合比如表2所示（按質量計算）。

表2 砂漿試樣的配合比 kg/m3

3 試驗結果與分析

試驗對制得的砂漿分別進行干密度、分層度、凝結時間、抗壓強度、粘結強度、收縮值和導熱系數的檢測，試驗結果如表3和圖1～圖7所示。

從表3及圖1～圖3可以看出，隨著電石渣摻量的增加，干密度、分層度逐漸減小，而凝結時間則逐漸增加，這是由于電石渣的堆積密度大約為650～700kg/m3，而粉煤灰的堆積密度為800～900 kg/m3，因此隨著粉煤灰的減少，電石渣的增加，干體積密度也相應的降低[3]；隨著電石渣的增加，其分層度減少是由于電石渣主要成分為Ca(OH)2，它通過平面多層礦物結構的物理吸附水原理，在凝結硬化前使得砂漿水分不易從漿體中析出，并且使砂漿拌合物形成膏狀物，因此電石渣越多，其保水性能越好，這也是導致凝結時間增加的原因，同時砂漿的保水性太好，水分不易被塊料吸收，會影響水泥漿與塊料的粘結[4]，造成分層度下降，適宜的分層度應為10～20mm。

表3 砂漿試驗結果

此外，由表3和圖4～圖7可知，電石渣摻量增加，砂漿的抗壓強度和粘結強度是先增加后減小，收縮值逐漸增大，導熱系數逐漸減小的。對于強度變化趨勢，主要是因為摻入激發劑，在其作用下，粉煤灰與電石渣中的石灰膏成分發生火山灰反應，產生較大強度，但是隨著電石渣摻量的增加和粉煤灰的減少，電石渣過量，這些電石渣起不到塑化作用，則會導致強度下降；而對于收縮值來說，隨著電石渣的增加，漿體中Ca(OH)2的含量也增加，這些多余的Ca(OH)2會與空氣中的CO2發生鈣化反應，會造成收縮越來越嚴重，成為漿體中的薄弱環節，不僅影響強度而且導致收縮增加。另外由于摻入發泡劑，成型后的砂漿體內部具有較均勻封閉的小孔，這些小孔起到保溫隔熱的作用，因此隨著電石渣摻量增加，砂漿的導熱系數是逐漸下降的，從2號至5號樣品，其導熱系數均較小，均符合國標JC 890-2001中關于導熱指標的要求。

由圖表及以上分析可知，在本研究中最佳配比為3號，其干密度為1270 kg/m3，分層度為19mm，凝結時間為4h，抗壓強度為6.1MPa，粘結強度為0.21MPa，收縮值為0.29mm/m。導熱系數為0.63W/（m·K），各項指標均符合JC 890-2001中M5.0等級水泥砂漿的要求。

4 結論

（1）隨著電石渣摻量的增加，砂漿的干密度和分層度越來越小，凝結時間逐漸增加，保水性越來越好，但分層度如果太小，則會影響砂漿的粘結性能。

（2）隨著激發劑的摻入，粉煤灰會與電石渣發生火山灰反應，增加砂漿強度，電石渣摻量太大會引起收縮增大，導致開裂，強度也會有所下降。

（3）由于摻入發泡劑，砂漿導熱系數隨著電石渣摻量的增加而逐漸減小。

（4）試驗研究表明，利用電石渣生產蒸壓加氣混凝土專用砂漿是可行的，具有良好的環保效益。

[1]楊旭等.電石渣用于普通建筑砂漿試驗研究[J].建筑材料，2000，3：35.

[2]殷仲海.蒸壓加氣混凝土用抹面砂漿的研制及應用[J].湖北教育學院學報，2003，5（20）：36-38.

[3]武相萍等.電石渣粉體性能的研究[J].水泥，2009，5：18-19.

[4]張秀芳等.建筑砂漿技術解讀 [M].北京：中國建材工業出版社，2009.

林明（1965-），男，福建省泉州市建科工程材料檢測有限公司經理。

[單位地址]福建省泉州市豐澤區東海大街商住樓CQ1號樓（362000）