磨細生石灰粉在干粉砂漿中的應用研究

蔡正國

（江蘇四維工程咨詢管理有限公司， 江蘇 泗陽 223700）

磨細生石灰粉在干粉砂漿中的應用研究

蔡正國

（江蘇四維工程咨詢管理有限公司， 江蘇 泗陽 223700）

伴隨著建筑行業的不斷發展和人們環保意識的提高，磨細生石灰粉被廣泛地應用在市政工程建設中，為合理應用磨細生石灰粉，我們應加強在磨細生石灰粉相關特性方面的研究。筆者將結合自身工作經驗，粗略探討磨細生石灰粉在干粉砂漿中的應用，希望能拓寬磨細生石灰粉的應用范圍。

磨細 生石灰粉 干粉砂漿 應用研究

前言：干粉砂漿隸屬商品砂漿，近年來，被廣泛地應用在各個國家。長期以來，石灰膏是最為理想的優化砂漿和易性的材料，然而卻存在含水量較高、容易出現爆裂等不良現象，占用一定的施工空間等不足之處。在普通砂漿的生產過程中主要憑借石灰膏優化和易性，卻不適用于干粉砂漿中。因此，對于干粉砂漿的研究主要應集中在優化和易性方面。部分外國國家向干粉砂漿中添加消化石灰粉來優化和易性，雖有一定成效，但成本投入較多，為降低成本投入，我國提出了向干粉砂漿中加入砂漿稠化粉，可有效優化干粉砂漿，且經濟實惠。

一、石灰水化特點

通常，在使用石灰之前，應將其消化形成消石灰或石灰膏后方可使用，具體原因如下：

（一）石灰水化反應能力強于其余膠凝材料。石灰遇到水后，散發大量的熱量，水受熱變成水蒸氣逐漸沸騰，進而對石灰的凝聚產生一定的破壞，導致石灰漿體內部松散、不存在關聯，最終形成消石灰，由此可知，石灰經水化反應后無法完全凝結和硬化[1]。

（二）石灰水化時在增加固相體積的同時，還會增加空隙體積，進而出現體積膨脹的現象。在此過程，如若不能限制石灰的負面膨脹，將會出現體積的不良形變。在實踐活動中，如若釋放石灰的放熱量，限制石灰體積膨脹，禁止凝結后的再次攪拌，則石灰會向水泥等膠凝材料出現相同的凝結于硬化，進而充分使用石灰。

相關研究表明，通過以下四種方法可限制石灰水化反應過程中的放熱情況和體積變化：

1.改變細度

石灰細度直接影響著消化反應中的體積變化情況，大量試驗研究表明，粒度越細的石灰，消化過程中的體積形變越小[2]。例如在650℃條件煅燒獲得的生石灰，在相同水灰比下，不會出現體積膨脹現象；

2.改變水灰比

水灰比對石灰消化過程中的形變影響具體表現如下：石灰水化反應過程中的膨脹值與水灰比呈現負相關[3]。而伴隨著水灰比的不斷增加，石灰漿體硬化強度隨之下降。因此，為有效限制石灰消化膨脹的同時，滿足預期標準，應憑借相應試驗，確定最理想的水灰比；

3.改變消化溫度

在石灰消化過程中，介質溫度直接影響著石灰漿體膨脹情況，石灰漿體體積隨著介質溫度的增高而不斷增加；

4.添加石膏等外加劑

若向石灰中加入適量的石膏，則無論在何種水灰比和介質溫度條件下，均會顯著縮小石灰漿體的膨脹體積。這主要是因為石膏屬于石灰水化抑制劑，可限制石灰水化速度，進而保持水化速率和產物轉移速率的一致性，另外，石膏縮減了吸附水擴散層的厚度，降低了空隙體積增量。

二、石灰水化對砂漿的影響

磨細生石灰等在特定條件下可與其余膠凝材料出現相同的凝結和硬化效果。在生產實踐活動中，應通過合理的方法限制限制石灰粉的水化放熱情況和體積膨脹效果，在此過程無須進行預消化。因此，借助磨細生石灰粉優化干粉砂漿和易性具有重要的研究價值。本試驗預先設計以磨細生石灰粉為主，輔以化學添加劑，取代原有的石灰膏。為獲得理想的試驗效果，應妥善解決以下問題：

（一）確定磨細生石灰的添加量；

（二）確定最理想的水灰比，為規避在石灰水化過程中出現負面膨脹，應有效控制水灰比；

（三）本試驗中使用纖維素醚類化學添加劑，為合理控制砂漿成本，應適當使用化學添加劑。

三、試驗方案

在本試驗中選用中砂作為填料，選用等級在32左右的硅酸鹽水泥三級粉煤灰。為顯著對比干粉砂漿中添加粉煤灰和磨細生石灰的差異，設計三組試驗，第一組水泥砂漿，不添加任何材料；第二組在第一組的基礎上添加粉煤灰；第三組在第二組的基礎上添加磨細生石灰，對比分析。在第三組中，添加磨細生石灰粉一方面是通過氫氧化鈣刺激粉煤灰特性，另一方面優化砂漿和易性，且磨細生石灰的添加量分別為5%、10%、15%。

四、試驗結果

依照上述試驗方案，圍繞分層程度、稠度、抵抗壓力性能等指標針對干粉砂漿開展試驗，其試驗結果如下：

（一）磨細生石灰粉添加量對砂漿強度的影響

本試驗中的三組試驗與預期強度存在一定的差距，設計強度越大則差異越顯著，因此，應在本試驗的基礎上調整干粉砂漿配比。第二組試驗與第一組試驗相比，相應的二十八天的抵抗壓力性能均值和第一組相比降低了三分之一左右，由此可知，三級粉煤灰無法增強干粉砂漿性能。第三組干粉砂漿配比建立在第一組和第二組之上，并進行超添加量計算，二十八天的抵抗壓力性能均值和第二組相比，強度降低了 17%，這表明磨細生石灰粉沒有發揮任何作用，在配置比設計過程中使用的超添加量計算方法不適宜。第三組中的配比應在預期設計的基礎上進行一定的調整。大量試驗研究表明，磨細生石灰粉的添加量對干粉砂漿的影響程度較小，因此，應通過干粉砂漿的和易性確定最理想的添加量。

（二）磨細生石灰粉添加量對干粉砂漿性能的影響

第一組與第二組干粉砂漿的稠度絕大多數不超過50毫米，且在攪拌過程中，粘結性能不良，不斷增加用水量，也無法改進干粉砂漿的稠度，相應的分層度不滿足標準。雖然粉煤灰在某種程度上可優化干粉砂漿的和易性，然而，因砂灰含量較多，優化效果不明顯。添加粉煤灰的干粉砂漿的持水性、流動性等指標不滿足砌筑砂漿標準。第三組干粉砂漿中因添加磨細石灰粉，與第一組和第二組相比，具有較好的粘結性、持水性和流動性，與砌筑砂漿性能基本相符[5]。

為全面優化干粉砂漿性能，本試驗中還針對化學添加劑和易性改善效果進行研究，本試驗中使用的是纖維素醚類添加劑，相應的試驗結果表明，若想獲得相同的和易性，應向添加磨細生石灰粉的干粉砂漿中加入0.1%左右的纖維素醚類化學添加劑，這與只添加相同化學添加劑且和易性一樣的干粉砂漿相比，節省了較多的化學添加劑，最終的成本投入較少。這主要因為化學添加劑的成本較高，化學添加劑的添加量直接影響著干粉砂漿最終的生產成本。

（三）磨細生石灰粉對生態環境的影響

磨細生石灰粉力的粒度明顯減小，表面積增加，加快了熟化速率，提升了工作效率，且有效緩解了存放和場地狹小的矛盾，在很大程度上優化了環境衛生。磨細生石灰粉一經出廠，應及時使用，禁止長時間存放。

五、結論

磨細生石灰粉在特定條件下，可凝結和硬化。本試驗表明，當干粉砂漿中的磨細生石灰粉為 10%左右時，可優化干粉砂漿特性，且磨細生石灰粉會影響干粉砂漿強度，如若合理調整砂灰配置比，可獲得滿足相應強度標準的干粉砂漿。另外，本試驗結果說明，干粉砂漿中磨細生石灰粉的添加，可減小增稠保水類化學添加劑的使用量，這在很大程度上降低了生產成本的投入。

[1]黃大偉,魏姍姍,胡益彰等.生石灰——鐵尾礦砂混合球磨過程的研究[J].建材發展導向(下),2014,12(4)∶51-53.

[2]汪永和,續榮貴,馮春花等.摻合料對干粉砂漿性能的影響研究[J].非金屬礦,2013,36(2)∶48-50,63.

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1007-6344（2015）03-0296-01