石灰石機制砂細粉含量對干混砂漿性能的影響

龍祖業，羅小青，楊義

（1. 廣西魚峰混凝土有限公司，廣西 柳州 545008；2. 廣西壯族自治區散裝水泥辦公室，廣西 南寧530028；3. 廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008）

石灰石機制砂細粉含量對干混砂漿性能的影響

龍祖業1，羅小青2，楊義3

（1. 廣西魚峰混凝土有限公司，廣西 柳州 545008；2. 廣西壯族自治區散裝水泥辦公室，廣西 南寧530028；3. 廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008）

本試驗研究了不同石粉含量機制砂所制備出的干混砂漿性能上的變化趨勢，進一步通過施工性能上的對比優選，確定制備干混砂漿所采用的機制砂最佳含粉量。研究認為，石粉含量在 5%～10% 時，砂漿的密度、稠度、保水率和抗壓強度等綜合性能指標達到最佳；石粉含量在 5%～7% 時，砂漿具有較好的施工性能。

石粉；機制砂；干混砂漿

0 前言

干混砂漿作為一種新型綠色建筑材料，具有產品多樣性、使用功能針對性、產品質量穩定性，同時又能節約資源、保護環境，克服了傳統砂漿現場攪拌揚塵多、噪音大、施工質量難以保證的缺點，已逐步被人們認知和重視[1]；且在當前勞動力價格大幅上漲的情況下，使用干混砂漿減員增效的優越性更為顯著。可以說我國干混砂漿的推廣應用正方興未艾，從目前的發展趨勢來看，主要集中在以下幾個方向：（1）發展以利用工業廢料和地方原材料為主要原材料的干混砂漿品種；（2）開發適合新工程需要的特種砂漿；（3）開發自己的生產工藝；（4）與墻體材料相協調[2]。隨著新型環保墻體材料在工程中的普遍使用，集中表現出來的問題有：（1）砂漿施工性能不好，砌塊在砌筑過程中吸水過多，在干燥過程中砌塊失水發生二次干縮導致墻體出現開裂；砂漿砌筑不飽滿，出現空洞等質量問題。（2）砂漿在干燥固化后的黏結力在新型墻體材料中因截面尺寸與黏土磚的不同而出現黏結力不足的現象，導致墻體在變形應力的影響下發生開裂。尤其是在一些缺砂地區，采用機制砂制備的干混砂漿所表現出的工作性能上的問題更為突出。

本文主要研究石灰石機制砂中細粉含量對干混砂漿性能的影響。采用不同石粉含量的機制砂分別配制出不同強度等級的砂漿，通過測試砂漿的密度、稠度、保水率、經時損失、強度和工作性能等指標，交叉進行分析，在砂漿使用性能達到較理想的狀態下，確定機制砂的最佳含粉量。為部分地區推廣應用石灰石質機制砂制備干混砂漿提供參考性建議。

1 試驗原材料

（1）水泥：采用廣西魚峰水泥股份有限公司生產的P·Ⅱ42.5 普通硅酸鹽水泥，其物理性能均滿足 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求，性能指標見表 1。

（2）粉煤灰：采用來賓電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，其主要性能指標滿足 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求見表 2。

表1 水泥的物理性能指標

表2 粉煤灰性能指標 %

（3）石灰石機制砂：采用廣西魚峰混凝土有限公司生產的機制砂。在用于配制干混砂漿之前進行篩分分級，分為三個粒級，情況如表 3。

表3 機制砂分級級配

（4）石灰石細粉：采用廣西魚峰混凝土有限公司機制砂生產線脈沖收塵所得粉料，其化學分析見表 4。

表4 石灰石細粉化學分析 %

（5）稠化粉：采用北京伯諾公司生產的增稠劑，其檢測情況見表 5。

表5 稠化粉檢驗結果指標

2 試驗方案與方法

2.1 試驗方案

試驗通過配制 M5（A）、M10（B）、M15（C）、M20（D）干混砌筑砂漿[3]，在保持砂漿配方中水泥、粉煤灰、用水量和砂子總量不變的條件下，測試不同細粉摻量（0%、5%、10%、15%、20%）時砂漿的性能變化趨勢，綜合分析確定砂漿性能達到最佳時的石灰石細粉含量。表 6 為 M5、M10、M15、M20 干混抹灰砂漿在不同石粉摻量下的試驗配合比。

表6 砂漿試驗配合比

2.2 試驗方法

砂漿拌合物的制備：按照試驗配合比計算 10L 用料量，將事先稱量好的水泥、粉煤灰、機制砂、稠化粉等組分混合攪拌均勻 20s，得到拌合物，最后按 1:0.13 比例加水攪拌180s，得到砂漿拌合物。按照 JGJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗方法》測定砂漿拌合物的保水率、稠度、密度和立方體抗壓強度[4]。

3 試驗結果與分析

各項性能檢測結果見表 7。

表7 砂漿性能檢測結果

3.1 石粉含量對砂漿稠度的影響

機制砂中石粉含量對砂漿稠度的影響見圖 1。

圖1 機制砂中石粉含量對砂漿稠度的影響

從圖 1 可以看出，M5、M10、M15、M20 砂漿在石粉含量為 0% 和 5% 時稠度最佳。其主要是由于石粉球狀因子與水泥顆粒細度相當，在加入石粉的漿體中，石粉顆粒能夠改善且填充到水泥顆粒間的間隙之中，將填充間隙的一部分水替換出來，使得水泥顆粒間原有的間隔水層加厚，從而提高了砂漿的稠度；同時，石粉的微滾珠作用，減少了機制砂顆粒間的摩擦力，使得砂漿的稠度也有所增加。但是當石粉含量超過一定范圍值時，石粉顆粒使固體顆粒的比表面積增大，從而使得砂漿的稠度下降。

3.2 石粉含量對砂漿保水性的影響

圖2 機制砂中石粉含量對砂漿保水率的影響

從圖 2 可以看出，砂漿的保水性能隨著機制砂中石粉含量的提高，呈先增加而后逐漸減少的變化規律，M5 和 M10的含粉量在 0%～10% 呈上升的趨勢，而后開始下降，故 M5和 M10 砂漿保水率最佳含粉量為≤10%；M15 和 M20 的含粉量在 0%～15% 保水率呈上升趨勢，而后開始下降，故 M15和 M20 砂漿保水率最佳含粉量為≤15%。這主要是由于石粉的吸水效應，石粉需水量大，在保持水膠比和單位用水量相同的情況下，石粉含量的增加，使得參與水泥水化的水量減少，當超過一定量時，砂漿保水性就會逐漸降低。綜合考慮，確定滿足砂漿保水率的含粉量為≤10%。

3.3 石粉含量對砂漿密度的影響

機制砂中石粉含量對砂漿密度的影響見圖 3。

從圖 3 可以看出，各強度等級的干混砂漿密度隨著石粉含量的增加而增加，曲線逐漸上升，究其原因，主要是由于石粉含量的增加，增大了膠凝材料的總量，提高了砂漿的密實度。

3.4 石粉含量對砂漿 28d 強度的影響

機制砂中石粉含量對砂漿 28d 強度的影響見圖 4。

從圖 4 可以看出，機制砂中石粉含量在 0%～20% 范圍時，砂漿的強度隨著石粉含量的增加而提高。據相關資料研究，認為產生上面影響的原因是石粉的晶核效應：石粉在水泥水化過程中，當水泥中的 C3S 開始水化時，會釋放大量的

機制砂中石粉含量對砂漿保水率的影響見圖 2。 Ca2+，Ca2+比 [SiO4]4-離子團具有高得多的遷移能力，根據吸附理論，首先要發生 CaCO3微粒表面對 Ca2+的吸附作用，由于 C-S-H 和 Ca(OH)2在 CaCO3表面上大量生長，導致 C3S 顆粒周圍的濃度降低，使 C3S 水化加速，從而促進了水泥的水化，并使水化產物增多，避免了晶體的集中生長，從而提高了砂漿的強度；另一方面石粉顆粒小，石粉可以填充于砂漿水泥水化硬化過程產生的孔隙中，降低砂漿的孔隙率，孔結構得到改善，從而提高了砂漿的強度。

圖3 機制砂中石粉含量對砂漿密度的影響

圖4 機制砂中石粉含量與砂漿 28d 強度的關系

綜合以上試驗結果分析初步得出：砂漿各項指標性能達到最佳時，細粉的含量范圍為 5%～10%。而后將石灰石細粉的摻量再次細化，按照砂子總量的 5%、6%、7%、8%、9%、10% 進行搭配試驗配制 M5 抹灰砂漿，將其用在新型加氣磚砌體當中，對比不同摻量下砂漿的施工性能，確定最佳含粉量狀態。表 8 為施工性能試驗結果，分析發現，當石灰石細粉含量≤7% 時，砂漿既滿足各項物理性能指標，又具有最佳施工性能。

表8 不同石粉含量砂漿的施工性能

4 結論

（1）石灰石機制砂中石粉含量為 5%～10% 時，所配制的干混砂漿密度、稠度、保水率和 28 天抗壓強度綜合達到最佳。

（2）石灰石機制砂中石粉含量為 5%～7% 時，所配制的干混砂漿具有最佳施工性能。

（3）通過適當粒級機制砂的搭配和石粉含量的控制，完全可以配制出不同強度等級的干混專用砂漿，而且性能優越，可操作性好，能滿足建筑工程中不同墻體的施工要求。

[1] 鄧維漢．淺談預拌砂漿[J]．墻材革新與建筑節能，2012 (7): 62-63．

[2] 賀超越．預拌干混砂漿在建筑工程中的應用與推廣[J]．山西建筑，2015(41):102．

[3] GB/T 25181—2010．預拌砂漿[S]．

[4] JGJ/T 70—2009．建筑砂漿基本性能試驗方法[S]．

［通訊地址］廣西柳州市柳太路 62 號（545008）

龍祖業（1986—），男，工程師，主要從事混凝土和干混砂漿技術管理工作。