預拌砂漿及再生砂漿研究與發展現狀

李向陽　梁　芮　趙志浩　王守棟　馬偉蘭江·阿不力克木

(新疆大學建筑工程學院，新疆　830047)

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預拌砂漿及再生砂漿研究與發展現狀

李向陽梁芮趙志浩王守棟馬偉蘭江·阿不力克木

(新疆大學建筑工程學院，新疆830047)

【摘要】將廢混凝土制成再生細骨料并用到工程實際中，對于提高建筑垃圾利用率和環境保護有重大意義。同時，建筑砂漿多在施工現場進行拌制，配合比只能靠經驗與人工目測，拌制的砂漿性能往往不穩定，嚴重時可能存在安全隱患。而預拌砂漿則是由專業化廠家生產，配合比經過計量；砂漿性能均一且滿足使用要求。通過對國內預拌砂漿及再生砂漿研究現狀分析總結發現，預拌砂漿及再生砂漿的研究已趨于成熟；建議施工方多使用預拌再生砂漿，既有利于施工安全，又有利于環境保護。

【關鍵詞】預拌砂漿；再生砂漿；再生細骨料

據統計我國建筑垃圾已占城市垃圾50%。其中，80%左右的建筑垃圾如廢磚、廢混凝土和廢砂漿可以循環利用。如預拌砂漿專業化制作廠家可將再生砂漿制成預拌砂漿供施工方使用，這既能保證砂漿性能滿足使用要求，又有利于環境保護，是未來建筑砂漿發展的必之路。

1預拌砂漿的主要性能研究

1.1預拌砂漿的主要性能和特點

預拌砂漿又稱為濕拌砂漿，是指水泥、細集料、外加劑和水以及根據性能確定的各種成分，按一定比例，在攪拌站經計量、拌制后，采用攪拌運輸車運至使用地點，放入專用容器儲存，并在規定時間內使用完畢的拌合物。

預拌砂漿由專業化廠家生產，分為預拌干混砂漿和預拌濕拌砂漿。按功能又可分為地面砂漿、抹灰砂漿、砌筑砂漿、裝飾砂漿、地面自流平砂漿、瓷磚粘結砂漿、抹面砂漿、抹面抗裂砂漿和修補砂漿等。

1.2不同取代材料對預拌砂漿的性能研究

取代材料的種類多種多樣，配置預拌砂漿可以采用不同種類的取代材料。其中劉秀偉[1]，等以磷渣粉作為混合材料摻入預拌砂漿中，進行取代率為0%、20%、40%、60%、80%對砂漿性能進行研究。結果表明：①在稠度基本不變情況下，砂漿隨磷渣粉摻量的增大而減小；②磷渣粉摻量越大，磷渣粉改善砂漿和易性的作用越明顯；凝結時間隨磷渣粉的摻量的加大而延長；③磷渣粉摻量越大，砂漿早期強度越低，砂漿整體強度有所降低。

還有用其他材料代替的方式，其中俞心剛[2]等則用煤矸石去代替水泥，替代率分別為0%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，進行預拌砂漿基本性能研究，其中稠度控制在50～90mm范圍內，分層度控制在10～20mm。結果表明：①砂漿稠度隨煤矸石摻量增加而有降低的趨勢。砂漿分層度隨煤矸石摻量的增加有增加的趨勢。摻量在0%～60%時，砂漿分層度達到要求；②隨煤矸石摻量的遞增，預拌砂漿凝結時間有延長的趨勢，但不是特別明顯；③煤矸石的摻量導致砂漿強度下降，并且比較明顯。煤矸石摻量越大砂漿強度降低幅度越小；④煤矸石摻量達到一定程度后，對砂漿的負面影響不再加劇，通過激發劑、蔗糖等相應外加劑的加入，砂漿各項性能可保證滿足標準要求。

石粉含量對預拌砂漿性能性能影響是劉大超[3]等的研究重點，其分別研究了石粉摻量為機制砂質量的0%、5%、10%、15%、20%、25%、30% 的情況。結果表明：①隨著機制砂中石粉含量的增加，砂漿稠度先增大后減小，石粉含量達到15%時砂漿稠度出現峰值；②隨著石粉含量增加，砂漿分層度先減小后增大，石粉含量達到20%時砂漿分層度出現最小值；③石灰巖質石粉在一定的摻量范圍內，可以提高試件的抗壓強度，石粉摻量在15%～20%時抗壓強度最高。

2再生砂漿的主要性能研究

2.1再生砂漿的主要性能和特點

將廢棄混凝土經過破碎、清洗、分級后，按照一定的比例混合形成再生細骨料，部分或全部的代替天然細集料(0.16～5mm)配制的砂漿稱為再生砂漿。相對于普通砂漿，再生砂漿具有密度小、保水性好等優點。

2.2再生砂漿研究現狀

對于再生砂漿的性能，已經有多的學者進行了詳細的研究。其中王中明[4]等對再生細集料砂漿砌體抗壓強度研究。結果表明：

再生細集料混合砂漿砌體的抗壓破壞過程與普通砂漿砌體類似，但裂縫出現在平均荷載的80%左右，表現出明顯的脆性特征。

我國的很多建筑都是有磚混結構的，因此對于廢磚再生混合砂漿也是一個研究的方向，當中劉鳳利[5]等對廢磚再生混合砂漿性能做了詳細的試驗，研究了水膠比、廢磚再生粗砂取代率和粉煤灰取代率對砂漿性能的影響。結果表明：①對稠度的影響順序為：廢磚再生粗砂取代率>水膠比>粉煤灰取代率，且稠度隨水膠比的增大而增大，隨廢磚再生粗砂取代率和粉煤灰取代率的增大而減小；②抗壓強度不同因素的影響順序為：廢磚再生粗砂取代率>粉煤灰取代率>水膠比，且抗壓強度隨水膠比和粉煤灰取代率的增大而減小，隨廢磚再生粗砂取代率的增大而增大；③抗折強度不同因素的影響順序為：粉煤灰取代率>廢磚再生粗砂取代率>水膠比，且抗折強度隨水膠比和粉煤灰取代率的增大而減小，隨廢磚再生粗砂取代率的增大而增大。

再生砂對砂漿的施工和易性對抗壓強度有一定的作用，段邦政[6]的結果表明：①再生砂漿的用水量隨再生砂摻量的增加而提高；②在砂漿的流動性保持不變的條件下，普通再生砂漿和摻粉煤灰的再生混合砂漿的分層度隨再生砂摻量的增加而呈現降低的變化趨勢；③隨著再生砂的摻量在0%～60%范圍內增加，砂漿抗壓強度均呈現先增加后降低的變化趨勢。再生砂的摻量為40%時砂漿抗壓強度最高。

再生細骨料不同取代率對砂漿強度有一定的影響，其中李如雪[7]的實驗結果表明：①再生砂漿稠度的變化。在只改變再生細骨料對砂的取代率，其它條件不變的情況下，隨著取代率的增加，不同砂漿的稠度均出現了大幅度的下降。其中，再生粗砂的稠度最好，其次是再生中砂、再生細砂；②再生砂漿強度的變化。再生砂漿抗壓強度隨著再生細骨料取代率的增加而有不同程度的改變，再生細骨料取代率為10%時砂漿強度增長幅度最大。能達到砂漿強度要求的取代率為：再生粗砂0%～30%，再生中砂0%～20%，再生細砂0%～15%。

綠色再生砂漿的提出進一步支持了綠色建筑的理念，其中周文娟[8]等對綠色再生砂漿進行了試驗研究。結果表明：①在保證砂漿稠度基本一致的條件下，不同種類的再生砂對砂漿性能影響差別不大；②相同摻量時，廢磚再生砂漿的用水量較大，但強度較高；廢混凝土和廢砂漿再生砂漿基本相近；③再生砂漿的用水量比天然砂漿高，但保水性好，再生砂漿具有良好的和易性；④再生砂替代天然砂對砂漿強度沒有顯著的影響，一定的摻量可以獲得良好的顆粒級配，提高強度。

再生細骨料中粉料對再生砂漿抗壓強度也存在一定的影響，黃天勇[9]的試驗結果表明 ：①再生粉料以11%的摻量取代水泥時，再生砂漿的抗壓強度最佳，且大于基準再生砂漿的抗壓強度；②再生粉料以20%的摻量等量取代粉煤灰時，再生砂漿的抗壓強度最佳，也大于基準再生砂漿的抗壓強度；③再生粉料替代粉煤灰得到的再生砂漿的抗壓強度略大于再生砂漿替代水泥得到的再生砂漿的抗壓強度；④再生粉料與再生細骨料交叉組合效果最為明顯；⑤只要再生粉料的顆粒級配合理，且與水泥、粉煤灰及細骨料的級配搭配合理，將再生粉料摻入砂漿中，可以改善再生砂漿中微細顆粒的級配，使其接近緊密堆積，提高強度。

3再生細骨料性能研究

3.1再生細骨料主要性能及特點

原生混凝土經過破碎、分級，再按一定比例相互配合后，得到的骨料稱為再生骨料。其中，粒徑為0.16～5mm的稱為再生細骨料。再生細骨料尺寸一般為0.16～5mm；表觀密度為1970～2140kg/m·m·m，其堆積密度為天然細骨料的75%～80%，表觀密度為天然混凝土的80%～85%；日本認為再生細骨料的吸水率一般為8.3%～12.1%。

3.2再生細骨料制作

先將卵石混凝土或碎石混凝土切割破碎，再利用偏心旋轉設備進行研磨，最后用振動篩分離再生細骨料的種類。

3.3再生細骨料研究狀況

對于再生細骨料的研究，國內也有很多的學者進行了實驗，其中陳宗平[10]等對再生細骨料水泥砂漿力學性能進行了研究。設計了11種不同再生細骨料取代率的水泥砂漿標準試塊進行軸心受壓試驗研究(取代率從0～100%，中間級差10%)，觀察了再生細骨料水泥砂漿的破壞形態，并獲取了其極限強度等力學性能指標，同時對天然細骨料和再生細骨料的各物理指標進行試驗測定。試驗研究結果表明：①再生細骨料與天然細骨料相比，其表觀密度低、吸水率高、吸水速率快；再生細骨料砂漿流動性良好，但保水性較差；②生細骨料其抗壓強度比天然細骨料水泥砂漿降低50%左右；③不同細骨料取代率對再生水泥砂漿的抗壓強度影響不大。

也有一些學者對再生細骨料混凝土做了進一步的研究，其中肖建莊[11]等做了再生細骨料混凝土抗壓強度試驗，通過立方體抗壓強度試驗，研究了再生細骨料取代率對再生混凝土抗壓強度的影響。結果表明：①當再生細骨料取代率小于30%時，再生細骨料對再生混凝土的抗壓強度影響不大；②當再生細骨料取代率大于30%時，再生混凝土的抗壓強度明顯降低；③當再生細骨料取代率為100%時，再生混凝土的抗壓強度只達到普通混凝土抗壓強度的61%；④摻入再生細骨料后，再生混凝土抗壓強度的離散性變化較大；⑤當再生細骨料取代率在0%～100%時，再生混凝土的抗壓強度標準差在1.36～4.17MPa之間。

再生細骨料的種類與取代率也對混凝土的強度有一定的影響，其中李秋義[12]等實驗結果表明：①簡單破碎再生細骨料混凝土的強度低于普通混凝土，且隨著再生細骨料取代量的增加而降低；②顆粒整形再生細骨料混凝土的強度高于普通混凝土，且隨著再生細骨料取代量的增加而提高，顆粒整形再生細骨料可以配制C35至C60混凝土；③再生細骨料混凝土的強度隨著粉煤灰摻加而降低，膠凝材料用量越大，早期強度的降低幅度越大；④粉煤灰對混凝土強度的降低幅度隨著齡期的增加而有所減小；簡單破碎再生細骨料可以配制C25至C50混凝土。

而在全再生細骨料的制備及其在砂漿和混凝土中的應用中，鄭子麟[13]的實驗結果表明：①全再生細骨料的優選制備方法為：將廢棄混凝土用顎式破碎機二次破碎分篩后，將較粗粒徑的部分(粒徑2.36mm以上)利用圓盤整形機進行整形；②全再生細骨料有效地提高了再生細骨料的物理性能，其擁有較好的顆粒級配，表觀密度較高而且飽和面干吸水率較低，各項性能上都比傳統整形再生細骨料要好，但仍與石灰巖機制砂和河砂存在一定差距；③全再生細骨料吸水速度較快，全再生細骨料在砂漿中應用時可以采用常規攪拌制度；④全再生細骨料制備的砂漿工作性能、力學性能明顯優于較傳統整形再生細骨料，而且力學性能優于河砂砂漿；⑤在相同配合比下，全再生細骨料混凝土的初始坍落度比河砂混凝土低，強度比河砂混凝土高，而通過增加附加水能提高其工作性能，但強度下降；⑥全再生細骨料制備的混凝土工作性能、力學性能均優于傳統再生細骨料制備的混凝土；使用同等膠凝材料用量和水灰比時，其強度比河砂混凝土高；能夠使用全再生細骨料全取代河砂和機制砂制備混凝土。

4結論與展望

通過對前人研究成果總結可以得到以下幾點結論：①預拌砂漿的使用可以有效解決施工現場臟亂的現象以及現場拌制砂漿隨意性，保證砂漿的性能；②建議施工方多使用預拌砂漿，政府也應當適當地進行補貼，以鼓勵企業使用預拌砂漿。在寒冷及嚴寒地區使用的預拌砂漿，應當增加抗凍性試驗；③再生砂漿合理的配合比其部分性能比原生砂漿好，再生砂漿的推廣使用，可以有效地減少建筑垃圾，保護生態環境，應當加大再生砂漿的使用率。

參考文獻：

[1]劉秀偉，曹建新，陳前林，楊林.磷渣粉在預拌砂漿中的應用研究[J].混凝土，2008(6)：89-91.

[2]俞心剛，李月香，李少軍，等.煤矸石摻量對預拌砂漿性能的影響[J].2009，(2)：64-67.

[3]劉大超，楊曉艷，馬世洪.石粉含量對預拌砂漿性能的試驗研究[J].道路工程，2009，(10)：20-23.

[4]王中明，張振濤，張賀玲，等.建筑垃圾再生細集料砂漿砌體抗壓強度試驗研究[J].新型建筑材料，2012，(2)：31-33，61.

[5]劉鳳利，劉俊華.廢磚再生混合砂漿性能正交試驗研究[J].混凝土，2013，(6)：100-103.

[6]段邦政，鄢朝勇，朱攀，等.再生砂對砂漿的施工和易性及抗壓強度的影響[J].粉煤灰綜合應用，2011：17-19.

[7]李如雪，李培植.再生細骨料不同取代率對砂漿強度的影響[J].公路交通科技，2011，(10)：163-164.

[8]周文娟，陳家瓏，路宏波.綠色再生砂漿試驗研究[J].武漢理工大學學報，2009，(4)：15-18.

[9]黃天勇，侯云芬.再生細骨料中粉料對再生砂漿抗壓強度的影響[J].東南大學學報，2009，(11)：279-282.

[10]陳宗平，王妮，鄭述芳，等.再生細骨料水泥砂漿的力學性能研究[J].混凝土，2011，267(8)：115-117，120.

[11]肖建莊，范玉輝，林壯斌.再生細骨料混凝土抗壓強度試驗[J].2011，28(4)：26-29.

[12]李秋義，李艷美，毛高峰，等.再生細骨料種類和取代量對混凝土強度的影響[J].2008，29(3)：10-15.

[13]鄭子麟.全再生細骨料的制備及其在砂漿和混凝土中的應用研究[D].廣州：華南理工大學，2014.

Research and Development Status on Ready-mixed

Mortar and Regeneration Mortar

LI XiangyangLIANG Rui ZHAO ZhihaoWANG ShoudongMA Weilanjiang·abulikemu

(Xinjiang University，Xinjiang 830047，China)

Abstract：Through to the domestic ready-mixed mortar and regeneration mortar research present situation analysis，It is found that research of ready-mixed mortar and mortar has mature；suggested that the construction of more use regeneration ready-mixed mortar，both is advantageous to the construction safety，and is conducive to environmental protection.

Keywords：ready-mixed mortar；regeneration mortar；recycled fine aggregate

中圖分類號：X21

文獻標識碼：A

文章編號：1673-288X(2016)01-0155-03

作者簡介：李向陽，在讀碩士，研究方向為建筑結構、建筑材料等

引用文獻格式：李向陽等.預拌砂漿及再生砂漿研究與發展現狀[J].環境與可持續發展，2016，41(1)：155-157.