機制砂石粉在加氣塊薄層砌筑砂漿中的應用

黃振興，夏明龍，諸葛誠煒，郭俊，馮哲詩君

（1. 溫州吉邦科技發展有限公司，浙江 溫州 325000；2. 溫州科圓建筑材料檢測有限公司，浙江 溫州 325006）

0 前言

隨著國家和地方陸續出臺禁止現場攪拌砂漿，推廣使用環保、節能的干混砂漿政策，給干混砂漿的發展帶來了新的機遇。全國各地的干混砂漿推廣應用在不斷提速，但令人擔憂的是，對天然砂資源需求也越來越大，呈現天然砂供不應求的局面，價格不斷上揚，使企業難以承受。為了保護生態環境，大部分地方政府已經出臺了禁止開采河砂的政策。還有就是為了不污染空氣，河砂烘干不允許使用煤炭作為燃料，只能使用油和天然氣，這樣一來將大幅度提高烘干成本，如果再使用河砂，就會因市場河砂供不應求導致原材料短缺而停產，或成本太高而導致虧損。因此，現在在干混砂漿中使用機制砂成為主流。在生產機制砂的同時會產生大量石粉，如果這些石粉不能被有效利用，就會影響生產（石粉庫滿了，就無法制砂），同時增加成本，如果亂排還會造成環境污染。因此石粉的有效利用，對于干混砂漿公司十分重要。

以前干粉砂漿公司干混砂漿配合比使用的主要膠材是水泥和粉煤灰，加氣塊薄層砌筑砂漿的要求與一般砌筑砂漿的要求不同，加氣塊薄層砌筑砂漿灰縫很薄，只有 5～8mm，因此需要高保水、高粘度才能使砂漿與砌體牢固地粘在一起。在機制砂生產過程中產生的石粉粘性優于粉煤灰，所以從理論上分析在薄層砌筑砂漿中添加石粉一方面能改善施工性能，另一方面還能增加砂漿粘度，應該是可行的。由于在加氣塊薄層砌筑砂漿中粉煤灰使用量很大，所以如果石粉能代替加氣塊薄層砌筑砂漿中的粉煤灰的話，不僅解決了石粉囤積太多導致爆倉、停產的問題，還能給砂漿公司帶來巨大的經濟效益，大幅度降低了砂漿成本。為了進一步研究石粉能否替代粉煤灰，我們在實驗室做了大量實驗來論證。

1 石粉取代粉煤灰的思路

粉煤灰是一種礦物摻合料，在砂漿中能夠改善集料的顆粒級配，提高漿體對砂的包裹性，增加砂漿粘性，從而改善砂漿的施工性能。石粉的許多物理性能與粉煤灰類似，且粘性好于粉煤灰；因此，用石粉取代粉煤灰，在理論上是可行的。

2 試驗用原材料

（1）水泥使用 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，7d 抗壓強度 37.3%，28d 抗壓強度 44.5%。

（2）粉煤灰使用Ⅱ級粉煤灰。

（3）石粉使用生產機制砂時風選出來的石粉。

（4）機制砂選用我公司 1.18mm 以下的砂，細度模數為 2.55，屬Ⅱ區中砂，其篩分數據見表 1。

表1 機制砂篩分數據

（5）外加劑：各種改善砂漿性能的外加劑。

3 試驗方案和試驗數據

3.1 試驗方案

使用相同配合比，水泥、砂、功能性外加劑等原材料都相同，摻合料分別以全用粉煤灰、用一半粉煤灰和一半石粉、全用石粉三種方式，試拌加氣塊薄層砌筑砂漿系列 aM5、aM10 砂漿配合比，檢測砂漿稠度、濕密度、含氣量、保水率和強度等各項技術指標，分析全用粉煤灰、用一半粉煤灰和一半石粉、全用石粉后對同一配合比砂漿各項技術指標的影響，以判斷用石粉取代粉煤灰的可行性。具體配合比見表 2。

表2 對比試驗配合比

3.2 試驗數據

3.2.1 摻合料使用 100% 石粉的各項性能檢測數據

將配合比中的粉煤灰全部用等量石粉代替，試拌并檢測。經試驗，工作性能良好。測得數據見表 3。

3.2.2 摻合料使用 100% 粉煤灰的各項性能檢測數據

作為對照組不使用石粉，完全按原配合比試拌并檢測。經試驗，工作性能良好。測得數據見表 4。

表3 全部使用石粉的砂漿性能結果

表4 全部使用粉煤灰的砂漿性能結果

3.2.3 摻合料使用 50% 粉煤灰 50% 石粉的各項性能檢測數據

將配合比中的一半粉煤灰用等量石粉代替，試拌并檢測。經試驗，工作性能良好。測得數據見表 5。

表5 一半粉煤灰一半石粉的砂漿性能結果

3.3 各項數據匯總及同一性能指標直方圖

為了直觀的展示使用不同摻合料對加氣塊薄層專用砌筑砂漿各項性能的影響。將表 3、表 4、表 5 中的數據匯總，并制作了圖 1～5，進行對比分析。

從圖 1 可以看出，使用石粉后有效增大了加氣塊薄層砌筑砂漿的流動性，提高了施工性能，且在改善加氣塊薄層砌筑砂漿流動性這一方面比粉煤灰更加出色。

圖1 稠度數據直方圖

從圖 2 可以看出，摻合料使用 100% 石粉灰、摻合料使用 100% 粉煤灰、以及摻合料使用 50% 石粉和50% 粉煤灰后，加氣塊薄層專用砌筑砂漿的濕密度非常接近，幾乎對濕密度這一性能指標沒有任何影響。

圖2 濕密度數據直方圖

圖3 含氣量數據直方圖

從圖 3 可以看出，摻合料使用 100% 石粉灰、摻合料使用 100% 粉煤灰、以及摻合料使用 50% 石粉和50% 粉煤灰后，加氣塊薄層專用砌筑砂漿的含氣量非常接近，幾乎對含氣量這一性能指標沒有任何影響。

對于砂漿的保水率方面，摻合料使用 100% 石粉灰、摻合料使用 100% 粉煤灰、以及摻合料使用 50%石粉和 50% 粉煤灰后，加氣塊薄層專用砌筑砂漿的保水率相同，均為 100%，石粉對保水率這一性能指標沒有任何影響。

觀察 aM5 和 aM10 各試驗組試塊強度，以及從圖4、圖 5 可以直觀地看出，添加石粉試驗組和石粉、粉煤灰各 50% 的試驗組加氣塊薄層砌筑砂漿早期強度略低于添加粉煤灰的試驗組，但在后期 28 天時這一強度差距會明顯減小，強度非常接近。

3.4 砂漿工作性

同一配合比不同摻合料砂漿的工作性能均良好，粘性好，說明摻加石粉對砂漿的工作性沒有任何影響。

圖4 aM5 各期齡強度數據直方圖

圖5 aM10 各期齡強度數據直方圖

4 結論

石粉與粉煤灰都可以在加氣塊薄層砌筑砂漿中彌補機制砂細顆粒不足，改善顆粒級配，改善砂漿和易性。同時在添加后使砂漿單位用水量明顯下降，能夠減小砂漿的干縮性能，有利于施工后防止干縮開裂，使工作性能得到大幅提升。石粉在砂漿中的作用與粉煤灰類似，可以很大程度上代替水泥在砂漿中的使用，減少原材料成本。

石粉在改善砂漿和易性與降低砂漿用水量上優于粉煤灰，僅在砂漿強度上比粉煤灰略低，但影響不大。

根據上面試驗結果可知，在薄層砌筑砂漿中摻入部分石粉或用石粉全部取代粉煤灰是可行的，用石粉全部取代粉煤灰不僅對砂漿性能的各項指標沒有影響，反而由于石粉的粘性比較大，改善了砂漿的性能；把石粉加到薄層砌筑砂漿中既改善了砂漿的工作性，又增加了砂漿的粘性。因此，在薄層砌筑砂漿中，石粉是可以完全取代粉煤灰。

5 經濟效益

近幾年來各地受到環保政策的影響，導致好多小型發電廠的關閉，所以市場上粉煤灰供不應求，有些供應商趁機漲價，這樣一來砂漿廠家的生產成本不斷增加。經過大量試驗，論證了機制砂石粉可以完全替代粉煤灰，目前一噸Ⅱ級粉煤灰的市場價格在 200 元以上，而石粉的成本只有 60 元，加氣塊薄層專用砌筑砂漿中一般要用 200 多公斤粉煤灰，如果用石粉取代粉煤灰后，每噸砂漿可以降低成本 25 元左右，以一個中型砂漿公司一般年產 2 萬噸加氣塊薄層專用砌筑砂漿為例，每年可以為企業創造 500 萬利潤。

6 石粉使用事項

（1）在夏季溫度較高時，要適當多用纖維素醚；當在冬季氣溫較低時，要適當少用纖維素醚；根據氣溫的變化及時調整功能性外加劑用量，以便使砂漿始終能保持優良的工作性能。

（2）由于生產機制砂時使用的石子不同，不同材質的石子，生產機制砂的出粉量都不同，所以生產砂漿時要根據每批石子生產出來機制砂的含粉量適當調整配合比，以保證每批出廠砂漿的工作性能。

（3）由于石粉的需水比略大于粉煤灰，所以在砂漿中使用石粉需要適當調整砂漿的用水量或適當提高點纖維素醚用量。

（4）石粉的細度將對砂漿性能有著一定的影響，所以生產機制砂時風選出的石粉都要到實驗室做下細度篩分試驗，以確保石粉的質量；根據不同的石粉質量適當調整砂漿配合比。

（5）石粉倉中石粉庫存量的多少將對生產機制砂的質量產生一定的影響，當石粉倉快滿時，石粉不能及時抽到石粉倉中，就會在制砂過程中石粉通過風力反流到細砂管道中，這樣就使細砂中的含粉量逐漸升高，所以一定要控制好石粉倉庫存量；當機制砂石粉含量過高時，要根據細砂中石粉實際含量，及時調整砂漿配合比。

7 結語

從上述詳盡的試驗數據可以看出，在加氣塊薄層砌筑砂漿中石粉可以完全取代粉煤灰，取代后對砂漿的稠度、濕密度、含氣量、保水率、強度和工作性等重要技術指標幾乎沒有什么影響；同時石粉的粘性高于粉煤灰，使得加氣塊薄層砌筑砂漿與加氣塊砌體的粘結力更強。通過大半年時間在工地大規模的使用，都沒有出現任何問題，砂漿的工作性和與加氣塊砌體的粘接力都很好，廣受用戶單位和一線工人的認可和歡迎，運到所有工地的砂漿實際檢測都全部合格。

用石粉完全取代粉煤灰不僅對砂漿各項性能沒有什么影響，而且還能消耗掉石粉，避免污染環境，同時還能給企業帶來可觀的經濟效益。