龙祖业，罗小青，杨义

（1. 广西鱼峰混凝土有限公司，广西 柳州 545008；2. 广西壮族自治区散装水泥办公室，广西 南宁530028；3. 广西鱼峰水泥股份有限公司，广西 柳州 545008）

石灰石机制砂细粉含量对干混砂浆性能的影响

龙祖业1，罗小青2，杨义3

（1. 广西鱼峰混凝土有限公司，广西 柳州 545008；2. 广西壮族自治区散装水泥办公室，广西 南宁530028；3. 广西鱼峰水泥股份有限公司，广西 柳州 545008）

本试验研究了不同石粉含量机制砂所制备出的干混砂浆性能上的变化趋势，进一步通过施工性能上的对比优选，确定制备干混砂浆所采用的机制砂最佳含粉量。研究认为，石粉含量在 5%～10% 时，砂浆的密度、稠度、保水率和抗压强度等综合性能指标达到最佳；石粉含量在 5%～7% 时，砂浆具有较好的施工性能。

石粉；机制砂；干混砂浆

0 前言

干混砂浆作为一种新型绿色建筑材料，具有产品多样性、使用功能针对性、产品质量稳定性，同时又能节约资源、保护环境，克服了传统砂浆现场搅拌扬尘多、噪音大、施工质量难以保证的缺点，已逐步被人们认知和重视[1]；且在当前劳动力价格大幅上涨的情况下，使用干混砂浆减员增效的优越性更为显著。可以说我国干混砂浆的推广应用正方兴未艾，从目前的发展趋势来看，主要集中在以下几个方向：（1）发展以利用工业废料和地方原材料为主要原材料的干混砂浆品种；（2）开发适合新工程需要的特种砂浆；（3）开发自己的生产工艺；（4）与墙体材料相协调[2]。随着新型环保墙体材料在工程中的普遍使用，集中表现出来的问题有：（1）砂浆施工性能不好，砌块在砌筑过程中吸水过多，在干燥过程中砌块失水发生二次干缩导致墙体出现开裂；砂浆砌筑不饱满，出现空洞等质量问题。（2）砂浆在干燥固化后的黏结力在新型墙体材料中因截面尺寸与黏土砖的不同而出现黏结力不足的现象，导致墙体在变形应力的影响下发生开裂。尤其是在一些缺砂地区，采用机制砂制备的干混砂浆所表现出的工作性能上的问题更为突出。

本文主要研究石灰石机制砂中细粉含量对干混砂浆性能的影响。采用不同石粉含量的机制砂分别配制出不同强度等级的砂浆，通过测试砂浆的密度、稠度、保水率、经时损失、强度和工作性能等指标，交叉进行分析，在砂浆使用性能达到较理想的状态下，确定机制砂的最佳含粉量。为部分地区推广应用石灰石质机制砂制备干混砂浆提供参考性建议。

1 试验原材料

（1）水泥：采用广西鱼峰水泥股份有限公司生产的P·Ⅱ42.5 普通硅酸盐水泥，其物理性能均满足 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求，性能指标见表 1。

（2）粉煤灰：采用来宾电厂生产的Ⅱ级粉煤灰，其主要性能指标满足 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求见表 2。

表1 水泥的物理性能指标

表2 粉煤灰性能指标 %

（3）石灰石机制砂：采用广西鱼峰混凝土有限公司生产的机制砂。在用于配制干混砂浆之前进行筛分分级，分为三个粒级，情况如表 3。

表3 机制砂分级级配

（4）石灰石细粉：采用广西鱼峰混凝土有限公司机制砂生产线脉冲收尘所得粉料，其化学分析见表 4。

表4 石灰石细粉化学分析 %

（5）稠化粉：采用北京伯诺公司生产的增稠剂，其检测情况见表 5。

表5 稠化粉检验结果指标

2 试验方案与方法

2.1 试验方案

试验通过配制 M5（A）、M10（B）、M15（C）、M20（D）干混砌筑砂浆[3]，在保持砂浆配方中水泥、粉煤灰、用水量和砂子总量不变的条件下，测试不同细粉掺量（0%、5%、10%、15%、20%）时砂浆的性能变化趋势，综合分析确定砂浆性能达到最佳时的石灰石细粉含量。表 6 为 M5、M10、M15、M20 干混抹灰砂浆在不同石粉掺量下的试验配合比。

表6 砂浆试验配合比

2.2 试验方法

砂浆拌合物的制备：按照试验配合比计算 10L 用料量，将事先称量好的水泥、粉煤灰、机制砂、稠化粉等组分混合搅拌均匀 20s，得到拌合物，最后按 1:0.13 比例加水搅拌180s，得到砂浆拌合物。按照 JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法》测定砂浆拌合物的保水率、稠度、密度和立方体抗压强度[4]。

3 试验结果与分析

各项性能检测结果见表 7。

表7 砂浆性能检测结果

3.1 石粉含量对砂浆稠度的影响

机制砂中石粉含量对砂浆稠度的影响见图 1。

图1 机制砂中石粉含量对砂浆稠度的影响

从图 1 可以看出，M5、M10、M15、M20 砂浆在石粉含量为 0% 和 5% 时稠度最佳。其主要是由于石粉球状因子与水泥颗粒细度相当，在加入石粉的浆体中，石粉颗粒能够改善且填充到水泥颗粒间的间隙之中，将填充间隙的一部分水替换出来，使得水泥颗粒间原有的间隔水层加厚，从而提高了砂浆的稠度；同时，石粉的微滚珠作用，减少了机制砂颗粒间的摩擦力，使得砂浆的稠度也有所增加。但是当石粉含量超过一定范围值时，石粉颗粒使固体颗粒的比表面积增大，从而使得砂浆的稠度下降。

3.2 石粉含量对砂浆保水性的影响

图2 机制砂中石粉含量对砂浆保水率的影响

从图 2 可以看出，砂浆的保水性能随着机制砂中石粉含量的提高，呈先增加而后逐渐减少的变化规律，M5 和 M10的含粉量在 0%～10% 呈上升的趋势，而后开始下降，故 M5和 M10 砂浆保水率最佳含粉量为≤10%；M15 和 M20 的含粉量在 0%～15% 保水率呈上升趋势，而后开始下降，故 M15和 M20 砂浆保水率最佳含粉量为≤15%。这主要是由于石粉的吸水效应，石粉需水量大，在保持水胶比和单位用水量相同的情况下，石粉含量的增加，使得参与水泥水化的水量减少，当超过一定量时，砂浆保水性就会逐渐降低。综合考虑，确定满足砂浆保水率的含粉量为≤10%。

3.3 石粉含量对砂浆密度的影响

机制砂中石粉含量对砂浆密度的影响见图 3。

从图 3 可以看出，各强度等级的干混砂浆密度随着石粉含量的增加而增加，曲线逐渐上升，究其原因，主要是由于石粉含量的增加，增大了胶凝材料的总量，提高了砂浆的密实度。

3.4 石粉含量对砂浆 28d 强度的影响

机制砂中石粉含量对砂浆 28d 强度的影响见图 4。

从图 4 可以看出，机制砂中石粉含量在 0%～20% 范围时，砂浆的强度随着石粉含量的增加而提高。据相关资料研究，认为产生上面影响的原因是石粉的晶核效应：石粉在水泥水化过程中，当水泥中的 C3S 开始水化时，会释放大量的

机制砂中石粉含量对砂浆保水率的影响见图 2。 Ca2+，Ca2+比 [SiO4]4-离子团具有高得多的迁移能力，根据吸附理论，首先要发生 CaCO3微粒表面对 Ca2+的吸附作用，由于 C-S-H 和 Ca(OH)2在 CaCO3表面上大量生长，导致 C3S 颗粒周围的浓度降低，使 C3S 水化加速，从而促进了水泥的水化，并使水化产物增多，避免了晶体的集中生长，从而提高了砂浆的强度；另一方面石粉颗粒小，石粉可以填充于砂浆水泥水化硬化过程产生的孔隙中，降低砂浆的孔隙率，孔结构得到改善，从而提高了砂浆的强度。

图3 机制砂中石粉含量对砂浆密度的影响

图4 机制砂中石粉含量与砂浆 28d 强度的关系

综合以上试验结果分析初步得出：砂浆各项指标性能达到最佳时，细粉的含量范围为 5%～10%。而后将石灰石细粉的掺量再次细化，按照砂子总量的 5%、6%、7%、8%、9%、10% 进行搭配试验配制 M5 抹灰砂浆，将其用在新型加气砖砌体当中，对比不同掺量下砂浆的施工性能，确定最佳含粉量状态。表 8 为施工性能试验结果，分析发现，当石灰石细粉含量≤7% 时，砂浆既满足各项物理性能指标，又具有最佳施工性能。

表8 不同石粉含量砂浆的施工性能

4 结论

（1）石灰石机制砂中石粉含量为 5%～10% 时，所配制的干混砂浆密度、稠度、保水率和 28 天抗压强度综合达到最佳。

（2）石灰石机制砂中石粉含量为 5%～7% 时，所配制的干混砂浆具有最佳施工性能。

（3）通过适当粒级机制砂的搭配和石粉含量的控制，完全可以配制出不同强度等级的干混专用砂浆，而且性能优越，可操作性好，能满足建筑工程中不同墙体的施工要求。

[1] 邓维汉．浅谈预拌砂浆[J]．墙材革新与建筑节能，2012 (7): 62-63．

[2] 贺超越．预拌干混砂浆在建筑工程中的应用与推广[J]．山西建筑，2015(41):102．

[3] GB/T 25181—2010．预拌砂浆[S]．

[4] JGJ/T 70—2009．建筑砂浆基本性能试验方法[S]．

［通讯地址］广西柳州市柳太路 62 号（545008）

龙祖业（1986—），男，工程师，主要从事混凝土和干混砂浆技术管理工作。