复合掺合料配制普通干混砂浆的试验研究

2020-04-17王红霞

鄂州大学学报 2020年1期

王红霞，王星

（1.内蒙古建筑职业技术学院建筑工程学院，内蒙古呼和浩特010070；2.内蒙古自治区建设工程质量检测中心，内蒙古呼和浩特010020）

我国生产金属镁时排出的工业废渣，很多镁厂都是作为废物丢掉。随着镁渣的大量排放堆积，占用了大量的土地资源，严重危及到人类的身体健康及农作物的生长［1］。如何充分利用镁渣成为业内专家学者的研究热点之一。镁渣中含有较高的CaO和SiO2，具有一定的火山灰活性，砂浆中所含的碱性氧化物成分(K2O和Na2O)极低，镁渣掺入到砂浆中，可以提高砂浆的耐久性［2］。因此，砂浆的原材料的改革成为必然，新型环保型干粉砂浆的开发势在必行。

本文系统研究了粉煤灰、镁渣粉对干混砂浆配合比的影响，找出各组分的影响规律，并确定其合理的复合方案，对有效利用镁渣具有显著的社会效益和环境效益，同时也提升了砂浆掺合料的品质，改善和提高了干混砂浆质量，保护了生态环境。

1 试验用原材料及方法

1.1 试验用原材料

水泥采用内蒙古冀东水泥厂生产的P-O42.5水泥，细骨料采用天然河砂，细度模数为2.7，粉煤灰为呼和浩特热电厂的Ⅱ级灰，磨细到220目的金属镁渣粉。

1.2 试验方法

根据《建筑砂浆基本性能测试方法》JCJ/T70-2009进行试样制备和性能检测。

2 试验方案

本试验以1吨普通干混砂浆各原材料用量作为试验用基础配方，用水量以砂浆稠度控制在80±10mm为准，每吨干混抹灰砂浆中分别加入不同掺量的粉煤灰、煤渣粉和复合掺合料（粉煤灰与煤渣粉复合），研究不同掺量下对普通干混砂浆的稠度、保水率、抗压强度的影响，以便指导干混砂浆掺合料的正确使用，真正实现干混砂浆施工便捷、环保节能等优势。

3 试验结果及分析

3.1 粉煤灰对普通干混砂浆配合比的试验研究

粉煤灰不同掺量下对普通干混砂浆的稠度、保水率、抗压强度的影响结果如表1和图1、2所示。

表1 粉煤灰的掺量对干混砂浆性能的影响

图1 粉煤灰的掺量对抗压强度的影响

由表1及图1、图2可以看出，随着粉煤灰掺量的增加，砂浆拌合物的7d抗压强度在粉煤灰掺量低于80kg/t时呈递增趋势，再继续增加粉煤灰的掺量，7d抗压强度略有降低；28d抗压强度则随着粉煤灰掺量的增加而不断增长。这是因为粉煤灰的形态效应、微集料效应相对减少了砂浆拌合物用水量，又在水化过程中不断水化产生Ca(OH)2导致体系偏碱性，一定程度上持续激发了粉煤灰的潜在活性，从而导致了其抗压强度的持续增长，其保水率也随着粉煤灰掺量的增加而增长。

图2 粉煤灰的掺量对保水率的影响

3.2 镁渣粉对普通干混砂浆配合比的试验研究

镁渣粉不同掺量下对普通干混砂浆的稠度、保水率、抗压强度的影响结果如表2和图3、4所示。

表2 镁渣粉的掺量对干混砂浆性能的影响

图3 镁渣粉的掺量对抗压强度的影响

由表2及图3、图4中可以看出，镁渣中含有较高的CaO和SiO2，具有一定的火山灰活性，随着镁渣粉掺量的增加，7d、28d抗压强度均有一定幅度的提高，保水率也有较大幅度的提高。较表1及图1、图2粉煤灰掺量及其试验数据，同量掺入镁渣粉后，砂浆拌合物的性能有所提高。由此可见，镁渣粉的活性较粉煤灰的潜在活性要高，且镁渣粉对砂浆拌合物的保水性更好[3]。

图4 镁渣粉的掺量对保水率的影响

3.3 复合掺合料对普通干混砂浆配合比的试验研究

粉煤灰与镁渣粉复合，选定掺合料总掺量为90kg/t，不同掺量下对普通干混砂浆的稠度、保水率、抗压强度的影响结果如表3和图5、6所示。

表3 复合掺合料的掺量对干混砂浆性能的影响

图5 镁/粉比对抗压强度的影响

由表3及图5、图6中可以看出，固定砂浆拌合物掺合料的总掺量，调整镁渣粉与粉煤灰的不同掺加比例，随着镁渣粉/粉煤灰比值的增大，7d抗压强度、28d抗压强度先增高后降低，于镁渣粉/粉煤灰为0.8处，抗压强度达到峰值；再随着镁渣粉掺量增加（粉煤灰掺量降低），抗压强度急剧下降。镁渣粉与粉煤灰掺加比例为4：5时，复合效果最显著。这是因为该复合掺加比例下，砂浆拌合物由于粉煤灰的形态效应、微集料效应及镁渣粉的保水性达到最优复合效果，此时砂浆拌合物的用水量达到最优，既保证了砂浆拌合物的保水率及较好的稠度，使得砂浆拌合物施工时有较好的和易性，又保证了砂浆拌合物力学性能，较好的满足工程应用要求［4］。