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干粉砂漿常用的礦物外加劑
干粉砂漿質(zhì)量既依賴于化學(xué)添加劑,又依賴于正確選擇無(wú)機(jī)礦物外加劑。其配方組成必須研究砂漿拌和物的凝固硬化過程。當(dāng)前已廣泛應(yīng)用的礦物外加劑有粉煤灰、礦渣微粒、石灰石粉、硅灰、珍珠巖等。礦物外加劑的某些重要性質(zhì)必須詳細(xì)研究,例如礦物外加劑使化學(xué)添加劑過量消耗問題。礦物外加劑中對(duì)于破壞粘結(jié)劑性能的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。礦物外加劑的活性成分改變水泥的水化和硬化機(jī)理,會(huì)導(dǎo)致不能控制的收縮和膨脹。我國(guó)正在制定礦物外加劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
目前最常用的礦物外加劑就是粉煤灰、礦渣微粉和石灰石粉,他們都屬于工業(yè)廢料,從化學(xué)成分來看,他們都是含有很高的氧化鈣的鋁硅酸鹽和碳酸鹽,它們?cè)谒杏胁煌娜芙庑�。由于粉煤灰本身的性質(zhì),使摻加粉煤灰的砂漿具有早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)的特點(diǎn),這是因?yàn)榉勖夯业幕钚员怀掷m(xù)激發(fā)所致;此種砂漿的早期收縮較大,到28天基本趨于穩(wěn)定;隨著粉煤灰摻量的增加,干粉砂漿的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng),綜合以上因素,一般認(rèn)為選擇粉煤灰的用量在水泥的50%左右是合理的。
礦渣微粉是將礦渣磨細(xì)至超細(xì)程度(比表面積達(dá)850m2/kg)的礦渣,其活性與其比表面積密切相關(guān)。單摻礦渣微粉的砂漿有泌水現(xiàn)象,一般與減水劑或有保水作用的外加劑混摻。礦渣和減水劑共同作用可使新拌砂漿的含氣量、硬化砂漿的孔隙率達(dá)到最低,硬化砂漿的體積密度達(dá)到最大,同時(shí)使砂漿的吸水率明顯降低�？箖鲂院涂�?jié)B性都有所提高。
我國(guó)石灰石資源很豐富,有效地應(yīng)用石灰石礦物外加劑,有著積極的社會(huì)效益�？梢蕴娲徊糠炙�。摻石灰石粉的砂漿隨著其替代水泥量的減少,強(qiáng)度提高,砂漿的和易性變好,一般合理?yè)搅繛?%~10%。石灰石粉與其它磨細(xì)礦物外加劑一樣,對(duì)水泥顆粒有一定的分散作用,致使水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)難以形成,從而改善了砂漿的和易性。摻適量的石灰石粉替代水泥后,其強(qiáng)度超過純水泥砂漿的強(qiáng)度,這是石灰石粉的物理、化學(xué)作用的共同結(jié)果。有人通過電子顯微鏡觀察到CaCO3表面長(zhǎng)滿了水化產(chǎn)物,可以認(rèn)為石灰石粉起著微晶和催化的作用,使大量水化產(chǎn)物生長(zhǎng)在其表面,降低了溶液中的離子濃度,加速了C3S顆粒表面的離子向溶液中的遷移,使C3S的水化速度提高。而一部分CaCO3的“消失”,證實(shí)了CaCO3通過參與化學(xué)反應(yīng)而對(duì)砂漿的強(qiáng)度產(chǎn)生貢獻(xiàn)。有試驗(yàn)表明石灰石粉與礦渣微粉共摻時(shí),可以改善礦渣微粉的泌水缺陷,隨著石灰石粉替代礦渣微粉的比例增加,砂漿的泌水量明顯降低,石灰石粉與礦渣微粉的比例為4∶1時(shí),砂漿已沒有泌水現(xiàn)象。同樣石灰石粉與礦渣微粉共摻時(shí),也表現(xiàn)出對(duì)強(qiáng)度極有利的復(fù)合效果。因?yàn)樵趽接惺沂酆偷V粉的砂漿中加入水后,首先是水泥熟料礦物與水作用生成CSH、AFT、Ca(OH)2等,一部分C3A與CaCO3反應(yīng)生成CCA,由于石灰石粉的存在,上述水化反應(yīng)速度加快,致使一定齡期內(nèi)的水化產(chǎn)物增多,而水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2又是礦粉的活性激發(fā)劑,又可以提高礦粉的水化速度,而礦粉對(duì)于Ca(OH)2的“消耗”,對(duì)于水泥顆粒的水化反應(yīng)無(wú)疑又是一種推動(dòng)作用。所以石灰石粉對(duì)水泥水化和礦粉水化有直接與間接的促進(jìn)作用,使得水泥+礦粉+石粉三元體系比水泥+礦粉二元體系具有更高的強(qiáng)度值。
礦物外加劑的篩分性質(zhì)也很重要,它必須在保持良好的滲透性情況下,使砂漿致密涂刷,保證砂漿良好的性能,如較高的抗拉強(qiáng)度和最少的化學(xué)添加劑消耗。對(duì)于薄層涂抹的干粉砂漿,最大礦物外加劑顆粒應(yīng)在0.4mm~0.6mm,超出0.4mm~0.6mm的,只能用于厚膜涂層或者裝飾涂層的砂漿。對(duì)于0.1mm顆粒礦物外加劑,可用于粉刷和抹平砂漿。礦物外加劑越細(xì),比表面積越大,導(dǎo)致粘結(jié)劑(水泥、石膏)需用量增加。為了達(dá)到細(xì)礦物外加劑砂漿必要的塑性和和易性,用水量也會(huì)增加,水灰比偏離合宜量,導(dǎo)致開裂。正確選擇礦物外加劑顆粒組成標(biāo)志之一是最小的水灰比,在最少的粘結(jié)劑和化學(xué)添加劑的消耗下,獲得最好的機(jī)械物理性能。對(duì)于砂作為干粉砂漿的一種組分的作用,本文暫不作分析。
干粉砂漿系列產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)還尚待研究開發(fā),要使這項(xiàng)新工藝、新產(chǎn)品得到順利開發(fā),并獲得廣泛應(yīng)用,必須要使該產(chǎn)品的優(yōu)良性能得以體現(xiàn)。一方面必須尋找合適的生產(chǎn)工藝,更重要的是要合理選擇成分和降低干粉砂漿的成本。
