利用电石渣生产加气混凝土专用砂浆的试验研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料检测有限公司，泉州 362000）

利用电石渣生产加气混凝土专用砂浆的试验研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料检测有限公司，泉州 362000）

本文通过试验研究得出砂浆的各项性能，结果分析表明，利用电石渣生产的蒸压加气混凝土专用砂浆，各项性能指标均符合国家标准要求，说明电石渣生产加气混凝土专用砂浆是可行的，这不仅为电石渣废料的综合利用开辟了一条新途径，也保护了生态环境，具有极好的环保效益。

电石渣；专用砂浆；性能；环保效益

电石渣是生产乙炔气过程中排出的废料，其主要成分为氢氧化钙[1]。福建省湄洲湾氯碱工业有限公司作为我国东南地区最大的一家大型氯碱企业，每年生产剩余的电石渣废料约六十万吨，这些电石渣废料长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。如何综合有效利用这些废料，是目前急需解决的问题。

目前市场上的加气混凝土砌块吸水率大，体积变形系数偏大，材料较脆，强度偏低，传统的砌筑砂浆和抹面砂浆与其材性不配套，易导致空鼓和开裂，严重影响建筑质量，因此需用专门的蒸压加气混凝土用砌筑砂浆和抹面砂浆[2]。本研究主要尝试将电石渣应用于蒸压加气混凝土砌块专用砂浆，生产出符合国家标准要求的、具有成本低、保水性好、粘结强度高、低收缩等优点的专用砌筑砂浆，达到变废为宝、综合利用的目的。

1 原材料

1.1 电石渣

电石渣的主要成分为Ca(OH)2，有害成分如K2O，Na2O，SO3等会在从石灰石到电石渣的过程中熔融、挥发、溶解，所以含量一般比较低。电石渣颗粒细微，10～15μm的占60%～80%，比重小，粘附性强且具有很强的吸水性，因此在使用时需先进行烘干、粉磨和过筛。

试验用电石渣为福建省东南电化股份有限公司生产废料，主要成分CaO，约占65%，SiO2约8%。

1.2 粉煤灰

试验使用的粉煤灰取自某电厂的II级灰，细度12.5%，需水量比98%，烧失量2.85%。

其化学组成见表1。

1.3 水泥

符合GB 175规定，强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。试验采用的是福建省红狮水泥厂生产的P·O 42.5水泥。

1.4 砂

符合GB/T 1468规定的中砂。

1.5 加气混凝土专用砂浆外加剂

由保水剂、无机矿粉等组成，符合GB 8076的指标要求。

1.6 活性激发剂

表1 粉煤灰的化学成分 %

活性激发剂的主要成分为无机盐和萘磺酸盐复合物，具有激发粉煤灰活性和减水、致密实、增强的功效。

2 试验方法

将原材料烘干后，按照配合比进行搅拌，使之混合均匀，再加入一定量的粘结剂、发泡剂和水，搅拌3分钟。按照JC 890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》进行试验。

试验主要检测项目分别为干密度、分层度、凝结时间、抗压强度、粘结强度、收缩值和导热系数。其配合比如表2所示（按质量计算）。

表2 砂浆试样的配合比 kg/m3

3 试验结果与分析

试验对制得的砂浆分别进行干密度、分层度、凝结时间、抗压强度、粘结强度、收缩值和导热系数的检测，试验结果如表3和图1～图7所示。

从表3及图1～图3可以看出，随着电石渣掺量的增加，干密度、分层度逐渐减小，而凝结时间则逐渐增加，这是由于电石渣的堆积密度大约为650～700kg/m3，而粉煤灰的堆积密度为800～900 kg/m3，因此随着粉煤灰的减少，电石渣的增加，干体积密度也相应的降低[3]；随着电石渣的增加，其分层度减少是由于电石渣主要成分为Ca(OH)2，它通过平面多层矿物结构的物理吸附水原理，在凝结硬化前使得砂浆水分不易从浆体中析出，并且使砂浆拌合物形成膏状物，因此电石渣越多，其保水性能越好，这也是导致凝结时间增加的原因，同时砂浆的保水性太好，水分不易被块料吸收，会影响水泥浆与块料的粘结[4]，造成分层度下降，适宜的分层度应为10～20mm。

表3 砂浆试验结果

此外，由表3和图4～图7可知，电石渣掺量增加，砂浆的抗压强度和粘结强度是先增加后减小，收缩值逐渐增大，导热系数逐渐减小的。对于强度变化趋势，主要是因为掺入激发剂，在其作用下，粉煤灰与电石渣中的石灰膏成分发生火山灰反应，产生较大强度，但是随着电石渣掺量的增加和粉煤灰的减少，电石渣过量，这些电石渣起不到塑化作用，则会导致强度下降；而对于收缩值来说，随着电石渣的增加，浆体中Ca(OH)2的含量也增加，这些多余的Ca(OH)2会与空气中的CO2发生钙化反应，会造成收缩越来越严重，成为浆体中的薄弱环节，不仅影响强度而且导致收缩增加。另外由于掺入发泡剂，成型后的砂浆体内部具有较均匀封闭的小孔，这些小孔起到保温隔热的作用，因此随着电石渣掺量增加，砂浆的导热系数是逐渐下降的，从2号至5号样品，其导热系数均较小，均符合国标JC 890-2001中关于导热指标的要求。

由图表及以上分析可知，在本研究中最佳配比为3号，其干密度为1270 kg/m3，分层度为19mm，凝结时间为4h，抗压强度为6.1MPa，粘结强度为0.21MPa，收缩值为0.29mm/m。导热系数为0.63W/（m·K），各项指标均符合JC 890-2001中M5.0等级水泥砂浆的要求。

4 结论

（1）随着电石渣掺量的增加，砂浆的干密度和分层度越来越小，凝结时间逐渐增加，保水性越来越好，但分层度如果太小，则会影响砂浆的粘结性能。

（2）随着激发剂的掺入，粉煤灰会与电石渣发生火山灰反应，增加砂浆强度，电石渣掺量太大会引起收缩增大，导致开裂，强度也会有所下降。

（3）由于掺入发泡剂，砂浆导热系数随着电石渣掺量的增加而逐渐减小。

（4）试验研究表明，利用电石渣生产蒸压加气混凝土专用砂浆是可行的，具有良好的环保效益。

[1]杨旭等.电石渣用于普通建筑砂浆试验研究[J].建筑材料，2000，3：35.

[2]殷仲海.蒸压加气混凝土用抹面砂浆的研制及应用[J].湖北教育学院学报，2003，5（20）：36-38.

[3]武相萍等.电石渣粉体性能的研究[J].水泥，2009，5：18-19.

[4]张秀芳等.建筑砂浆技术解读 [M].北京：中国建材工业出版社，2009.

林明（1965-），男，福建省泉州市建科工程材料检测有限公司经理。

[单位地址]福建省泉州市丰泽区东海大街商住楼CQ1号楼（362000）