磨细生石灰粉在干粉砂浆中的应用研究

蔡正国

（江苏四维工程咨询管理有限公司， 江苏 泗阳 223700）

磨细生石灰粉在干粉砂浆中的应用研究

蔡正国

（江苏四维工程咨询管理有限公司， 江苏 泗阳 223700）

伴随着建筑行业的不断发展和人们环保意识的提高，磨细生石灰粉被广泛地应用在市政工程建设中，为合理应用磨细生石灰粉，我们应加强在磨细生石灰粉相关特性方面的研究。笔者将结合自身工作经验，粗略探讨磨细生石灰粉在干粉砂浆中的应用，希望能拓宽磨细生石灰粉的应用范围。

磨细 生石灰粉 干粉砂浆 应用研究

前言：干粉砂浆隶属商品砂浆，近年来，被广泛地应用在各个国家。长期以来，石灰膏是最为理想的优化砂浆和易性的材料，然而却存在含水量较高、容易出现爆裂等不良现象，占用一定的施工空间等不足之处。在普通砂浆的生产过程中主要凭借石灰膏优化和易性，却不适用于干粉砂浆中。因此，对于干粉砂浆的研究主要应集中在优化和易性方面。部分外国国家向干粉砂浆中添加消化石灰粉来优化和易性，虽有一定成效，但成本投入较多，为降低成本投入，我国提出了向干粉砂浆中加入砂浆稠化粉，可有效优化干粉砂浆，且经济实惠。

一、石灰水化特点

通常，在使用石灰之前，应将其消化形成消石灰或石灰膏后方可使用，具体原因如下：

（一）石灰水化反应能力强于其余胶凝材料。石灰遇到水后，散发大量的热量，水受热变成水蒸气逐渐沸腾，进而对石灰的凝聚产生一定的破坏，导致石灰浆体内部松散、不存在关联，最终形成消石灰，由此可知，石灰经水化反应后无法完全凝结和硬化[1]。

（二）石灰水化时在增加固相体积的同时，还会增加空隙体积，进而出现体积膨胀的现象。在此过程，如若不能限制石灰的负面膨胀，将会出现体积的不良形变。在实践活动中，如若释放石灰的放热量，限制石灰体积膨胀，禁止凝结后的再次搅拌，则石灰会向水泥等胶凝材料出现相同的凝结于硬化，进而充分使用石灰。

相关研究表明，通过以下四种方法可限制石灰水化反应过程中的放热情况和体积变化：

1.改变细度

石灰细度直接影响着消化反应中的体积变化情况，大量试验研究表明，粒度越细的石灰，消化过程中的体积形变越小[2]。例如在650℃条件煅烧获得的生石灰，在相同水灰比下，不会出现体积膨胀现象；

2.改变水灰比

水灰比对石灰消化过程中的形变影响具体表现如下：石灰水化反应过程中的膨胀值与水灰比呈现负相关[3]。而伴随着水灰比的不断增加，石灰浆体硬化强度随之下降。因此，为有效限制石灰消化膨胀的同时，满足预期标准，应凭借相应试验，确定最理想的水灰比；

3.改变消化温度

在石灰消化过程中，介质温度直接影响着石灰浆体膨胀情况，石灰浆体体积随着介质温度的增高而不断增加；

4.添加石膏等外加剂

若向石灰中加入适量的石膏，则无论在何种水灰比和介质温度条件下，均会显著缩小石灰浆体的膨胀体积。这主要是因为石膏属于石灰水化抑制剂，可限制石灰水化速度，进而保持水化速率和产物转移速率的一致性，另外，石膏缩减了吸附水扩散层的厚度，降低了空隙体积增量。

二、石灰水化对砂浆的影响

磨细生石灰等在特定条件下可与其余胶凝材料出现相同的凝结和硬化效果。在生产实践活动中，应通过合理的方法限制限制石灰粉的水化放热情况和体积膨胀效果，在此过程无须进行预消化。因此，借助磨细生石灰粉优化干粉砂浆和易性具有重要的研究价值。本试验预先设计以磨细生石灰粉为主，辅以化学添加剂，取代原有的石灰膏。为获得理想的试验效果，应妥善解决以下问题：

（一）确定磨细生石灰的添加量；

（二）确定最理想的水灰比，为规避在石灰水化过程中出现负面膨胀，应有效控制水灰比；

（三）本试验中使用纤维素醚类化学添加剂，为合理控制砂浆成本，应适当使用化学添加剂。

三、试验方案

在本试验中选用中砂作为填料，选用等级在32左右的硅酸盐水泥三级粉煤灰。为显著对比干粉砂浆中添加粉煤灰和磨细生石灰的差异，设计三组试验，第一组水泥砂浆，不添加任何材料；第二组在第一组的基础上添加粉煤灰；第三组在第二组的基础上添加磨细生石灰，对比分析。在第三组中，添加磨细生石灰粉一方面是通过氢氧化钙刺激粉煤灰特性，另一方面优化砂浆和易性，且磨细生石灰的添加量分别为5%、10%、15%。

四、试验结果

依照上述试验方案，围绕分层程度、稠度、抵抗压力性能等指标针对干粉砂浆开展试验，其试验结果如下：

（一）磨细生石灰粉添加量对砂浆强度的影响

本试验中的三组试验与预期强度存在一定的差距，设计强度越大则差异越显著，因此，应在本试验的基础上调整干粉砂浆配比。第二组试验与第一组试验相比，相应的二十八天的抵抗压力性能均值和第一组相比降低了三分之一左右，由此可知，三级粉煤灰无法增强干粉砂浆性能。第三组干粉砂浆配比建立在第一组和第二组之上，并进行超添加量计算，二十八天的抵抗压力性能均值和第二组相比，强度降低了 17%，这表明磨细生石灰粉没有发挥任何作用，在配置比设计过程中使用的超添加量计算方法不适宜。第三组中的配比应在预期设计的基础上进行一定的调整。大量试验研究表明，磨细生石灰粉的添加量对干粉砂浆的影响程度较小，因此，应通过干粉砂浆的和易性确定最理想的添加量。

（二）磨细生石灰粉添加量对干粉砂浆性能的影响

第一组与第二组干粉砂浆的稠度绝大多数不超过50毫米，且在搅拌过程中，粘结性能不良，不断增加用水量，也无法改进干粉砂浆的稠度，相应的分层度不满足标准。虽然粉煤灰在某种程度上可优化干粉砂浆的和易性，然而，因砂灰含量较多，优化效果不明显。添加粉煤灰的干粉砂浆的持水性、流动性等指标不满足砌筑砂浆标准。第三组干粉砂浆中因添加磨细石灰粉，与第一组和第二组相比，具有较好的粘结性、持水性和流动性，与砌筑砂浆性能基本相符[5]。

为全面优化干粉砂浆性能，本试验中还针对化学添加剂和易性改善效果进行研究，本试验中使用的是纤维素醚类添加剂，相应的试验结果表明，若想获得相同的和易性，应向添加磨细生石灰粉的干粉砂浆中加入0.1%左右的纤维素醚类化学添加剂，这与只添加相同化学添加剂且和易性一样的干粉砂浆相比，节省了较多的化学添加剂，最终的成本投入较少。这主要因为化学添加剂的成本较高，化学添加剂的添加量直接影响着干粉砂浆最终的生产成本。

（三）磨细生石灰粉对生态环境的影响

磨细生石灰粉力的粒度明显减小，表面积增加，加快了熟化速率，提升了工作效率，且有效缓解了存放和场地狭小的矛盾，在很大程度上优化了环境卫生。磨细生石灰粉一经出厂，应及时使用，禁止长时间存放。

五、结论

磨细生石灰粉在特定条件下，可凝结和硬化。本试验表明，当干粉砂浆中的磨细生石灰粉为 10%左右时，可优化干粉砂浆特性，且磨细生石灰粉会影响干粉砂浆强度，如若合理调整砂灰配置比，可获得满足相应强度标准的干粉砂浆。另外，本试验结果说明，干粉砂浆中磨细生石灰粉的添加，可减小增稠保水类化学添加剂的使用量，这在很大程度上降低了生产成本的投入。

[1]黄大伟,魏姗姗,胡益彰等.生石灰——铁尾矿砂混合球磨过程的研究[J].建材发展导向(下),2014,12(4)∶51-53.

[2]汪永和,续荣贵,冯春花等.掺合料对干粉砂浆性能的影响研究[J].非金属矿,2013,36(2)∶48-50,63.

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1007-6344（2015）03-0296-01