预拌砂浆及再生砂浆研究与发展现状

李向阳　梁　芮　赵志浩　王守栋　马伟兰江·阿不力克木

(新疆大学建筑工程学院，新疆　830047)



预拌砂浆及再生砂浆研究与发展现状

李向阳梁芮赵志浩王守栋马伟兰江·阿不力克木

(新疆大学建筑工程学院，新疆830047)

【摘要】将废混凝土制成再生细骨料并用到工程实际中，对于提高建筑垃圾利用率和环境保护有重大意义。同时，建筑砂浆多在施工现场进行拌制，配合比只能靠经验与人工目测，拌制的砂浆性能往往不稳定，严重时可能存在安全隐患。而预拌砂浆则是由专业化厂家生产，配合比经过计量；砂浆性能均一且满足使用要求。通过对国内预拌砂浆及再生砂浆研究现状分析总结发现，预拌砂浆及再生砂浆的研究已趋于成熟；建议施工方多使用预拌再生砂浆，既有利于施工安全，又有利于环境保护。

【关键词】预拌砂浆；再生砂浆；再生细骨料

据统计我国建筑垃圾已占城市垃圾50%。其中，80%左右的建筑垃圾如废砖、废混凝土和废砂浆可以循环利用。如预拌砂浆专业化制作厂家可将再生砂浆制成预拌砂浆供施工方使用，这既能保证砂浆性能满足使用要求，又有利于环境保护，是未来建筑砂浆发展的必之路。

1预拌砂浆的主要性能研究

1.1预拌砂浆的主要性能和特点

预拌砂浆又称为湿拌砂浆，是指水泥、细集料、外加剂和水以及根据性能确定的各种成分，按一定比例，在搅拌站经计量、拌制后，采用搅拌运输车运至使用地点，放入专用容器储存，并在规定时间内使用完毕的拌合物。

预拌砂浆由专业化厂家生产，分为预拌干混砂浆和预拌湿拌砂浆。按功能又可分为地面砂浆、抹灰砂浆、砌筑砂浆、装饰砂浆、地面自流平砂浆、瓷砖粘结砂浆、抹面砂浆、抹面抗裂砂浆和修补砂浆等。

1.2不同取代材料对预拌砂浆的性能研究

取代材料的种类多种多样，配置预拌砂浆可以采用不同种类的取代材料。其中刘秀伟[1]，等以磷渣粉作为混合材料掺入预拌砂浆中，进行取代率为0%、20%、40%、60%、80%对砂浆性能进行研究。结果表明：①在稠度基本不变情况下，砂浆随磷渣粉掺量的增大而减小；②磷渣粉掺量越大，磷渣粉改善砂浆和易性的作用越明显；凝结时间随磷渣粉的掺量的加大而延长；③磷渣粉掺量越大，砂浆早期强度越低，砂浆整体强度有所降低。

还有用其他材料代替的方式，其中俞心刚[2]等则用煤矸石去代替水泥，替代率分别为0%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，进行预拌砂浆基本性能研究，其中稠度控制在50～90mm范围内，分层度控制在10～20mm。结果表明：①砂浆稠度随煤矸石掺量增加而有降低的趋势。砂浆分层度随煤矸石掺量的增加有增加的趋势。掺量在0%～60%时，砂浆分层度达到要求；②随煤矸石掺量的递增，预拌砂浆凝结时间有延长的趋势，但不是特别明显；③煤矸石的掺量导致砂浆强度下降，并且比较明显。煤矸石掺量越大砂浆强度降低幅度越小；④煤矸石掺量达到一定程度后，对砂浆的负面影响不再加剧，通过激发剂、蔗糖等相应外加剂的加入，砂浆各项性能可保证满足标准要求。

石粉含量对预拌砂浆性能性能影响是刘大超[3]等的研究重点，其分别研究了石粉掺量为机制砂质量的0%、5%、10%、15%、20%、25%、30% 的情况。结果表明：①随着机制砂中石粉含量的增加，砂浆稠度先增大后减小，石粉含量达到15%时砂浆稠度出现峰值；②随着石粉含量增加，砂浆分层度先减小后增大，石粉含量达到20%时砂浆分层度出现最小值；③石灰岩质石粉在一定的掺量范围内，可以提高试件的抗压强度，石粉掺量在15%～20%时抗压强度最高。

2再生砂浆的主要性能研究

2.1再生砂浆的主要性能和特点

将废弃混凝土经过破碎、清洗、分级后，按照一定的比例混合形成再生细骨料，部分或全部的代替天然细集料(0.16～5mm)配制的砂浆称为再生砂浆。相对于普通砂浆，再生砂浆具有密度小、保水性好等优点。

2.2再生砂浆研究现状

对于再生砂浆的性能，已经有多的学者进行了详细的研究。其中王中明[4]等对再生细集料砂浆砌体抗压强度研究。结果表明：

再生细集料混合砂浆砌体的抗压破坏过程与普通砂浆砌体类似，但裂缝出现在平均荷载的80%左右，表现出明显的脆性特征。

我国的很多建筑都是有砖混结构的，因此对于废砖再生混合砂浆也是一个研究的方向，当中刘凤利[5]等对废砖再生混合砂浆性能做了详细的试验，研究了水胶比、废砖再生粗砂取代率和粉煤灰取代率对砂浆性能的影响。结果表明：①对稠度的影响顺序为：废砖再生粗砂取代率>水胶比>粉煤灰取代率，且稠度随水胶比的增大而增大，随废砖再生粗砂取代率和粉煤灰取代率的增大而减小；②抗压强度不同因素的影响顺序为：废砖再生粗砂取代率>粉煤灰取代率>水胶比，且抗压强度随水胶比和粉煤灰取代率的增大而减小，随废砖再生粗砂取代率的增大而增大；③抗折强度不同因素的影响顺序为：粉煤灰取代率>废砖再生粗砂取代率>水胶比，且抗折强度随水胶比和粉煤灰取代率的增大而减小，随废砖再生粗砂取代率的增大而增大。

再生砂对砂浆的施工和易性对抗压强度有一定的作用，段邦政[6]的结果表明：①再生砂浆的用水量随再生砂掺量的增加而提高；②在砂浆的流动性保持不变的条件下，普通再生砂浆和掺粉煤灰的再生混合砂浆的分层度随再生砂掺量的增加而呈现降低的变化趋势；③随着再生砂的掺量在0%～60%范围内增加，砂浆抗压强度均呈现先增加后降低的变化趋势。再生砂的掺量为40%时砂浆抗压强度最高。

再生细骨料不同取代率对砂浆强度有一定的影响，其中李如雪[7]的实验结果表明：①再生砂浆稠度的变化。在只改变再生细骨料对砂的取代率，其它条件不变的情况下，随着取代率的增加，不同砂浆的稠度均出现了大幅度的下降。其中，再生粗砂的稠度最好，其次是再生中砂、再生细砂；②再生砂浆强度的变化。再生砂浆抗压强度随着再生细骨料取代率的增加而有不同程度的改变，再生细骨料取代率为10%时砂浆强度增长幅度最大。能达到砂浆强度要求的取代率为：再生粗砂0%～30%，再生中砂0%～20%，再生细砂0%～15%。

绿色再生砂浆的提出进一步支持了绿色建筑的理念，其中周文娟[8]等对绿色再生砂浆进行了试验研究。结果表明：①在保证砂浆稠度基本一致的条件下，不同种类的再生砂对砂浆性能影响差别不大；②相同掺量时，废砖再生砂浆的用水量较大，但强度较高；废混凝土和废砂浆再生砂浆基本相近；③再生砂浆的用水量比天然砂浆高，但保水性好，再生砂浆具有良好的和易性；④再生砂替代天然砂对砂浆强度没有显著的影响，一定的掺量可以获得良好的颗粒级配，提高强度。

再生细骨料中粉料对再生砂浆抗压强度也存在一定的影响，黄天勇[9]的试验结果表明 ：①再生粉料以11%的掺量取代水泥时，再生砂浆的抗压强度最佳，且大于基准再生砂浆的抗压强度；②再生粉料以20%的掺量等量取代粉煤灰时，再生砂浆的抗压强度最佳，也大于基准再生砂浆的抗压强度；③再生粉料替代粉煤灰得到的再生砂浆的抗压强度略大于再生砂浆替代水泥得到的再生砂浆的抗压强度；④再生粉料与再生细骨料交叉组合效果最为明显；⑤只要再生粉料的颗粒级配合理，且与水泥、粉煤灰及细骨料的级配搭配合理，将再生粉料掺入砂浆中，可以改善再生砂浆中微细颗粒的级配，使其接近紧密堆积，提高强度。

3再生细骨料性能研究

3.1再生细骨料主要性能及特点

原生混凝土经过破碎、分级，再按一定比例相互配合后，得到的骨料称为再生骨料。其中，粒径为0.16～5mm的称为再生细骨料。再生细骨料尺寸一般为0.16～5mm；表观密度为1970～2140kg/m·m·m，其堆积密度为天然细骨料的75%～80%，表观密度为天然混凝土的80%～85%；日本认为再生细骨料的吸水率一般为8.3%～12.1%。

3.2再生细骨料制作

先将卵石混凝土或碎石混凝土切割破碎，再利用偏心旋转设备进行研磨，最后用振动筛分离再生细骨料的种类。

3.3再生细骨料研究状况

对于再生细骨料的研究，国内也有很多的学者进行了实验，其中陈宗平[10]等对再生细骨料水泥砂浆力学性能进行了研究。设计了11种不同再生细骨料取代率的水泥砂浆标准试块进行轴心受压试验研究(取代率从0～100%，中间级差10%)，观察了再生细骨料水泥砂浆的破坏形态，并获取了其极限强度等力学性能指标，同时对天然细骨料和再生细骨料的各物理指标进行试验测定。试验研究结果表明：①再生细骨料与天然细骨料相比，其表观密度低、吸水率高、吸水速率快；再生细骨料砂浆流动性良好，但保水性较差；②生细骨料其抗压强度比天然细骨料水泥砂浆降低50%左右；③不同细骨料取代率对再生水泥砂浆的抗压强度影响不大。

也有一些学者对再生细骨料混凝土做了进一步的研究，其中肖建庄[11]等做了再生细骨料混凝土抗压强度试验，通过立方体抗压强度试验，研究了再生细骨料取代率对再生混凝土抗压强度的影响。结果表明：①当再生细骨料取代率小于30%时，再生细骨料对再生混凝土的抗压强度影响不大；②当再生细骨料取代率大于30%时，再生混凝土的抗压强度明显降低；③当再生细骨料取代率为100%时，再生混凝土的抗压强度只达到普通混凝土抗压强度的61%；④掺入再生细骨料后，再生混凝土抗压强度的离散性变化较大；⑤当再生细骨料取代率在0%～100%时，再生混凝土的抗压强度标准差在1.36～4.17MPa之间。

再生细骨料的种类与取代率也对混凝土的强度有一定的影响，其中李秋义[12]等实验结果表明：①简单破碎再生细骨料混凝土的强度低于普通混凝土，且随着再生细骨料取代量的增加而降低；②颗粒整形再生细骨料混凝土的强度高于普通混凝土，且随着再生细骨料取代量的增加而提高，颗粒整形再生细骨料可以配制C35至C60混凝土；③再生细骨料混凝土的强度随着粉煤灰掺加而降低，胶凝材料用量越大，早期强度的降低幅度越大；④粉煤灰对混凝土强度的降低幅度随着龄期的增加而有所减小；简单破碎再生细骨料可以配制C25至C50混凝土。

而在全再生细骨料的制备及其在砂浆和混凝土中的应用中，郑子麟[13]的实验结果表明：①全再生细骨料的优选制备方法为：将废弃混凝土用颚式破碎机二次破碎分筛后，将较粗粒径的部分(粒径2.36mm以上)利用圆盘整形机进行整形；②全再生细骨料有效地提高了再生细骨料的物理性能，其拥有较好的颗粒级配，表观密度较高而且饱和面干吸水率较低，各项性能上都比传统整形再生细骨料要好，但仍与石灰岩机制砂和河砂存在一定差距；③全再生细骨料吸水速度较快，全再生细骨料在砂浆中应用时可以采用常规搅拌制度；④全再生细骨料制备的砂浆工作性能、力学性能明显优于较传统整形再生细骨料，而且力学性能优于河砂砂浆；⑤在相同配合比下，全再生细骨料混凝土的初始坍落度比河砂混凝土低，强度比河砂混凝土高，而通过增加附加水能提高其工作性能，但强度下降；⑥全再生细骨料制备的混凝土工作性能、力学性能均优于传统再生细骨料制备的混凝土；使用同等胶凝材料用量和水灰比时，其强度比河砂混凝土高；能够使用全再生细骨料全取代河砂和机制砂制备混凝土。

4结论与展望

通过对前人研究成果总结可以得到以下几点结论：①预拌砂浆的使用可以有效解决施工现场脏乱的现象以及现场拌制砂浆随意性，保证砂浆的性能；②建议施工方多使用预拌砂浆，政府也应当适当地进行补贴，以鼓励企业使用预拌砂浆。在寒冷及严寒地区使用的预拌砂浆，应当增加抗冻性试验；③再生砂浆合理的配合比其部分性能比原生砂浆好，再生砂浆的推广使用，可以有效地减少建筑垃圾，保护生态环境，应当加大再生砂浆的使用率。

参考文献：

[1]刘秀伟，曹建新，陈前林，杨林.磷渣粉在预拌砂浆中的应用研究[J].混凝土，2008(6)：89-91.

[2]俞心刚，李月香，李少军，等.煤矸石掺量对预拌砂浆性能的影响[J].2009，(2)：64-67.

[3]刘大超，杨晓艳，马世洪.石粉含量对预拌砂浆性能的试验研究[J].道路工程，2009，(10)：20-23.

[4]王中明，张振涛，张贺玲，等.建筑垃圾再生细集料砂浆砌体抗压强度试验研究[J].新型建筑材料，2012，(2)：31-33，61.

[5]刘凤利，刘俊华.废砖再生混合砂浆性能正交试验研究[J].混凝土，2013，(6)：100-103.

[6]段邦政，鄢朝勇，朱攀，等.再生砂对砂浆的施工和易性及抗压强度的影响[J].粉煤灰综合应用，2011：17-19.

[7]李如雪，李培植.再生细骨料不同取代率对砂浆强度的影响[J].公路交通科技，2011，(10)：163-164.

[8]周文娟，陈家珑，路宏波.绿色再生砂浆试验研究[J].武汉理工大学学报，2009，(4)：15-18.

[9]黄天勇，侯云芬.再生细骨料中粉料对再生砂浆抗压强度的影响[J].东南大学学报，2009，(11)：279-282.

[10]陈宗平，王妮，郑述芳，等.再生细骨料水泥砂浆的力学性能研究[J].混凝土，2011，267(8)：115-117，120.

[11]肖建庄，范玉辉，林壮斌.再生细骨料混凝土抗压强度试验[J].2011，28(4)：26-29.

[12]李秋义，李艳美，毛高峰，等.再生细骨料种类和取代量对混凝土强度的影响[J].2008，29(3)：10-15.

[13]郑子麟.全再生细骨料的制备及其在砂浆和混凝土中的应用研究[D].广州：华南理工大学，2014.

Research and Development Status on Ready-mixed

Mortar and Regeneration Mortar

LI XiangyangLIANG Rui ZHAO ZhihaoWANG ShoudongMA Weilanjiang·abulikemu

(Xinjiang University，Xinjiang 830047，China)

Abstract：Through to the domestic ready-mixed mortar and regeneration mortar research present situation analysis，It is found that research of ready-mixed mortar and mortar has mature；suggested that the construction of more use regeneration ready-mixed mortar，both is advantageous to the construction safety，and is conducive to environmental protection.

Keywords：ready-mixed mortar；regeneration mortar；recycled fine aggregate

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)01-0155-03

作者简介：李向阳，在读硕士，研究方向为建筑结构、建筑材料等

引用文献格式：李向阳等.预拌砂浆及再生砂浆研究与发展现状[J].环境与可持续发展，2016，41(1)：155-157.