复合掺合料配制普通干混砂浆的试验研究

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］。

4 结论

（1）在普通干混砂浆中，随着粉煤灰掺量的增加，保水率可达87.4%，稠度先增后降，7d和28d抗压强度有所提高。

（2）在普通干混砂浆中，随着镁渣粉掺量的增加，保水率可达89.2%，稠度先增后降，7d和28d抗压强度有所提高。

图6 镁/粉比对保水率的影响

（3）复合化是改善胶凝体系性能的有效途径之一，通过各组元性能优势的有机组合不仅可以相互弥补各胶凝材料的不足，而且由于相互的激发作用可产生“1+1＞2”超叠加效应。在普通干混砂浆掺入不同掺量的粉煤灰与镁渣粉复合掺合料，随着掺量的增加，保水率可达89.3%，稠度先降后增，7d和28d抗压强度有所提高。