高炉矿渣造成干混砂浆抹灰爆点的原因分析

李守君 李 泱

（1.鲁东大学， 山东 烟台 264000；2.中国建筑第五工程局有限公司， 湖南 长沙 410000）

0 引言

随着节能环保的建筑理念的普及和建筑技术的发展，干混砂浆的优势逐渐显现出来，其配比科学稳定、质量可控、节能节材的特点逐渐被建筑业推广使用，现阶段几乎全国各个省市建设主管部门都出具了限制自拌砂浆，统一使用预拌砂浆的相关文件，而作为预拌砂浆其中一种的干混砂浆使用专用砂浆罐储存，加水搅拌即可使用，相比于湿拌砂浆使用更加方便，保存时间更长。已成为各建筑工地装饰装修阶段砂浆材料的首选。

1 抹灰爆点

笔者在多年现场施工管理过程中发现，部分工地抹灰完成一个月后逐渐出现爆点现象，即在抹灰层或墙面和顶棚油漆层表面无规则的出现一个一个的圆锥形的砂浆爆裂，爆坑深度约15mm，直径20～80mm。抹灰爆点现象一旦发生，将在很长一段时间内持续出现，无任何征兆，抹灰完成后无法预防，甚至在房屋交付入住后仍持续出现，尝尝困扰业主和参建各方，造成群体索赔、媒体报道等恶劣影响。通过总结寻找共性，凡是出现抹灰爆点的干混砂浆，在配比过程中均掺加了高炉矿渣。因此可以断定，干混砂浆抹灰爆点与高炉矿渣存在重大联系。

抹灰墙面和顶棚爆点现象

2 抹灰爆点原因分析

通过对抹灰层爆点处的仔细观察，可以发现大部分爆点部位中心存在褐色微小颗粒，将其采样送检后分析主要成分为过火石灰。石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。正常温度下煅烧得到的石灰色白或带灰色，具有多孔结构，即内部孔隙率大、晶粒细小、体积密度小，与水作用速度快。但在生产时，若烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，块体密度大，消化缓慢，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰主要成分仍然是氧化钙，消化原理CaO+ H2O = Ca（OH）2+ 64.83kj。其特点是与水作用缓慢，使用后仍能继续消化，引起结构物体积膨胀，体积膨胀1.5～3.5 倍，在抹灰层内部造成巨大应力，若超过抹灰砂浆的粘结强度就会导致鼓包、隆起、起皮等破坏现象。为避免过火石灰的不利影响，通常需对抹面用的石灰膏进行陈伏处理，但干混砂浆内的过火石灰均未经过陈伏，因此引起干混砂浆抹灰爆点的“元凶”就是过火石灰。

3 高炉矿渣含有过火石灰的原因

为何干混砂浆内会有过火石灰？这就要从干混砂浆添加剂谈起。一般情况下，砂浆可视为连续级配的颗粒堆积体系，粗集料之间的空隙由细集料填充，细集料之间的空隙由水泥颗粒填充，而水泥颗粒之间的空隙则需要有更细的颗粒来填充。根据Aim 和Goff 模型理论，当把掺有超细矿物外加剂的水泥基材料看作多元系统，则该系统中存在一个最紧密堆积，其值取决于超细矿物外加剂的粒径与水泥粒径之比，该值越小，最紧密堆积值越大，矿渣微粉比水泥颗粒细，在取代了部分水泥后，这些小颗粒填充在水泥颗粒间的空隙中，使胶凝材料具有更好的级配，形成了密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系；同时还能降低标准稠度下的用水量，在保持相同用水量的条件下又可以提高拌合物的流动性；另外，填充作用还能增加拌合物的粘聚性，防止泌水离析。因此部分生产干混砂浆的厂家会在砂浆内掺加高炉矿渣作为改善砂浆特性的外加剂。

但高炉矿渣是高炉炼铁过程中的副产品，在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经过淬冷成质地疏松、多孔的粒状物，即为高炉矿渣。为去除生铁中的杂质硅，在炼铁过程中会加入石灰石，与铁矿石中的二氧化硅反应生成硅酸盐而除去。反应式如下：

而在炼铁时，高炉腰位置温度已达1400～1600℃，风口位置在1700℃以上。因此高炉中添加的石灰石不可避免地会因为温度过高产生过火石灰。

高炉炼铁示意图

4 结论

若炉渣内过火石灰含量过高，且干混砂浆厂家未对炉渣进行特殊处理，则就会造成干混砂浆内存在较多的过火石灰颗粒，在抹灰完成后，砂浆内的过火石灰颗粒在很长一段时间内继续进行消化反应，体积膨胀，造成抹灰层爆点。为避免抹灰爆点的现象，干混砂浆厂家应严格控制高炉矿渣的掺加量，并对其中含有的过火石灰进行针对性的处理。