大掺量粉煤灰矿渣粉胶凝组份干混砂浆的性能研究
【摘要】本文通过试验研究了大量掺入粉煤灰-矿渣粉组成的复合胶凝材料对干混砂浆的主要技术性能的影响。我们发现在复合胶凝材料中掺加6%～8%的脱硫石膏，可以提高砂浆的抗压强度及拉伸粘结强度，同时并未对砂浆工作性能造成影响，砂浆的体积稳定性也更好。 【关键词】粉煤灰矿渣；复合胶凝材料 中图分类号：TU52文献标识码A文章编号1006-0278（2015）10-147-01 一、前言 随着现代建筑技术的发展和人们对居住环境的要求日益突出，在建设工程中大范围的推广使用预拌砂浆也成为适应新的需求的产物，预拌砂浆的配制技术重点在于满足稠度、保水性等各方面要求的前提下，如何通过高效利用固废资源，降低生产成本，达到节能减排绿色生产成为预拌砂浆生产的新方向。虽然粉煤灰、矿渣粉等工业固废已广泛应用于各种普通干混砂浆的生产，但是掺粉煤灰、矿渣粉的砂浆，尤其是较大掺量的砂浆，其早期力学性能明显降低，严重制约了粉煤灰、矿渣粉在砂浆中的大规模应用。 脱硫石膏是对含硫燃料（主要是煤）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产物。过去它们常常被当作是废弃物随意的露天堆放或是将其填埋掉，不能及时有效地进行二次利用，严重地污染了大气环境。本文在研究大掺量粉煤灰-矿渣粉干混砂浆的过程中发现，掺加一定量的经低温煅烧烘干的脱硫石膏，可以有效的改善砂浆的力学性能。 二、原材料 水泥为山水P.O42.5水泥；粉煤灰为章丘华电Ⅱ级灰；矿渣粉为鲁碧S95级；脱硫石膏S为章丘华电烟灰脱硫石膏，含水率0.2%，CaSO4・2H2O含量90%；性能指标如表1，水为饮用水。 三、试验方法及方案 （一）试验方法 1.试件制备及各项基本性能测试均参照《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ/T 70-2009进行。 2.SEM样品测试制备：对养护至规定龄期试样取样，并终止水化，进行SEM分析。 （二）试验方案 试验所用砂浆配比为胶凝材料：砂H=1：4.5，稠度控制在90～100mm。矿物掺合料掺量为50%、60%、70%等量取代水泥，粉煤灰与矿渣粉按一定复掺比例同时掺加，脱硫石膏按0%、4%、6%、8%、10%掺量添加。 四、试验结果及讨论 （一）粉煤灰、矿渣粉不同复掺比例对砂浆和易性和强度的影响 选取掺合料复掺60%等量取代水泥，粉煤灰与矿渣粉分别为10：0、8：2、6：4、5：5、4：6、2：8和0：10，对不同的复掺比对砂浆工作性的影响进行研究，结果见表2。 从表2可以看出，采用不同比例的粉煤灰和矿渣粉等量取代60%的水泥后，在工作性能满足要求的前提下，两者复掺比任何一种单掺都能更好的改善砂浆的工作性能，提高保水性，并且能够很好地提高砂浆的整体密实度。而随着复和掺合料中矿渣粉比例的增加，砂浆的抗压强度明显的增大，特别是在28d龄期更加明显，当粉煤灰与矿渣粉比例不大于4： 6时，砂浆的28d抗压强度相差不明显，且拉伸粘结强度随着复掺中矿渣粉比例的增加而先逐渐增大后变化不大，说明粉煤灰与矿渣粉按比例复掺更有利于其强度的发展。 （二）脱硫石膏对砂浆和易性和强度的影响 选取粉煤灰和矿渣粉的复掺比为4：6，掺量为70%，对脱硫石膏对砂浆强度的影响进行研究可以看出，对砂浆抗压强度和拉伸粘结强度来说，随着脱硫石膏掺量的增加，先逐渐增加后有所降低，相对于无脱硫石膏砂浆，掺脱硫石膏砂浆7d、28d抗压强度和14d拉伸粘结强度最大增长率分别达25.5%、30.8%和21.7%，这说明脱硫石膏的加入，可以激活大掺量粉煤灰-矿渣粉砂浆中粉煤灰、矿渣粉和水泥的活性，使砂浆强度提高，从而为大掺量粉煤灰-矿渣粉干粉砂浆的应用提供了理论依据。 五、结论 1.粉煤灰和矿渣粉在一定比例复掺时，砂浆的工作性能和力学性能优于单掺粉煤灰，与单掺矿渣粉接近；砂浆的收缩性能优于单掺粉煤灰或矿渣粉，即掺合料复掺取代水泥可较好地改善砂浆的性能。 2.在大掺量粉煤灰-矿渣粉干粉砂浆中掺入脱硫石膏，对新拌砂浆各性能（单方用水量、保水性、湿容重和凝结时间）影响不大；但使砂浆早期和后期抗压强度、拉伸粘结强度明显提高。 参考文献： [1]赵旭光，赵三银，曾小星，等.高性能矿渣基复合掺合料的研究[J].硅酸盐通报，2005（4）：52-57. [2]庄梓豪，周春英，余其俊，韦江雄，徐昕，李新华.矿物掺合料对干粉砂浆物理性能及孔结构的影响[J].新型建筑材料，2007（8）：9-14. [3]施惠生，刘红岩.脱硫石膏在矿渣水泥中的资源化利用[J].同济大学学报，2008（1）：16-21.