廢棄物制作砂漿稠化粉運用

導語：廢棄物制作砂漿稠化粉運用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

2007年，國家六部委下發了《關于在部分城市限期禁止現場攪拌砂漿工作的通知》，目前全國已有127個城市開展砂漿“禁現”工作，這給預拌砂漿的發展帶來了前所未有的機遇。與現場攪拌砂漿相比較，干混砂漿的核心技術在于添加砂漿外加劑和大量使用工業廢棄物。科學合理使用優質砂漿外加劑是保證干混砂漿高品質、高性能和低成本的重要手段。目前國內生產普通干混砂漿的企業所使用的外加劑主要包括纖維素醚、可再分散乳膠粉和以膨潤土及鎂質黏土為載體的保水增稠材料等[1]。纖維素醚保水增稠效果好，但其摻量低給計量和生產控制帶來困難，而且生產成本高。以膨潤土及鎂質黏土為載體的保水增稠材料保水效果較差，摻量大對強度有影響，市售產品保水率多數不達標，而且膨潤土和鎂質黏土屬不可再生資源。利用具有高吸濕性和潛在活性工業廢棄物粉體作為載體，輔以有機材料配制有機-無機復合砂漿稠化粉成為廣泛推廣普通干混砂漿的技術亮點。本研究利用經特殊工藝處理的金屬鎂渣粉作為載體配制砂漿稠化粉，用于普通干粉砂漿中，可明顯改善砂漿的和易性和保水性，提高砂漿的耐久性，降低生產成本。

1試驗

1.1原材料

太原獅頭水泥廠生產的P•O42.5水泥；篩去5mm以上的烘干河砂；經特殊工藝處理的金屬鎂渣粉，比表面積為340m2/kg；Ⅱ級粉煤灰；市售的羥丙基甲基纖維素，黏度為12000mPa•s；市售的可再分散乳膠粉。

1.2試驗方法

根據JGJ/T70—2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》和JG/T230—2007《預拌砂漿》進行試樣制備和性能測試；采用日本S-4800型掃描電鏡進行微觀結構分析。

2稠化粉配方及試驗方案

2.1稠化粉配方

通過大量試驗研究，對稠化粉各組分比例進行優化組合，得出綜合性能和生產成本最佳的稠化粉配方，具體配方見表1。

2.2試驗方案

本試驗對加入不同稠化粉和不加稠化粉的普通干混抹面砂漿的性能進行較系統的研究，并從微觀角度分析其成因。稠化粉中可再分散乳膠粉摻量為10kg/t，羥丙基甲基纖維素醚摻量為13kg/t，用水量為165kg/（t外加），普通干混抹面砂漿配方保持膠凝材料總量一致，具體配方如表2所示。

3試驗結果及分析

3.1試驗結果及分析

按表2配方研究摻與不摻稠化粉普通干混抹面砂漿的性能差異，以及不同載體配制的稠化粉對普通干混抹面砂漿性能的影響和單摻經特殊工藝處理的金屬鎂渣粉對普通干混抹面砂漿性能的影響。經測試4組干混砂漿的性能見表3。表3不同配方干混砂漿的性能由表3可以看出，0號不摻稠化粉的砂漿密度最大，保水率最低，拌合物嚴重泌水，工作性差；1號、2號摻有機-無機復合稠化粉的砂漿密度較小，保水率大，拌合物不泌水，工作性好，與不摻稠化粉的砂漿比較，28d抗壓強度略有降低，粘接強度提高1倍左右；單摻鎂渣粉的3號砂漿較不摻稠化粉的砂漿密度略有降低，保水率剛好符合JG/T230—2007要求，28d抗壓強度略有降低，工作性較好。通過比較可以看出，以鎂渣粉為載體配制的稠化粉各項性能最好，以粉煤灰為載體配制的稠化粉較前者差，單獨使用鎂渣粉作稠化粉其性能也能達到JG/T230—2007要求，不摻稠化粉的砂漿和易性差，保水率不符合JG/T230—2007要求。因此，單獨和復合使用經特殊工藝處理的金屬鎂渣粉作稠化粉生產普通干混砂漿具有很大優勢。采用1號稠化粉生產1t普通干混砂漿只需增加6~10元的成本，而目前市場上生產1t普通干混砂漿所需添加劑費用在20元以上。經實踐，1號稠化粉性能好、成本較低，值得推廣使用。建議各科研生產單位不要盲目追求高保水率，普通干混砂漿保水率不宜超過95%。

3.2微觀分析

試件標養28d進行抗壓強度試驗后，從試件中部取出部分樣品，用無水乙醇浸泡終止水化，然后在帶鼓風裝置的烘箱中烘干鍍金，用掃描電鏡觀察砂漿硬化后的形貌，對不同種類砂漿的水化物種類、微觀結構進行分析研究。4組配方干混抹面砂漿的掃描電鏡照片見圖1。由圖1可以看出，沒有摻加稠化粉的試樣內部結構凌亂，骨料和水泥、粉煤灰等膠凝材料成自然硬化，形成的砂漿晶體之間空隙較大，且分布不均勻。摻稠化粉的砂漿斷裂面無微小的裂紋，形成了大量微小均勻的氣孔，結晶物之間布滿大量均勻的花紋狀晶須，冗長的晶須將附近的結晶物相互連接，形成了類似于蜂巢狀的網狀結構。這種結晶完好、均勻的多空隙、長晶須、氣孔細小均勻的網狀結構，使得砂漿的內部布滿大量水分，使得保水性大大提高，稠度增加，密度相對減小。又因為砂漿中微小氣孔的作用，相對地降低了砂漿的抗壓強度。水泥水化產物和聚合物膜形成的復合膠凝相，在有應力時起到架橋作用，有效吸收和傳遞能量，從而抑制裂縫形成和擴展。砂漿硬化產物表面都布滿了細致均勻的花紋狀晶須物質，形成了毛細管狀的細小空隙，結晶較完整，結晶物之間無較大空腔，結構比較致密。從1號和2號配方的SEM微觀形貌可以看出，砂漿的硬化產物表面布滿了細微均勻的晶須，而且1號結晶更完整，晶須分布更均勻。3號晶須分布較均勻，但晶須相對較粗壯，整體結構較1號差些。這主要是因為纖維素醚和膠粉延緩了膠凝材料的水化[2-3]，使晶須的生長速度放緩的緣故。從1號和3號配方的SEM微觀形貌可以看出，膠凝材料的水化更完全，2號較差一些。這主要是由于鎂渣活性系數低，粉煤灰堿性系數小，鎂渣與粉煤灰復合料的活性系數和堿性系數可處在較為合理的水平上，鎂渣和粉煤灰相互促進、互為補充，鎂渣水解產生的Ca（OH）2是粉煤灰水化反應的活化劑和物質來源。Ca（OH）2增加了漿液中OH-和Ca2+離子的濃度，粉煤灰顆粒受漿液中OH-離子的作用，表面電離出SiO44-和AlO2-離子；SiO44-和AlO2-離子進一步與漿液中的Ca2+反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。粉煤灰消耗了漿液中的Ca2+離子，反過來加速和誘導了鎂渣的水解反應。這也解釋了1號和3號配方的強度較2號砂漿高的原因。

4結論與建議

（1）采用有機-無機復合砂漿稠化粉配制的普通干混砂漿密度較小，保水性好，拌合物不泌水，工作性好，粘接強度大幅度提高。其中以鎂渣粉為載體的稠化粉各項性能最好，單獨使用鎂渣粉配制普通干混砂漿成本最低。

（2）未摻加稠化粉的試樣內部結構凌亂，晶體間空隙較大，且分布不均勻；摻稠化粉的試樣在結晶物之間布滿大量均勻的花紋狀晶須，形成了類似于蜂巢狀的網狀結構。進一步驗證了鎂渣和粉煤灰相互促進、互為補充的作用。經實踐，1號稠化粉性能好、成本較低，值得推廣使用。建議各科研生產單位不要盲目追求高保水率，普通干混砂漿保水率不宜超過95%。