利用電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿的試驗(yàn)研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測(cè)有限公司，泉州 362000）

利用電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿的試驗(yàn)研究

林明

（福建省泉州市建科工程材料檢測(cè)有限公司，泉州 362000）

本文通過(guò)試驗(yàn)研究得出砂漿的各項(xiàng)性能，結(jié)果分析表明，利用電石渣生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土專用砂漿，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明電石渣生產(chǎn)加氣混凝土專用砂漿是可行的，這不僅為電石渣廢料的綜合利用開(kāi)辟了一條新途徑，也保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，具有極好的環(huán)保效益。

電石渣；專用砂漿；性能；環(huán)保效益

電石渣是生產(chǎn)乙炔氣過(guò)程中排出的廢料，其主要成分為氫氧化鈣[1]。福建省湄洲灣氯堿工業(yè)有限公司作為我國(guó)東南地區(qū)最大的一家大型氯堿企業(yè)，每年生產(chǎn)剩余的電石渣廢料約六十萬(wàn)噸，這些電石渣廢料長(zhǎng)期堆積不但占用大量土地，而且對(duì)土地有嚴(yán)重的侵蝕作用。如何綜合有效利用這些廢料，是目前急需解決的問(wèn)題。

目前市場(chǎng)上的加氣混凝土砌塊吸水率大，體積變形系數(shù)偏大，材料較脆，強(qiáng)度偏低，傳統(tǒng)的砌筑砂漿和抹面砂漿與其材性不配套，易導(dǎo)致空鼓和開(kāi)裂，嚴(yán)重影響建筑質(zhì)量，因此需用專門的蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿和抹面砂漿[2]。本研究主要嘗試將電石渣應(yīng)用于蒸壓加氣混凝土砌塊專用砂漿，生產(chǎn)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的、具有成本低、保水性好、粘結(jié)強(qiáng)度高、低收縮等優(yōu)點(diǎn)的專用砌筑砂漿，達(dá)到變廢為寶、綜合利用的目的。

1 原材料

1.1 電石渣

電石渣的主要成分為Ca(OH)2，有害成分如K2O，Na2O，SO3等會(huì)在從石灰石到電石渣的過(guò)程中熔融、揮發(fā)、溶解，所以含量一般比較低。電石渣顆粒細(xì)微，10～15μm的占60%～80%，比重小，粘附性強(qiáng)且具有很強(qiáng)的吸水性，因此在使用時(shí)需先進(jìn)行烘干、粉磨和過(guò)篩。

試驗(yàn)用電石渣為福建省東南電化股份有限公司生產(chǎn)廢料，主要成分CaO，約占65%，SiO2約8%。

1.2 粉煤灰

試驗(yàn)使用的粉煤灰取自某電廠的II級(jí)灰，細(xì)度12.5%，需水量比98%，燒失量2.85%。

其化學(xué)組成見(jiàn)表1。

1.3 水泥

符合GB 175規(guī)定，強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥。試驗(yàn)采用的是福建省紅獅水泥廠生產(chǎn)的P·O 42.5水泥。

1.4 砂

符合GB/T 1468規(guī)定的中砂。

1.5 加氣混凝土專用砂漿外加劑

由保水劑、無(wú)機(jī)礦粉等組成，符合GB 8076的指標(biāo)要求。

1.6 活性激發(fā)劑

表1 粉煤灰的化學(xué)成分 %

活性激發(fā)劑的主要成分為無(wú)機(jī)鹽和萘磺酸鹽復(fù)合物，具有激發(fā)粉煤灰活性和減水、致密實(shí)、增強(qiáng)的功效。

2 試驗(yàn)方法

將原材料烘干后，按照配合比進(jìn)行攪拌，使之混合均勻，再加入一定量的粘結(jié)劑、發(fā)泡劑和水，攪拌3分鐘。按照J(rèn)C 890-2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)主要檢測(cè)項(xiàng)目分別為干密度、分層度、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、收縮值和導(dǎo)熱系數(shù)。其配合比如表2所示（按質(zhì)量計(jì)算）。

表2 砂漿試樣的配合比 kg/m3

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)對(duì)制得的砂漿分別進(jìn)行干密度、分層度、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、收縮值和導(dǎo)熱系數(shù)的檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如表3和圖1～圖7所示。

從表3及圖1～圖3可以看出，隨著電石渣摻量的增加，干密度、分層度逐漸減小，而凝結(jié)時(shí)間則逐漸增加，這是由于電石渣的堆積密度大約為650～700kg/m3，而粉煤灰的堆積密度為800～900 kg/m3，因此隨著粉煤灰的減少，電石渣的增加，干體積密度也相應(yīng)的降低[3]；隨著電石渣的增加，其分層度減少是由于電石渣主要成分為Ca(OH)2，它通過(guò)平面多層礦物結(jié)構(gòu)的物理吸附水原理，在凝結(jié)硬化前使得砂漿水分不易從漿體中析出，并且使砂漿拌合物形成膏狀物，因此電石渣越多，其保水性能越好，這也是導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間增加的原因，同時(shí)砂漿的保水性太好，水分不易被塊料吸收，會(huì)影響水泥漿與塊料的粘結(jié)[4]，造成分層度下降，適宜的分層度應(yīng)為10～20mm。

表3 砂漿試驗(yàn)結(jié)果

此外，由表3和圖4～圖7可知，電石渣摻量增加，砂漿的抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度是先增加后減小，收縮值逐漸增大，導(dǎo)熱系數(shù)逐漸減小的。對(duì)于強(qiáng)度變化趨勢(shì)，主要是因?yàn)閾饺爰ぐl(fā)劑，在其作用下，粉煤灰與電石渣中的石灰膏成分發(fā)生火山灰反應(yīng)，產(chǎn)生較大強(qiáng)度，但是隨著電石渣摻量的增加和粉煤灰的減少，電石渣過(guò)量，這些電石渣起不到塑化作用，則會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度下降；而對(duì)于收縮值來(lái)說(shuō)，隨著電石渣的增加，漿體中Ca(OH)2的含量也增加，這些多余的Ca(OH)2會(huì)與空氣中的CO2發(fā)生鈣化反應(yīng)，會(huì)造成收縮越來(lái)越嚴(yán)重，成為漿體中的薄弱環(huán)節(jié)，不僅影響強(qiáng)度而且導(dǎo)致收縮增加。另外由于摻入發(fā)泡劑，成型后的砂漿體內(nèi)部具有較均勻封閉的小孔，這些小孔起到保溫隔熱的作用，因此隨著電石渣摻量增加，砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)是逐漸下降的，從2號(hào)至5號(hào)樣品，其導(dǎo)熱系數(shù)均較小，均符合國(guó)標(biāo)JC 890-2001中關(guān)于導(dǎo)熱指標(biāo)的要求。

由圖表及以上分析可知，在本研究中最佳配比為3號(hào)，其干密度為1270 kg/m3，分層度為19mm，凝結(jié)時(shí)間為4h，抗壓強(qiáng)度為6.1MPa，粘結(jié)強(qiáng)度為0.21MPa，收縮值為0.29mm/m。導(dǎo)熱系數(shù)為0.63W/（m·K），各項(xiàng)指標(biāo)均符合JC 890-2001中M5.0等級(jí)水泥砂漿的要求。

4 結(jié)論

（1）隨著電石渣摻量的增加，砂漿的干密度和分層度越來(lái)越小，凝結(jié)時(shí)間逐漸增加，保水性越來(lái)越好，但分層度如果太小，則會(huì)影響砂漿的粘結(jié)性能。

（2）隨著激發(fā)劑的摻入，粉煤灰會(huì)與電石渣發(fā)生火山灰反應(yīng)，增加砂漿強(qiáng)度，電石渣摻量太大會(huì)引起收縮增大，導(dǎo)致開(kāi)裂，強(qiáng)度也會(huì)有所下降。

（3）由于摻入發(fā)泡劑，砂漿導(dǎo)熱系數(shù)隨著電石渣摻量的增加而逐漸減小。

（4）試驗(yàn)研究表明，利用電石渣生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土專用砂漿是可行的，具有良好的環(huán)保效益。

[1]楊旭等.電石渣用于普通建筑砂漿試驗(yàn)研究[J].建筑材料，2000，3：35.

[2]殷仲海.蒸壓加氣混凝土用抹面砂漿的研制及應(yīng)用[J].湖北教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，5（20）：36-38.

[3]武相萍等.電石渣粉體性能的研究[J].水泥，2009，5：18-19.

[4]張秀芳等.建筑砂漿技術(shù)解讀 [M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2009.

林明（1965-），男，福建省泉州市建科工程材料檢測(cè)有限公司經(jīng)理。

[單位地址]福建省泉州市豐澤區(qū)東海大街商住樓CQ1號(hào)樓（362000）