磨細(xì)生石灰粉在干粉砂漿中的應(yīng)用研究

蔡正國

（江蘇四維工程咨詢管理有限公司， 江蘇 泗陽 223700）

磨細(xì)生石灰粉在干粉砂漿中的應(yīng)用研究

蔡正國

（江蘇四維工程咨詢管理有限公司， 江蘇 泗陽 223700）

伴隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，磨細(xì)生石灰粉被廣泛地應(yīng)用在市政工程建設(shè)中，為合理應(yīng)用磨細(xì)生石灰粉，我們應(yīng)加強(qiáng)在磨細(xì)生石灰粉相關(guān)特性方面的研究。筆者將結(jié)合自身工作經(jīng)驗，粗略探討磨細(xì)生石灰粉在干粉砂漿中的應(yīng)用，希望能拓寬磨細(xì)生石灰粉的應(yīng)用范圍。

磨細(xì) 生石灰粉 干粉砂漿 應(yīng)用研究

前言：干粉砂漿隸屬商品砂漿，近年來，被廣泛地應(yīng)用在各個國家。長期以來，石灰膏是最為理想的優(yōu)化砂漿和易性的材料，然而卻存在含水量較高、容易出現(xiàn)爆裂等不良現(xiàn)象，占用一定的施工空間等不足之處。在普通砂漿的生產(chǎn)過程中主要憑借石灰膏優(yōu)化和易性，卻不適用于干粉砂漿中。因此，對于干粉砂漿的研究主要應(yīng)集中在優(yōu)化和易性方面。部分外國國家向干粉砂漿中添加消化石灰粉來優(yōu)化和易性，雖有一定成效，但成本投入較多，為降低成本投入，我國提出了向干粉砂漿中加入砂漿稠化粉，可有效優(yōu)化干粉砂漿，且經(jīng)濟(jì)實惠。

一、石灰水化特點

通常，在使用石灰之前，應(yīng)將其消化形成消石灰或石灰膏后方可使用，具體原因如下：

（一）石灰水化反應(yīng)能力強(qiáng)于其余膠凝材料。石灰遇到水后，散發(fā)大量的熱量，水受熱變成水蒸氣逐漸沸騰，進(jìn)而對石灰的凝聚產(chǎn)生一定的破壞，導(dǎo)致石灰漿體內(nèi)部松散、不存在關(guān)聯(lián)，最終形成消石灰，由此可知，石灰經(jīng)水化反應(yīng)后無法完全凝結(jié)和硬化[1]。

（二）石灰水化時在增加固相體積的同時，還會增加空隙體積，進(jìn)而出現(xiàn)體積膨脹的現(xiàn)象。在此過程，如若不能限制石灰的負(fù)面膨脹，將會出現(xiàn)體積的不良形變。在實踐活動中，如若釋放石灰的放熱量，限制石灰體積膨脹，禁止凝結(jié)后的再次攪拌，則石灰會向水泥等膠凝材料出現(xiàn)相同的凝結(jié)于硬化，進(jìn)而充分使用石灰。

相關(guān)研究表明，通過以下四種方法可限制石灰水化反應(yīng)過程中的放熱情況和體積變化：

1.改變細(xì)度

石灰細(xì)度直接影響著消化反應(yīng)中的體積變化情況，大量試驗研究表明，粒度越細(xì)的石灰，消化過程中的體積形變越小[2]。例如在650℃條件煅燒獲得的生石灰，在相同水灰比下，不會出現(xiàn)體積膨脹現(xiàn)象；

2.改變水灰比

水灰比對石灰消化過程中的形變影響具體表現(xiàn)如下：石灰水化反應(yīng)過程中的膨脹值與水灰比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[3]。而伴隨著水灰比的不斷增加，石灰漿體硬化強(qiáng)度隨之下降。因此，為有效限制石灰消化膨脹的同時，滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)憑借相應(yīng)試驗，確定最理想的水灰比；

3.改變消化溫度

在石灰消化過程中，介質(zhì)溫度直接影響著石灰漿體膨脹情況，石灰漿體體積隨著介質(zhì)溫度的增高而不斷增加；

4.添加石膏等外加劑

若向石灰中加入適量的石膏，則無論在何種水灰比和介質(zhì)溫度條件下，均會顯著縮小石灰漿體的膨脹體積。這主要是因為石膏屬于石灰水化抑制劑，可限制石灰水化速度，進(jìn)而保持水化速率和產(chǎn)物轉(zhuǎn)移速率的一致性，另外，石膏縮減了吸附水?dāng)U散層的厚度，降低了空隙體積增量。

二、石灰水化對砂漿的影響

磨細(xì)生石灰等在特定條件下可與其余膠凝材料出現(xiàn)相同的凝結(jié)和硬化效果。在生產(chǎn)實踐活動中，應(yīng)通過合理的方法限制限制石灰粉的水化放熱情況和體積膨脹效果，在此過程無須進(jìn)行預(yù)消化。因此，借助磨細(xì)生石灰粉優(yōu)化干粉砂漿和易性具有重要的研究價值。本試驗預(yù)先設(shè)計以磨細(xì)生石灰粉為主，輔以化學(xué)添加劑，取代原有的石灰膏。為獲得理想的試驗效果，應(yīng)妥善解決以下問題：

（一）確定磨細(xì)生石灰的添加量；

（二）確定最理想的水灰比，為規(guī)避在石灰水化過程中出現(xiàn)負(fù)面膨脹，應(yīng)有效控制水灰比；

（三）本試驗中使用纖維素醚類化學(xué)添加劑，為合理控制砂漿成本，應(yīng)適當(dāng)使用化學(xué)添加劑。

三、試驗方案

在本試驗中選用中砂作為填料，選用等級在32左右的硅酸鹽水泥三級粉煤灰。為顯著對比干粉砂漿中添加粉煤灰和磨細(xì)生石灰的差異，設(shè)計三組試驗，第一組水泥砂漿，不添加任何材料；第二組在第一組的基礎(chǔ)上添加粉煤灰；第三組在第二組的基礎(chǔ)上添加磨細(xì)生石灰，對比分析。在第三組中，添加磨細(xì)生石灰粉一方面是通過氫氧化鈣刺激粉煤灰特性，另一方面優(yōu)化砂漿和易性，且磨細(xì)生石灰的添加量分別為5%、10%、15%。

四、試驗結(jié)果

依照上述試驗方案，圍繞分層程度、稠度、抵抗壓力性能等指標(biāo)針對干粉砂漿開展試驗，其試驗結(jié)果如下：

（一）磨細(xì)生石灰粉添加量對砂漿強(qiáng)度的影響

本試驗中的三組試驗與預(yù)期強(qiáng)度存在一定的差距，設(shè)計強(qiáng)度越大則差異越顯著，因此，應(yīng)在本試驗的基礎(chǔ)上調(diào)整干粉砂漿配比。第二組試驗與第一組試驗相比，相應(yīng)的二十八天的抵抗壓力性能均值和第一組相比降低了三分之一左右，由此可知，三級粉煤灰無法增強(qiáng)干粉砂漿性能。第三組干粉砂漿配比建立在第一組和第二組之上，并進(jìn)行超添加量計算，二十八天的抵抗壓力性能均值和第二組相比，強(qiáng)度降低了 17%，這表明磨細(xì)生石灰粉沒有發(fā)揮任何作用，在配置比設(shè)計過程中使用的超添加量計算方法不適宜。第三組中的配比應(yīng)在預(yù)期設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的調(diào)整。大量試驗研究表明，磨細(xì)生石灰粉的添加量對干粉砂漿的影響程度較小，因此，應(yīng)通過干粉砂漿的和易性確定最理想的添加量。

（二）磨細(xì)生石灰粉添加量對干粉砂漿性能的影響

第一組與第二組干粉砂漿的稠度絕大多數(shù)不超過50毫米，且在攪拌過程中，粘結(jié)性能不良，不斷增加用水量，也無法改進(jìn)干粉砂漿的稠度，相應(yīng)的分層度不滿足標(biāo)準(zhǔn)。雖然粉煤灰在某種程度上可優(yōu)化干粉砂漿的和易性，然而，因砂灰含量較多，優(yōu)化效果不明顯。添加粉煤灰的干粉砂漿的持水性、流動性等指標(biāo)不滿足砌筑砂漿標(biāo)準(zhǔn)。第三組干粉砂漿中因添加磨細(xì)石灰粉，與第一組和第二組相比，具有較好的粘結(jié)性、持水性和流動性，與砌筑砂漿性能基本相符[5]。

為全面優(yōu)化干粉砂漿性能，本試驗中還針對化學(xué)添加劑和易性改善效果進(jìn)行研究，本試驗中使用的是纖維素醚類添加劑，相應(yīng)的試驗結(jié)果表明，若想獲得相同的和易性，應(yīng)向添加磨細(xì)生石灰粉的干粉砂漿中加入0.1%左右的纖維素醚類化學(xué)添加劑，這與只添加相同化學(xué)添加劑且和易性一樣的干粉砂漿相比，節(jié)省了較多的化學(xué)添加劑，最終的成本投入較少。這主要因為化學(xué)添加劑的成本較高，化學(xué)添加劑的添加量直接影響著干粉砂漿最終的生產(chǎn)成本。

（三）磨細(xì)生石灰粉對生態(tài)環(huán)境的影響

磨細(xì)生石灰粉力的粒度明顯減小，表面積增加，加快了熟化速率，提升了工作效率，且有效緩解了存放和場地狹小的矛盾，在很大程度上優(yōu)化了環(huán)境衛(wèi)生。磨細(xì)生石灰粉一經(jīng)出廠，應(yīng)及時使用，禁止長時間存放。

五、結(jié)論

磨細(xì)生石灰粉在特定條件下，可凝結(jié)和硬化。本試驗表明，當(dāng)干粉砂漿中的磨細(xì)生石灰粉為 10%左右時，可優(yōu)化干粉砂漿特性，且磨細(xì)生石灰粉會影響干粉砂漿強(qiáng)度，如若合理調(diào)整砂灰配置比，可獲得滿足相應(yīng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的干粉砂漿。另外，本試驗結(jié)果說明，干粉砂漿中磨細(xì)生石灰粉的添加，可減小增稠保水類化學(xué)添加劑的使用量，這在很大程度上降低了生產(chǎn)成本的投入。

[1]黃大偉,魏姍姍,胡益彰等.生石灰——鐵尾礦砂混合球磨過程的研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下),2014,12(4)∶51-53.

[2]汪永和,續(xù)榮貴,馮春花等.摻合料對干粉砂漿性能的影響研究[J].非金屬礦,2013,36(2)∶48-50,63.

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1007-6344（2015）03-0296-01