預(yù)拌砂漿及再生砂漿研究與發(fā)展現(xiàn)狀

李向陽　梁　芮　趙志浩　王守棟　馬偉蘭江·阿不力克木

(新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院，新疆　830047)

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預(yù)拌砂漿及再生砂漿研究與發(fā)展現(xiàn)狀

李向陽梁芮趙志浩王守棟馬偉蘭江·阿不力克木

(新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院，新疆830047)

【摘要】將廢混凝土制成再生細(xì)骨料并用到工程實(shí)際中，對于提高建筑垃圾利用率和環(huán)境保護(hù)有重大意義。同時(shí)，建筑砂漿多在施工現(xiàn)場進(jìn)行拌制，配合比只能靠經(jīng)驗(yàn)與人工目測，拌制的砂漿性能往往不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能存在安全隱患。而預(yù)拌砂漿則是由專業(yè)化廠家生產(chǎn)，配合比經(jīng)過計(jì)量；砂漿性能均一且滿足使用要求。通過對國內(nèi)預(yù)拌砂漿及再生砂漿研究現(xiàn)狀分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，預(yù)拌砂漿及再生砂漿的研究已趨于成熟；建議施工方多使用預(yù)拌再生砂漿，既有利于施工安全，又有利于環(huán)境保護(hù)。

【關(guān)鍵詞】預(yù)拌砂漿；再生砂漿；再生細(xì)骨料

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國建筑垃圾已占城市垃圾50%。其中，80%左右的建筑垃圾如廢磚、廢混凝土和廢砂漿可以循環(huán)利用。如預(yù)拌砂漿專業(yè)化制作廠家可將再生砂漿制成預(yù)拌砂漿供施工方使用，這既能保證砂漿性能滿足使用要求，又有利于環(huán)境保護(hù)，是未來建筑砂漿發(fā)展的必之路。

1預(yù)拌砂漿的主要性能研究

1.1預(yù)拌砂漿的主要性能和特點(diǎn)

預(yù)拌砂漿又稱為濕拌砂漿，是指水泥、細(xì)集料、外加劑和水以及根據(jù)性能確定的各種成分，按一定比例，在攪拌站經(jīng)計(jì)量、拌制后，采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)至使用地點(diǎn)，放入專用容器儲(chǔ)存，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用完畢的拌合物。

預(yù)拌砂漿由專業(yè)化廠家生產(chǎn)，分為預(yù)拌干混砂漿和預(yù)拌濕拌砂漿。按功能又可分為地面砂漿、抹灰砂漿、砌筑砂漿、裝飾砂漿、地面自流平砂漿、瓷磚粘結(jié)砂漿、抹面砂漿、抹面抗裂砂漿和修補(bǔ)砂漿等。

1.2不同取代材料對預(yù)拌砂漿的性能研究

取代材料的種類多種多樣，配置預(yù)拌砂漿可以采用不同種類的取代材料。其中劉秀偉[1]，等以磷渣粉作為混合材料摻入預(yù)拌砂漿中，進(jìn)行取代率為0%、20%、40%、60%、80%對砂漿性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：①在稠度基本不變情況下，砂漿隨磷渣粉摻量的增大而減小；②磷渣粉摻量越大，磷渣粉改善砂漿和易性的作用越明顯；凝結(jié)時(shí)間隨磷渣粉的摻量的加大而延長；③磷渣粉摻量越大，砂漿早期強(qiáng)度越低，砂漿整體強(qiáng)度有所降低。

還有用其他材料代替的方式，其中俞心剛[2]等則用煤矸石去代替水泥，替代率分別為0%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，進(jìn)行預(yù)拌砂漿基本性能研究，其中稠度控制在50～90mm范圍內(nèi)，分層度控制在10～20mm。結(jié)果表明：①砂漿稠度隨煤矸石摻量增加而有降低的趨勢。砂漿分層度隨煤矸石摻量的增加有增加的趨勢。摻量在0%～60%時(shí)，砂漿分層度達(dá)到要求；②隨煤矸石摻量的遞增，預(yù)拌砂漿凝結(jié)時(shí)間有延長的趨勢，但不是特別明顯；③煤矸石的摻量導(dǎo)致砂漿強(qiáng)度下降，并且比較明顯。煤矸石摻量越大砂漿強(qiáng)度降低幅度越小；④煤矸石摻量達(dá)到一定程度后，對砂漿的負(fù)面影響不再加劇，通過激發(fā)劑、蔗糖等相應(yīng)外加劑的加入，砂漿各項(xiàng)性能可保證滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

石粉含量對預(yù)拌砂漿性能性能影響是劉大超[3]等的研究重點(diǎn)，其分別研究了石粉摻量為機(jī)制砂質(zhì)量的0%、5%、10%、15%、20%、25%、30% 的情況。結(jié)果表明：①隨著機(jī)制砂中石粉含量的增加，砂漿稠度先增大后減小，石粉含量達(dá)到15%時(shí)砂漿稠度出現(xiàn)峰值；②隨著石粉含量增加，砂漿分層度先減小后增大，石粉含量達(dá)到20%時(shí)砂漿分層度出現(xiàn)最小值；③石灰?guī)r質(zhì)石粉在一定的摻量范圍內(nèi)，可以提高試件的抗壓強(qiáng)度，石粉摻量在15%～20%時(shí)抗壓強(qiáng)度最高。

2再生砂漿的主要性能研究

2.1再生砂漿的主要性能和特點(diǎn)

將廢棄混凝土經(jīng)過破碎、清洗、分級后，按照一定的比例混合形成再生細(xì)骨料，部分或全部的代替天然細(xì)集料(0.16～5mm)配制的砂漿稱為再生砂漿。相對于普通砂漿，再生砂漿具有密度小、保水性好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2再生砂漿研究現(xiàn)狀

對于再生砂漿的性能，已經(jīng)有多的學(xué)者進(jìn)行了詳細(xì)的研究。其中王中明[4]等對再生細(xì)集料砂漿砌體抗壓強(qiáng)度研究。結(jié)果表明：

再生細(xì)集料混合砂漿砌體的抗壓破壞過程與普通砂漿砌體類似，但裂縫出現(xiàn)在平均荷載的80%左右，表現(xiàn)出明顯的脆性特征。

我國的很多建筑都是有磚混結(jié)構(gòu)的，因此對于廢磚再生混合砂漿也是一個(gè)研究的方向，當(dāng)中劉鳳利[5]等對廢磚再生混合砂漿性能做了詳細(xì)的試驗(yàn)，研究了水膠比、廢磚再生粗砂取代率和粉煤灰取代率對砂漿性能的影響。結(jié)果表明：①對稠度的影響順序?yàn)椋簭U磚再生粗砂取代率>水膠比>粉煤灰取代率，且稠度隨水膠比的增大而增大，隨廢磚再生粗砂取代率和粉煤灰取代率的增大而減??；②抗壓強(qiáng)度不同因素的影響順序?yàn)椋簭U磚再生粗砂取代率>粉煤灰取代率>水膠比，且抗壓強(qiáng)度隨水膠比和粉煤灰取代率的增大而減小，隨廢磚再生粗砂取代率的增大而增大；③抗折強(qiáng)度不同因素的影響順序?yàn)椋悍勖夯胰〈?廢磚再生粗砂取代率>水膠比，且抗折強(qiáng)度隨水膠比和粉煤灰取代率的增大而減小，隨廢磚再生粗砂取代率的增大而增大。

再生砂對砂漿的施工和易性對抗壓強(qiáng)度有一定的作用，段邦政[6]的結(jié)果表明：①再生砂漿的用水量隨再生砂摻量的增加而提高；②在砂漿的流動(dòng)性保持不變的條件下，普通再生砂漿和摻粉煤灰的再生混合砂漿的分層度隨再生砂摻量的增加而呈現(xiàn)降低的變化趨勢；③隨著再生砂的摻量在0%～60%范圍內(nèi)增加，砂漿抗壓強(qiáng)度均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。再生砂的摻量為40%時(shí)砂漿抗壓強(qiáng)度最高。

再生細(xì)骨料不同取代率對砂漿強(qiáng)度有一定的影響，其中李如雪[7]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①再生砂漿稠度的變化。在只改變再生細(xì)骨料對砂的取代率，其它條件不變的情況下，隨著取代率的增加，不同砂漿的稠度均出現(xiàn)了大幅度的下降。其中，再生粗砂的稠度最好，其次是再生中砂、再生細(xì)砂；②再生砂漿強(qiáng)度的變化。再生砂漿抗壓強(qiáng)度隨著再生細(xì)骨料取代率的增加而有不同程度的改變，再生細(xì)骨料取代率為10%時(shí)砂漿強(qiáng)度增長幅度最大。能達(dá)到砂漿強(qiáng)度要求的取代率為：再生粗砂0%～30%，再生中砂0%～20%，再生細(xì)砂0%～15%。

綠色再生砂漿的提出進(jìn)一步支持了綠色建筑的理念，其中周文娟[8]等對綠色再生砂漿進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：①在保證砂漿稠度基本一致的條件下，不同種類的再生砂對砂漿性能影響差別不大；②相同摻量時(shí)，廢磚再生砂漿的用水量較大，但強(qiáng)度較高；廢混凝土和廢砂漿再生砂漿基本相近；③再生砂漿的用水量比天然砂漿高，但保水性好，再生砂漿具有良好的和易性；④再生砂替代天然砂對砂漿強(qiáng)度沒有顯著的影響，一定的摻量可以獲得良好的顆粒級配，提高強(qiáng)度。

再生細(xì)骨料中粉料對再生砂漿抗壓強(qiáng)度也存在一定的影響，黃天勇[9]的試驗(yàn)結(jié)果表明 ：①再生粉料以11%的摻量取代水泥時(shí)，再生砂漿的抗壓強(qiáng)度最佳，且大于基準(zhǔn)再生砂漿的抗壓強(qiáng)度；②再生粉料以20%的摻量等量取代粉煤灰時(shí)，再生砂漿的抗壓強(qiáng)度最佳，也大于基準(zhǔn)再生砂漿的抗壓強(qiáng)度；③再生粉料替代粉煤灰得到的再生砂漿的抗壓強(qiáng)度略大于再生砂漿替代水泥得到的再生砂漿的抗壓強(qiáng)度；④再生粉料與再生細(xì)骨料交叉組合效果最為明顯；⑤只要再生粉料的顆粒級配合理，且與水泥、粉煤灰及細(xì)骨料的級配搭配合理，將再生粉料摻入砂漿中，可以改善再生砂漿中微細(xì)顆粒的級配，使其接近緊密堆積，提高強(qiáng)度。

3再生細(xì)骨料性能研究

3.1再生細(xì)骨料主要性能及特點(diǎn)

原生混凝土經(jīng)過破碎、分級，再按一定比例相互配合后，得到的骨料稱為再生骨料。其中，粒徑為0.16～5mm的稱為再生細(xì)骨料。再生細(xì)骨料尺寸一般為0.16～5mm；表觀密度為1970～2140kg/m·m·m，其堆積密度為天然細(xì)骨料的75%～80%，表觀密度為天然混凝土的80%～85%；日本認(rèn)為再生細(xì)骨料的吸水率一般為8.3%～12.1%。

3.2再生細(xì)骨料制作

先將卵石混凝土或碎石混凝土切割破碎，再利用偏心旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行研磨，最后用振動(dòng)篩分離再生細(xì)骨料的種類。

3.3再生細(xì)骨料研究狀況

對于再生細(xì)骨料的研究，國內(nèi)也有很多的學(xué)者進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中陳宗平[10]等對再生細(xì)骨料水泥砂漿力學(xué)性能進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了11種不同再生細(xì)骨料取代率的水泥砂漿標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)研究(取代率從0～100%，中間級差10%)，觀察了再生細(xì)骨料水泥砂漿的破壞形態(tài)，并獲取了其極限強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)，同時(shí)對天然細(xì)骨料和再生細(xì)骨料的各物理指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)測定。試驗(yàn)研究結(jié)果表明：①再生細(xì)骨料與天然細(xì)骨料相比，其表觀密度低、吸水率高、吸水速率快；再生細(xì)骨料砂漿流動(dòng)性良好，但保水性較差；②生細(xì)骨料其抗壓強(qiáng)度比天然細(xì)骨料水泥砂漿降低50%左右；③不同細(xì)骨料取代率對再生水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度影響不大。

也有一些學(xué)者對再生細(xì)骨料混凝土做了進(jìn)一步的研究，其中肖建莊[11]等做了再生細(xì)骨料混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，通過立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了再生細(xì)骨料取代率對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：①當(dāng)再生細(xì)骨料取代率小于30%時(shí)，再生細(xì)骨料對再生混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大；②當(dāng)再生細(xì)骨料取代率大于30%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度明顯降低；③當(dāng)再生細(xì)骨料取代率為100%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度只達(dá)到普通混凝土抗壓強(qiáng)度的61%；④摻入再生細(xì)骨料后，再生混凝土抗壓強(qiáng)度的離散性變化較大；⑤當(dāng)再生細(xì)骨料取代率在0%～100%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差在1.36～4.17MPa之間。

再生細(xì)骨料的種類與取代率也對混凝土的強(qiáng)度有一定的影響，其中李秋義[12]等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①簡單破碎再生細(xì)骨料混凝土的強(qiáng)度低于普通混凝土，且隨著再生細(xì)骨料取代量的增加而降低；②顆粒整形再生細(xì)骨料混凝土的強(qiáng)度高于普通混凝土，且隨著再生細(xì)骨料取代量的增加而提高，顆粒整形再生細(xì)骨料可以配制C35至C60混凝土；③再生細(xì)骨料混凝土的強(qiáng)度隨著粉煤灰摻加而降低，膠凝材料用量越大，早期強(qiáng)度的降低幅度越大；④粉煤灰對混凝土強(qiáng)度的降低幅度隨著齡期的增加而有所減小；簡單破碎再生細(xì)骨料可以配制C25至C50混凝土。

而在全再生細(xì)骨料的制備及其在砂漿和混凝土中的應(yīng)用中，鄭子麟[13]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①全再生細(xì)骨料的優(yōu)選制備方法為：將廢棄混凝土用顎式破碎機(jī)二次破碎分篩后，將較粗粒徑的部分(粒徑2.36mm以上)利用圓盤整形機(jī)進(jìn)行整形；②全再生細(xì)骨料有效地提高了再生細(xì)骨料的物理性能，其擁有較好的顆粒級配，表觀密度較高而且飽和面干吸水率較低，各項(xiàng)性能上都比傳統(tǒng)整形再生細(xì)骨料要好，但仍與石灰?guī)r機(jī)制砂和河砂存在一定差距；③全再生細(xì)骨料吸水速度較快，全再生細(xì)骨料在砂漿中應(yīng)用時(shí)可以采用常規(guī)攪拌制度；④全再生細(xì)骨料制備的砂漿工作性能、力學(xué)性能明顯優(yōu)于較傳統(tǒng)整形再生細(xì)骨料，而且力學(xué)性能優(yōu)于河砂砂漿；⑤在相同配合比下，全再生細(xì)骨料混凝土的初始坍落度比河砂混凝土低，強(qiáng)度比河砂混凝土高，而通過增加附加水能提高其工作性能，但強(qiáng)度下降；⑥全再生細(xì)骨料制備的混凝土工作性能、力學(xué)性能均優(yōu)于傳統(tǒng)再生細(xì)骨料制備的混凝土；使用同等膠凝材料用量和水灰比時(shí)，其強(qiáng)度比河砂混凝土高；能夠使用全再生細(xì)骨料全取代河砂和機(jī)制砂制備混凝土。

4結(jié)論與展望

通過對前人研究成果總結(jié)可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：①預(yù)拌砂漿的使用可以有效解決施工現(xiàn)場臟亂的現(xiàn)象以及現(xiàn)場拌制砂漿隨意性，保證砂漿的性能；②建議施工方多使用預(yù)拌砂漿，政府也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)貼，以鼓勵(lì)企業(yè)使用預(yù)拌砂漿。在寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)使用的預(yù)拌砂漿，應(yīng)當(dāng)增加抗凍性試驗(yàn)；③再生砂漿合理的配合比其部分性能比原生砂漿好，再生砂漿的推廣使用，可以有效地減少建筑垃圾，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，應(yīng)當(dāng)加大再生砂漿的使用率。

參考文獻(xiàn)：

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Research and Development Status on Ready-mixed

Mortar and Regeneration Mortar

LI XiangyangLIANG Rui ZHAO ZhihaoWANG ShoudongMA Weilanjiang·abulikemu

(Xinjiang University，Xinjiang 830047，China)

Abstract：Through to the domestic ready-mixed mortar and regeneration mortar research present situation analysis，It is found that research of ready-mixed mortar and mortar has mature；suggested that the construction of more use regeneration ready-mixed mortar，both is advantageous to the construction safety，and is conducive to environmental protection.

Keywords：ready-mixed mortar；regeneration mortar；recycled fine aggregate

中圖分類號：X21

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-288X(2016)01-0155-03

作者簡介：李向陽，在讀碩士，研究方向?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)、建筑材料等

引用文獻(xiàn)格式：李向陽等.預(yù)拌砂漿及再生砂漿研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(1)：155-157.