研究了不同摻量粉煤灰對(duì)砌筑砂漿稠度、保水性、抗壓強(qiáng)度等性能的影響，判斷粉煤灰在砌筑砂漿中的作用，以及適宜的摻量，研究結(jié)果表明，粉煤灰能有效改善漿和易性，提高砂漿后期強(qiáng)度及耐久性。
關(guān)鍵詞：砌筑砂漿 ；粉煤灰；水泥砂漿；和易性
砂漿是由膠結(jié)料、細(xì)集料、外摻料和水配制而成的建筑工程材料，在建筑工程中起粘結(jié)、襯墊和傳遞壓力的作用，它是建筑工程中用量大、用途廣的建筑材料之一。
砌筑砂漿一般分為水泥砂漿和水泥混合砂漿，其主要性能指標(biāo)是抗壓強(qiáng)度及和易性。由于砌筑砂漿中水泥用量不大，純水泥砂漿的和易性較差，為了改善砂漿和易性、降低水泥用量，往往在水泥砂漿中摻入部分石灰膏、粘土
膏或粉煤灰等。考慮到能源問(wèn)題，摻粘土膏砂
漿已被禁止使用，摻石灰砂漿由于其所用原材料的固有缺陷、計(jì)量上不準(zhǔn)確等因素造成了建筑砂漿質(zhì)量問(wèn)題，從 而引起性能上均具有明顯的優(yōu)越性，故砌體工程使用的混合砂漿已經(jīng)越來(lái)越多地選用水泥粉煤灰砂漿。
2.1 砌筑砂漿的簡(jiǎn)介
水泥、外摻料和外摻劑、砂和水是建筑砂漿的主要原料。水泥是砂漿的主要膠凝材料，常用的水泥品種有普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，火山灰硅酸鹽水泥等。外摻料及外摻劑主要是改善砂漿的和易性，節(jié)約水泥和砂漿用量。如在純水泥砂漿中摻人石灰膏、粉煤灰、微末劑等，以提高砂漿的和易性能。而砂(
通常選用中砂)
則既能滿足和易性要求，又能節(jié)約水泥，但無(wú)論選用何種砂其含泥量不得超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，否則會(huì)嚴(yán)重降低砂漿的強(qiáng)度。在建筑砂漿中所使用的水一般為自來(lái)水。
建筑砂漿應(yīng)具有以下主要性質(zhì)：
①滿足和易性的要求，包括流動(dòng)性和保水性兩個(gè)方面。
②滿足設(shè)計(jì)種類(lèi)和強(qiáng)度等級(jí)的要求，砂漿硬化后應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。
③具有足夠的粘結(jié)力，以便將磚石粘結(jié)成堅(jiān)固的砌體。
2.2 粉煤灰在砌筑砂漿中的作用
粉煤灰是煤燃燒后從鍋爐煙氣中帶出的粉狀殘留物，它是一種人工火山灰質(zhì)材料，即一種硅質(zhì)或鋁硅質(zhì)材料。粉煤灰是一種高度分散的微細(xì)顆粒集合體，主要由氧化硅玻璃球組成，粒徑為1 ~ 50μm 。不同來(lái)源的煤和不同燃燒條件下產(chǎn)生的粉煤灰，其化學(xué)成分和物理性質(zhì)差別很大。
粉煤灰具有活性，主要指粉煤灰能夠與石灰生成具有膠凝性能的水化物，粉煤灰本身沒(méi)有或略有水硬性膠凝性能，但在水分存在特別是在水熱處理?xiàng)l件下，能與Ca(OH)2 等堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成水硬膠凝性化合物。粉煤灰在建筑砂漿中的效應(yīng)和作用主要有以下幾個(gè)方面：
粉煤灰摻入砂漿后會(huì)對(duì)砂漿的一些性能和特點(diǎn)產(chǎn)生影響，這就是粉煤灰效應(yīng)。一般粉煤灰效應(yīng)包括形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)3 個(gè)基本方面。
(1)形態(tài)效應(yīng)
所謂形態(tài)效應(yīng)，泛指各種應(yīng)用于混凝土和砂漿中的礦物質(zhì)粉料，由其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、顆粒級(jí)配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。由于粉煤灰中大量微粒的作用，不僅可以降低砂漿的需水量，改善砂漿的初始結(jié)構(gòu)，還能促使或幫助砂漿中水泥顆粒均勻分散，擴(kuò)大了水泥的水化空間和水化產(chǎn)物的生成場(chǎng)所，從而促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)。
(2)活性效應(yīng)
粉煤灰火山活性是指其所含的硅鋁質(zhì)玻璃體在常溫和有水條件下與Ca(OH)2
發(fā)生活性反應(yīng)并生成具有膠凝性水化物的能力。其活性效應(yīng)就是指的這種粉煤灰活性成分所產(chǎn)生的效應(yīng)。在粉煤灰玻璃體微粒表層生成的火山灰反應(yīng)產(chǎn)物，與水泥水化物類(lèi)似，這種水化物交叉連接，對(duì)促進(jìn)砂漿強(qiáng)度增長(zhǎng)起了主要作用。
(3)微集料效應(yīng)
粉煤灰的微集料效應(yīng)是指粉煤灰顆粒均勻分布于水泥漿體的基相之中，就像微細(xì)的基料一樣。對(duì)粉煤灰顆粒和水泥凈漿間及水泥緊密處的顯微研究證明，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)展，粉煤灰和水泥漿體的界面接觸越趨緊密。在
界 面 上 形 成 的 粉 煤 灰 水 化 凝 膠 的 顯 微 硬 度 大 于 水
泥凝膠，粉煤灰微粒在水泥漿體中的分散狀態(tài)良好，有助于新拌砂漿的硬化和均勻性的改善，也有助于砂漿中的孔隙和毛細(xì)孔的充填和細(xì)化。
粉煤灰的上述3 種基本效應(yīng)是互相聯(lián)系和互相影響的，粉煤灰效應(yīng)則是在一定條件下3種基本效應(yīng)的總和。
按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GBl596 —91)規(guī)定，將用于拌制水泥、混凝土和砂漿中的粉煤灰分為三個(gè)等級(jí)。見(jiàn)表l 。
3.1 試驗(yàn)用原材料
海螺牌P ·O 4 2 . 5R水泥；
堆積密度γ=14 20kg/m3， 細(xì)度模數(shù)Mx=2.2 的天然河砂；
常熟鑫源Ⅰ級(jí)粉煤灰；
弗克公司的砂漿稠化粉, 各組摻量為5 ‰ 。
3.2 試驗(yàn)方法
3.2.1試驗(yàn)條件
（1 ）溫度應(yīng)為20℃±2 ℃，相對(duì)濕度應(yīng)大于50﹪。
（2 ）養(yǎng)護(hù)室的溫度應(yīng)為20℃±1 ℃，相對(duì)濕度應(yīng)大于90﹪；
（3 ）本 試 驗(yàn) 中 配臺(tái)比的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)方法分別按照《砌筑砂漿配臺(tái)比設(shè)計(jì)規(guī)程》 JGJ98 —2000、《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 JGJ28 —86 及《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》
J G J70 —2009，《預(yù)拌砂漿》GB/T 25181- 2010等執(zhí)行。
3.2. 2 試驗(yàn)方案
試驗(yàn)研究方案中采用的不同強(qiáng)度等級(jí)砂漿配合比見(jiàn)表2 ；粉煤灰超量系數(shù)δm=1 .6 ，取代水泥率βm=18％；選取單位體積砂漿所用水泥、砂、粉煤灰和水進(jìn)行試配、調(diào)整。直到砂漿的稠度控制在50mm ～70mm 之間。
對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿及粉煤灰砂漿，試驗(yàn)的性能指標(biāo)包括稠度、密度、抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3 。其中稠度測(cè)兩次。
4 ．1 稠度
從表3 稠度測(cè)試值中可以看出．隨強(qiáng)度等級(jí)的增加，同等級(jí)水泥砂漿兩次稠度測(cè)試值相差分別為7 m m 、7 m m 、5 m m ，而同等級(jí)粉煤灰砂漿兩次稠度測(cè)試值相差分別為3 m m 、2 m m 、3 m m ，說(shuō)明粉煤灰砂漿的保水性能較穩(wěn)定。
4 .2 抗壓強(qiáng)度
從表3
給出的不同強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿和粉煤灰砂漿的7d、28d 抗壓強(qiáng)度來(lái)看，隨強(qiáng)度等級(jí)的增加．粉煤灰砂漿的7d抗壓強(qiáng)度( 分別為3 .9MPa 、6
.0MPa 、7 .5MPa)略低于同等級(jí)水泥砂漿( 分別為4 .3MPa 、6 .4MPa 、8 ．08MPa)；而 28d 抗壓強(qiáng)度(
分別為6 .7MPa 、10．8MPa、13.2MPa)均高于同等級(jí)水泥砂漿( 分別為6. 1MPa、9
.2MPa、11.5MPa)。說(shuō)明在28d 齡期內(nèi)，粉煤灰砂漿強(qiáng)度的增躍比水泥砂漿緩慢．而28d 以后粉煤灰砂漿強(qiáng)度的增長(zhǎng)可超過(guò)水泥砂漿。
從水泥砂漿和粉煤灰砂漿的60d 、180d抗壓強(qiáng)度來(lái)看，隨強(qiáng)度等級(jí)的增加，粉煤灰砂漿的60d 抗壓強(qiáng)度( 分別為8 .0MPa 、12.9MPa
、15.7MPa)均高于同等級(jí)水泥砂漿( 分別為7 .0MPa 、10.4MPa 、13.0MPa)；而180d抗壓強(qiáng)度( 分別為9
.2MPa 、14.5MPa 、17.9MPa)也高于同等級(jí)水
泥砂漿( 分別為7 .6MPa 、11.5MPa
、14.1MPa)；粉煤灰砂漿的60d 、180d抗壓強(qiáng)度分別比28d抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)19％和36％左右，水泥砂漿的60d
、180d抗壓強(qiáng)度分別比28d 抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)13％和25％左右。說(shuō)明隨著28d 以后齡期的增加．粉煤灰砂漿抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)比水泥砂漿明顯。
這是同為粉煤灰中所含的Si0 2 和A12 O 3 具有化學(xué)活性，能與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2 反應(yīng)，生成類(lèi)似水泥水化產(chǎn)物中的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，可作為一部分膠凝材料而起增強(qiáng)作用。山于粉煤灰的活性比水泥小，在28d 齡期內(nèi)，粉煤灰砂漿的強(qiáng)度增長(zhǎng)相對(duì)較緩，摻量越大越明顯，而隨著28d 以后齡期的增長(zhǎng)，粉煤灰與Ca(OH)2 反應(yīng)生成的水化硅酸鈣不斷增多，使砂漿強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，甚 至 超 過(guò) 水 泥 砂 漿 強(qiáng) 度 的 增 長(zhǎng) 。說(shuō) 明 粉 煤 灰 砂 漿 具 有 良 好 的 增 強(qiáng) 性 能 。
粉煤灰作為燃煤電廠的副產(chǎn)品，量大且來(lái)源穩(wěn)定，如果得不到利用，將污染環(huán)境，影響氣候．破壞生態(tài)。通過(guò)大量的試驗(yàn)及分析研究．我們總結(jié)出粉煤灰應(yīng)用于砌筑砂漿中具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1 ）能明顯改善砂漿的和易性；
（2 ） 能顯著提高砂漿的后期抗壓強(qiáng)度；
（3 ） 能充分利用粉煤灰潛在活性，減少水泥用量，降低砂漿生產(chǎn)成本；
（4 ） 能變廢為寶，化害為利，節(jié)約堆放粉煤灰的大量寶貴土地；
因此，推廣使用粉煤灰砂漿具有顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
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