淺析預拌砂漿質量及粉化泛堿成因

  一、生產過程與質量控制

  多數預拌砂漿生產企業(yè)的從業(yè)人員，經過半年以上的試生產，基本上都能熟練操作制砂、烘砂、攪拌混合設備及“發(fā)散”、包裝設備和電子計量、微機控制設備，使細骨料、膠凝材料、摻合料和外加劑4種砂漿組分物料能基本準確計量并混合均勻。

  然而，某省建材質檢部門對轄區(qū)內近50家生產企業(yè)的砂漿產品進行抽樣和統計表明，大多數廠家生產的砂漿質量(砂漿強度)波動較大，28天抗壓強度超強度等級的達+48.2%，低于強度等級的達-42%，砂漿強度正負偏差過大，造成嚴重質量問題。究其原因有：

  1.電子計量設備計量精度不夠、實驗室形同虛設。其中計量設備的計量精度我們可向設備制造企業(yè)提出要求，進行改進或提升來滿足生產要求，而實驗室作為質量控制的要害部門不能發(fā)揮其應有的作用，卻是每個砂漿企業(yè)的主要管理者務必要引起高度重視的大事。干粉砂漿質量不穩(wěn)定，必然導致濕拌砂漿質量不穩(wěn)定，最后造成硬化(固化)砂漿質量不穩(wěn)定。

  2.沒有有效實施ISO19001質量管理體系。半數以上的企業(yè)沒有通過企業(yè)質量管理體系認證，通過認證的企業(yè)沒能真正組織實施。事實上，企業(yè)質量管理體系的建立、維護是十分有利于砂漿企業(yè)的生產過程和質量控制的。例如：按照企業(yè)質量管理體系要求，生產部門可制定質量控制點，確定質量控制項目、控制指標、控制頻次，建立數據分析、調控機制，不斷改進并提高砂漿產品質量。我們可以進行各種數據的分析，來獲得所要的效果。尋找主要影響因素、確定有效對策、采取針對性的措施，解決存在的問題，逐步規(guī)范、形成制度。通過進一步的完善并依次循環(huán)，使各個崗位從業(yè)人員形成習慣并自覺履行職責。

  實驗室的物理檢測工、實驗室主管，則必須經過崗位培訓，熟練掌握各種儀器、設備的操作性能和操作方法，對砂漿生產用的各批次膠凝材料、細骨料、摻合料、外加劑和砂漿配合比進行反復的試驗，找出內在規(guī)律，掌握應變要領，最終將砂漿的產品質量控制好。

  二、原料選用與質量控制

  筆者認為，生產砂漿所用的原材料應具有良好的適用性，滿足如下十項性能要求：相容性、和易性、穩(wěn)定性、匹配性、耐久性、安全性、節(jié)能性、環(huán)保性、方便性、經濟性;砂漿產品則應具有良好的實用性，滿足如下兩項性能要求：

  1.國標要求的各項質量“顯性”指標。

  2.國標要求以外的各項質量“隱性”指標。

  在砂漿的生產中，正確選用四類構成干粉砂漿的原輔材料非常重要，是控制砂漿質量的關鍵因素。

  水泥的選用：水泥分普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥和復合水泥等。這些水泥均適用生產預拌砂漿。其他如硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等特種水泥則不適合用于預拌砂漿的生產。

  硅酸鹽水泥是由石灰石、黏土加鐵礦粉，按一定比例混合磨細，經1350℃～1400℃高溫煅燒成熟料，再加石膏和混合材料，按比例混合磨細，制成硅酸鹽系列水泥(工藝俗稱“兩磨一燒”)。

  水泥的凝結和硬化，是在水泥加水后，熟料礦物與水發(fā)生水化反應，生成一系列的新化合物，并同時釋放出一定的熱量。水泥在水化過程中，具有良好的可塑性。初凝后，水泥的塑性收縮開始，終凝后塑性喪失，硬化后則完全不再有可塑性。

  水泥水化形成的化合物，是由硅酸三鈣生成含水硅酸鈣，析出氫氧化鈣、硅酸二鈣生成含水硅酸鈣;鋁酸三鈣水化極快，生成含水鋁酸三鈣;鐵鋁酸四鈣水化反應生成含水鋁酸鈣和含水鐵酸鈣。

  為調節(jié)凝結時間，水泥中摻有適量的石膏(硫酸鈣)，部分水化鋁酸鈣與石膏作用，生成含水硫鋁酸鈣并呈針狀結晶析出。

  硅酸鹽系水泥與水作用后主要生成的水化物，有水化硅酸鹽和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣。水化鋁酸鈣和水化硫酸鈣晶體則是水泥水化形成的副產物。這些水化產物，決定了水泥具有的一系列特性。砂漿企業(yè)的實驗室物理檢測人員，必須了解并熟悉不同品種、不同標號水泥的特性，來把握每批次進廠水泥的質量。

  黃砂的選用：按化學成分分類，分為硅質砂、鈣質砂、鎂質砂等;按物理形態(tài)分類,分江砂、河砂、山砂和人工砂等。

  砂中含泥量高低、云母成分含量多少直接影響砂的質量。筆者主要闡述機制砂的問題。

  機制(人工)砂是由機械破碎、篩分而成的。顆粒形狀粗糙、尖銳、多棱角。通常采用機制砂配制的砂漿砂率比河砂配制的砂漿砂率要大。機制砂顆粒內部有微裂紋、開口相互貫通的空隙多，比表面積大，石粉含量高。因此，機制砂配制的砂漿與河砂砂漿有較大的差異。

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  機制砂與河砂相比，由于有一定數量的石粉，使得機制砂砂漿和易性尚好，某種程度上還可改善砂漿的泌水性、黏聚性，可提高砂漿的抗壓強度。

  石灰?guī)r破碎制成的機制砂，其主要成分為碳酸鈣。高濃度的氫氧化鈣使其表面會發(fā)生微弱的化學反應。而天然山砂、河砂中的成分主要是二氧化硅，不發(fā)生類似反應。機制砂質地堅硬、界面新鮮、表面粗糙、多棱角，有助于界面黏結強度的提高是它的優(yōu)點。通常情況下，0.08mm以下的石粉可與水泥熟料反應生成水化碳鋁酸鈣。石粉在水泥水化反應中起到晶核作用，能誘導水泥水化產物析出晶體，加速水泥水化并參與反應生成水化碳鋁酸鈣，阻止鈣礬石向單硫型的水化硫鋁酸鈣轉化，因而具有增強作用。

  然而，當石粉含量大于20%時，由于顆粒級配不合理，則使砂漿密實性降低、和易性變差。粗顆粒偏少則減弱了砂漿骨架的作用(非活性石粉，不具有水化及膠結作用)。在水泥含量不變時，過多的石粉使水泥漿強度降低，進而使砂漿強度減小，這是它的缺點。實踐證明，機制砂中石粉的含量應控制在10%～15%之間為最佳。

  機制砂中石粉除了具有作為微細集料的填充效應外，還因其含有大量的游離CaO與水作用發(fā)生水化膨脹并自行硬化。

  石粉中還會有較多的較高活性的無定型SiO₂、Al₂O₃?；钚缘腟iO₂和Al₂O₃易與水泥水化過程中釋放出Ca(OH)₂反應，生成穩(wěn)定的硅酸鈣水化物凝膠及水化鋁酸鈣。促進了水泥的水化，又消耗了Ca(OH)₂，并使SiO₂和Ca(OH)₂反應后的晶體顆粒微細化，從而有利于砂漿界面黏結性能的提高。

  因此，砂漿生產企業(yè)在采用機制砂生產普通預拌砂漿時，應視情況控制好砂內石粉的含量。如遇石粉含量較高時，可采取摻混部分天然砂(河砂)的措施來改善骨料級配，以生產出合格的預拌砂漿產品，確保工程質量的穩(wěn)定。

  粉煤灰的選用：為減少水泥熟料的使用量，在確保砂漿品質不降低的情況下，選用粉煤灰作為摻合料，是符合節(jié)能、低碳產業(yè)政策的。除了粉煤灰外，很多地區(qū)還可采用高爐礦渣磨細的礦渣微粉、絲光沸石粉、斜發(fā)沸石粉、高溫煅燒高嶺土和硅灰作為砂漿的摻合料來使用，但均應經化驗、檢測并做試驗再批量采用。

  保水增稠外加劑的選用：干粉砂漿生產中，為使砂漿的和易性、保水性、黏稠度適應施工環(huán)境、施工性能的要求，需要加入一定量的保水增稠材料以改善砂漿的性能。

  三、砂漿空鼓開裂

  及粉化泛堿成因簡析

  近年來，預拌砂漿發(fā)展速度加快，形勢趨好。然各種空鼓、開裂、粉化、泛堿等砂漿質量問題也非鮮見。實踐表明，出現上述問題的主要因素如下。

  砂漿塑性開裂：塑性開裂是指砂漿在硬化前或硬化過程中產生的開裂現象。它通常發(fā)生在砂漿硬化初期。砂漿抹灰后不久，在塑性狀態(tài)下，由于水分蒸發(fā)、減少而產生收縮應力。當收縮應力大于砂漿自身的黏結力(強度)時，表面產生裂縫。

  塑性開裂形成的裂紋一般都比較粗且裂縫長度較短。

  砂漿干縮開裂：干縮開裂是指砂漿在硬化后產生的開裂現象。它通常發(fā)生在砂漿硬化后期。砂漿終凝、硬化后，由于水分散失，使體積收縮產生裂縫。它經常過一年甚至二、三年還在發(fā)展。

  干縮開裂形成的裂紋一般都比較細且裂縫長度較長。

  硬化砂漿空鼓、開裂的主要成因：

  原輔材料因素：砂級配不科學或含泥量大;摻合料質量差或摻量偏多;水泥用量大后期收縮率高;增稠保水添加劑性能不全;干混不勻或砂漿離析泌水。

  施工養(yǎng)護因素：施工環(huán)境溫度高或風速過大;新拌砂漿用水過量砂漿過稀;砂漿密度強度與墻材不匹配;抹灰砂漿違規(guī)施工一遍成活;未做界面處理或后養(yǎng)護缺失。

  硬化砂漿粉化、泛堿的主要因素：

  砂漿粉化因素：水泥用量太少，膠漿包裹性差;砂漿過早失水，水泥水化不足;砂子含泥量高，砂細或石粉多;粉煤灰、礦粉活性差或摻量大。

  砂漿泛堿因素：級配砂鈣、鈉離子含量高;誤用了鈣含量高的摻合料;砂漿中摻了灰鈣粉消石灰;外加劑不具有堿吸附性能。

  分析出了硬化砂漿空鼓、開裂、粉化、泛堿的成因，便可采取相應的技術和措施來解決存在的問題，但是“經驗不足、教訓不少”是很多砂漿企業(yè)目前存在的普遍情況，委實不容樂觀。