機制砂石粉在干粉砂漿中的應用

黃振興 夏明龍 諸葛誠煒

（溫州吉邦科技有限公司 325000）

【摘要】 作者通過大量實驗，研究了在機制砂生產過程中產生的石粉的活性；用石粉取代傳統干粉抹灰砂漿配合比中50%的粉煤灰和完全取代粉煤灰后各項性能指標、強度及施工性能；傳統干粉抹灰砂漿配合比的各項性能指標、強度及施工性能。通過對比，指出機制砂生產過程中產生的石粉可以完全取代傳統干粉抹灰砂漿配合比中的粉煤灰，取代后對干粉砂漿質量不僅沒有任何影響，而且質量還有所提高，同時可以給干粉砂漿生產企業帶來巨大的經濟效益。

【關鍵詞】干粉砂漿 石粉 粉煤灰 活性 性能指標 質量 強度 施工性能經濟效益

0、 前言

國家基礎建設和房地產行業的迅猛發展，使得作為建筑主材的砂需求量十分巨大，在利益的驅使下河砂資源遭到過度開采，導致了河砂資源逐漸枯竭；同時河砂的過度開采破壞了河流生態環境，并帶來了巨大安全隱患。為了保護生態環境，各地政府大部分已經出臺了禁止開采河砂的政策，同時由于資源的枯竭，河砂供應量急劇下降，價格飛漲，使用河砂的企業已經不堪重負，這些用砂企業已經紛紛把目光轉向機制砂。例如，干粉砂漿生產企業，以前都用河砂，現在河砂資源很少，價格昂貴；而且為了保護環境河砂烘干不允許使用煤炭為燃料，只能使用油和天然氣，大幅提高了烘干成本；如果再用河砂，必然會因為買不到砂而停產，或生產成本太高，導致虧損。因此，為了生存無論是老廠還是新建的干粉砂漿公司，都紛紛改用機制砂。

然而，在機制砂生產和使用過程中，又出現了一個令人頭疼的問題，就是機制砂生產過程中會產生大量石粉，數量高達20%左右，也就是說每生產1噸機制砂，就會產生200多公斤石粉。如果這些石粉不能有效利用，必然會使干粉砂漿成本大幅增加；或因石粉倉裝滿后，機制砂無法生產；或因為石粉隨意排放而造成環境污染。

傳統的干粉砂漿配合比膠凝材料主要是水泥和粉煤灰，如果石粉能代替粉煤灰，那么問題就迎刃而解了，不僅可以解決石粉使用問題，還可以大幅降低成本。為此，我公司技術部門進行了石粉取代粉煤灰的專題研究。

1、 粉煤灰和石粉活性的對比試驗

在習慣思維上一般認為：“石粉是惰性材料，是沒有活性的”，那么石粉究竟有沒有活性，能否取代粉煤灰呢？我公司在這個專題研究開始前，首先做了石粉和粉煤灰的活性試驗，以便在理論上探討石粉是否可以取代粉煤灰、以及根據活性數據從理論上計算如何取代粉煤灰？

1.1 試驗方案及試驗數據

參照國標《水泥膠砂強度檢驗方法》測試粉煤灰活性和石粉活性，具體試驗方案如下：

風選出來的石粉，我們先過了0.075mm篩，篩余51%，也就是說風選出來的石粉49%是純石粉、51%是特細砂。在習慣思維上一般認為：“石粉是惰性材料，是沒有活性的，特細砂更沒有活性”。為了探究石粉究竟有沒有活性，我們參照粉煤灰活性試驗方法，分別做了粉煤灰的活性，風選出來的石粉活性，以及過0.075mm篩純石粉活性，具體數據如下（見表一）：

首先，試驗數據令我們非常欣喜，數據表明石粉是有活性的，而且活性僅略低于粉煤灰活性10%左右，這就說明用石粉代替粉煤灰是可行的。其次，令我們感到意外的是，風選出來的石粉活性，雖然在早期（7天）時，低于過0.075mm篩純石粉活性；但是到28天齡期，風選出來的石粉活性居然高于過0.075mm篩純石粉活性。查了許多相關資料，及經過仔細分析后，我們了解、并認識到，出現這樣情況的機理是，風選出來的石粉含有50%左右的特細砂，這些特細砂填充到砂漿的孔隙中，使砂漿更加密實了；同時這些特細砂和石粉在水泥水化中充當了晶核，有效的分散了水泥顆粒，把原本充當晶核的、不能水化的水泥顆粒替換出來，使參與水化的水泥顆粒大幅增加，這樣就促進了水泥的水化，也就是業內所說的其具有活化能，也就有了活性。

1.2 試驗結論

通過上述實驗數據及分析，由于風選出來的石粉，28活性達到了61%，而粉煤灰的28天活性是73%，石粉活性僅略低于粉煤灰；因此在理論上，直接用風選出來的石粉取代粉煤灰是有可能的，這為我們的試驗提供了理論基礎。

2 試驗用原材料：列出原材料檢測數據

2.1、水泥

水泥使用PO42.5普通硅酸鹽水泥，強度檢測數據見表一。

2.2、粉煤灰

粉煤灰使用Ⅱ級粉煤灰，活性檢測數據見表一。

2.3、石粉

石粉使用生產機制砂時風選出來的石粉，活性檢測數據見表一。

2.4、機制砂

機制砂選用我公司生產的1.18mm以下細砂和1.18mm以上、2.0mm以下粗砂，篩分數據見表二、表三。

2.5 功能性添加劑

各種改善砂漿性能的外加劑。

3 試驗方案和試驗數據

3.1 試驗方案

使用相同配合比，水泥、粗砂、細砂、功能性外加劑等原材料都相同，摻合料分別全用粉煤灰、用一半粉煤灰和一半石粉、全用石粉三種方式，試拌抹灰系列DPM5、DPM10、DPM15、DPM20砂漿配合比，檢測濕密度、含氣量保水率和強度等各項技術指標，分析全用粉煤灰、用一半粉煤灰和一半石粉、全用石粉后對同一配合比砂漿各項技術指標的影響，以判斷用石粉取代粉煤灰的可行性。

3.2 試驗數據

3.2.1 濕密度

（1） 濕密度檢測數據（見表四）

（3） 結論

由表四和圖一可以直觀的看出，摻加石粉對砂漿的濕密度幾乎沒有太大影響，只是全用石粉砂漿的濕密度略高。

3.1.1 含氣量

（1） 含氣量檢測數據（見表五）

（1） 結論

由表五和圖二可以直觀的看出，摻加石粉對砂漿的含氣量幾乎沒有太大影響，只是全用石粉砂漿的含氣量略低。

3.1.1 保水率

（1）保水率檢測數據（見表六）

(3) 結論

由表六和圖三可以直觀的看出，摻加石粉對砂漿的保水率幾乎沒有太大影響，只是全用石粉砂漿的保水率略低。

3.1.1 砂漿工作性

（1） 砂漿工作性見表七

（1） 結論

由表七和圖四可以直觀的看出，摻加石粉對砂漿的工作性沒有任何影響。

3.1.1 砂漿的強度

（1） 砂漿7天、14天、28天強度數據（見表八、表九、表十）

（3） 結論

從砂漿分別用石粉100%取代粉煤灰、石粉取代50%粉煤灰和全用粉煤灰的各個齡期、各個強度等級的強度分析，摻加石粉對砂漿強度幾乎沒有影響（個別有實驗誤差的數據除外）。

4、 經濟效益

粉煤灰是火力發電廠通過靜電除塵獲得的，受近年來隨著環保力度的增強，各地的火力發電廠不斷關停、逐年減少，使得粉煤灰產量下降，價格逐年上漲。而石粉作為機制砂的副產品，產出穩定，產量巨大，價格與粉煤灰相比相對低廉。使用石粉來取代粉煤灰不僅可以降低原材料成本，而且產量穩定便于長期大量進貨，可謂一舉兩得。

目前機制砂石粉價格是100元/噸，而干粉砂漿中常用的Ⅱ級粉煤灰現在市場價已經突破200元/噸，以平均每噸砂漿用100公斤粉煤灰計算，如果用機制砂石粉完全取代粉煤灰，每噸砂漿可以降低成本10元；如果公司年產量為20萬噸，那么完全使用石粉每年可以給企業額外帶來200萬元收益，非�？捎^。

5、 石粉使用事項

5.1 不同石材在生產機制砂過程中產生的石粉量不同，實際生產時要實時檢測機制砂篩分數據，根據機制砂實際含粉量（0.075和篩底篩余百分數），來調整實際生產配合比，使實際生產配合比與試驗配合比保持一致。

5.2 機制砂石粉倉中石粉數量的多少會影響到機制砂的含粉量，當機制砂石粉倉中石粉數量超過倉容三分之二時，石粉被風選到石粉倉中會越來越困難，就會造成機制砂石粉含量越來越高，這時也要根據制砂實際含粉量（0.075和篩底篩余百分數），來調整實際生產配合比，使實際生產配合比與試驗配合比保持一致。

5.3 制砂機選粉的風量與機制砂含粉量密切相關，要根據實測機制砂的含粉量，來及時調整選粉風量，盡量保持機制砂含粉量恒定，以便控制砂漿質量。

5.4 用石粉代替粉煤灰要經過大量試驗，找到準確的配合比例，以及適宜的改善砂漿性能的外加劑，這樣才能更好的使用石粉，才能控制好砂漿質量。

5.5 使用石粉的干粉砂漿，比以前使用粉煤灰的干粉砂漿要干的快，要及時通知施工單位改變工法，適應全用石粉的砂漿的性能，以保證工廠質量。

5.6 在夏季溫度較高時，要適當多用纖維素醚；當在冬季氣溫較低時，要適當少用纖維素醚；根據氣溫的變化及時調整功能性外加劑用量，以便使砂漿始終能保持優良的工作性能。

5.7 工人在施工過程中，要根據使用石粉的砂漿的性能，掌握好搓毛時間，防止搓毛時間掌握不好，而導致墻面出現橫向裂紋。

6、 結論

從上述詳盡的試驗數據可以看出，在干粉砂漿中石粉可以完全取代粉煤灰，取代后對砂漿的濕密度、含氣量、保水率、強度和工作性等重要技術指標幾乎沒有什么影響；同時石粉的粘性高于粉煤灰，使得砂漿與墻體的粘結力更強，不容易空鼓；并且由于石粉中含有的細砂填充了砂漿的空隙，從而提高了砂漿的品質；石粉的晶核效應使得水泥能充分水化，大大提高了砂漿的活化能；石粉的粘性還增加了砂漿的抗裂能力，使得砂漿不容易開裂。通過三個多月在工地大規模的使用，沒有出現砂漿常見空鼓、開裂、脫落等通病，施工性能優良，受到了一線工人的認可和歡迎；砂漿在工地實際檢測也全部合格。

用石粉完全取代粉煤灰不僅對砂漿各項性能沒有什么影響，而且還能消耗掉石粉，避免污染環境，同時還能給企業帶來可觀的經濟效益。