湿拌砂浆性能影响因素的探究

陈均侨 曹小荣 王启宇

（广东浪淘砂新型材料有限公司）

0 引言

目前湿拌砂浆处于兴起推广阶段，各地区差异较大，广东省起步早、发展快，湿拌砂浆用量占总砂浆用量的80%以上，深圳市甚至达95%以上。而我国大部分地区发展较慢，市场开发潜力巨大。湿拌砂浆的产品性能达到国标要求不难，困难的是如何满足施工要求，即如何调节开放时间，这也成为湿拌砂浆推广应用的技术关键。如何做好湿拌砂浆，让湿拌砂浆能够快速的在全国发范围内全面推广，还需要我们做很多的努力。

湿拌砂浆保塑性的好坏直接影响了湿拌砂浆的使用质量，如果保塑性达不到预期的效果，很容易被施工单位投诉，也容易出现湿拌砂浆大面积提前干硬的质量事故。在实际的生产过程中我们遇到很多状况，比如，湿拌砂浆到工地后状态干散没有粘性、湿拌砂浆出现假凝现象、湿拌砂浆开放时间缩短提前干硬、湿拌砂浆施工后出现爆点等情况。根据实际生产中发现的湿拌砂浆的问题，我们也相应的找到原因，并做了实验室的实验验证，总结了影响湿拌砂浆保塑性能的一些主要原因。

1 湿拌砂浆初始稠度大小对湿拌砂浆的影响

湿拌砂浆初始稠度太小，湿拌砂浆初始状态的自由水含量偏少，导致湿拌砂浆稠度损失过快，为了验证这一现象，我们设计如下试验：设计M10湿拌砂浆试验，通过加水量改变湿拌砂浆的初始稠度，研究不同初始稠度湿拌砂浆的稠度经时损失规律。

图1是不同初始稠度的湿拌砂浆的稠度经时损失变化图，从图中可以看出，湿拌砂浆的初始稠度越小，8小时的稠度损失越大，砂浆的保塑时间大大缩短，因此我们在生产湿拌砂浆的时候一定要将湿拌砂浆体系中的初始自由水加够，才能保证湿拌砂浆的可塑时间，湿拌砂浆的初始稠度最好能控制在95～105mm之间。

表1 试验原材料配合比 （㎏/m3）

图1 不同初始稠度的湿拌砂浆的稠度经时损失

从表2中数据可以看出，不同初始稠度的湿拌砂浆在条件养护箱中的凝结时间随初始稠度的增大而增大，主要原因是初始稠度较小的湿拌砂浆中的自由水偏少，因此凝结时间偏短。不同初始稠度湿拌砂浆的7天、28天抗压强度随湿拌砂浆的初始稠度的增加而减小，主要原因是因为不同初始稠度的湿拌砂浆的水灰比随着初始稠度的增加而变大，水灰比越小砂浆强度越大。

表2 不同初始稠度砂浆的凝结时间和7天、28天抗压强度

2 掺合料中氧化钙的含量对湿拌砂浆性能的影响

生产湿拌砂浆的原材料石灰石粉中氧化钙的含量对湿拌砂浆的影响也很大，实际生产中我们发现石灰石粉如果显强碱性，那么湿拌砂浆的稠度经时损失会很大，砂浆会表现出干散，提前干硬的情况。根据这一现象我们设计试验，将石灰石粉不同比例用氧化钙替代，分析不同氧化钙替代比例的石粉制备湿拌砂浆后的状态。

通过表3试验数据可以看出，随着氧化钙掺量的提高，湿拌砂浆的需水量逐渐增大；图2的结果显示湿拌砂浆的凝结时间随氧化钙参量的增加而逐渐变短，表4的结果可以看出稠度损失随氧化钙掺量的增大而逐渐增大；分析原因主要是因为生石灰遇水会反应变成熟石灰，这个反应过程中会消耗一定量的自由水，因此湿拌砂浆的需水量随着氧化钙含量的增大而增大。生石灰在湿拌砂浆中会消耗很多自由水，同时生成的熟石灰会使湿拌砂浆的初始体系中的钙离子和氢氧根离子浓度升高，湿拌砂浆的凝结时间相应缩短。

表3 试验原材料配合比 （㎏/m3）

图2 石粉中氧化钙的含量对湿拌砂浆凝结时间的影响

表4 石粉中氧化钙的含量对湿拌砂浆保塑时间的影响

3 粉料中半水石膏、二水石膏对湿拌砂浆的影响

假凝是指水泥掺水搅拌后，几分钟内物料就失去流动性，经过剧烈搅拌后，水泥浆又恢复流动性达到正常凝结。在实际工程应用中，发现在使用某品牌的P.O42.5R水泥时，湿拌砂浆会出现假凝现象。查阅相关资料[1]发现了假凝的主要原因是应为铝酸三钙的含量或活性偏低，而石膏又过度脱水，特别是石膏过度脱水的同时伴有碱含量高时特别容易出现假凝现象。因此我们设计实验研究了不同掺量的半水石膏和二水石膏对湿拌砂浆的影响。

表5 试验原材料配合比 （㎏/m3）

从图3、图4中可以看出，半水石膏对湿拌砂浆的稠度损失有较大的影响，二水石膏则影响不是很大，这与已经报道[1]出来的文献中的结果是一致的，半水石膏在遇水后使湿拌砂浆液相中SO42-过高，快速生成了无明显热效应的水化产物，如次生石膏（CaSO4·2H2O）、钾石膏（K2SO4·CaSO4·H2O）等，次过程消耗了湿拌砂浆的中的自由水，湿拌砂浆自由水的减少稠度损失增大。

图3 半水石膏的含量对湿拌砂浆稠度损失的影响

图4 二水石膏的含量对湿拌砂浆稠度损失的影响

从图5中的结果我们可以看出，湿拌砂浆的凝结时间随着水泥中半水石膏含量的增大而降低，主要原因是半水石膏在遇水后快速形成的次生石膏（CaSO4·2H2O）、钾石膏（K2SO4·CaSO4·H2O）为水泥的硬化提供了晶核，促进了水泥的硬化。

图5 水泥中半水石膏的含量对湿拌砂浆凝结时间的影响

从图6的结果可以看出，湿拌砂浆的凝结时间随着水泥中二水石膏含量的增大而增大，说明二水石膏对水泥有缓凝作用，其主要的原因是水泥中的铝酸三钙遇水很快反应，二水石膏可以很快与铝酸三钙及氢氧化钙发生反应生成难溶于水的水化硫铝钙（即钙矾石C3A·3Ca-SO4·Ca（OH）2，在C3A粒子表面形成包裹层，阻止了C3A进一步水化，使溶液中铝酸盐的溶解度降低，以致铝酸钙的水化产物不能分离出来，从而对水泥起到缓凝作用。总曲线的趋势我们可以看出，当二水石膏的掺量达到5%的是否这种缓凝作用趋于平缓，因此，水泥中二水石膏的掺量应和铝酸三钙的含量成一定比例关系,并非越多越好。

图6 水泥中二水石膏的含量对湿拌砂浆凝结时间的影响

4 总结

湿拌砂浆初始稠度的大小直接影响了湿拌砂浆的保塑效果，在生产过程中湿拌砂浆体系中初始的自由水没有加够，导致砂浆稠度损失大，保塑性差，提前干硬等情况；因此我们生产湿拌砂浆的出厂稠度尽量控制在95～105mm为佳。

制备湿拌砂浆的掺合料，如石粉中掺入了生石灰，导致石灰石粉呈碱性，碱性的石粉在湿拌砂浆中会加速水泥的水化，导致湿拌砂浆稠度损失变大，凝结时间缩短。因此，我们在原材料的进场检验时要控制石粉的pH值为中性。

水泥中的铝酸三钙含量以及水泥中的石膏的类型和含量也会引起湿拌砂浆的质量波动，如果水泥中的铝酸三钙含量偏高，湿拌砂中加入糖类的缓凝剂后会加速铝酸三钙的溶解[2]，如果水泥中的二水石膏含量偏少，那么铝酸三钙不能与二水石膏形成钙钒石，铝酸三钙快速硬化，湿拌砂浆出现促凝现象。

综上所述，我们在生产湿拌砂浆的时候要严格控制原料的品质、生产的流程、出厂检验等环节，只有严格把控好每个环节才能生产出好的湿拌砂浆。