预拌砂浆生产原料及选用

2 预拌砂浆生产原料及选用

2.1 胶凝材料

胶凝材料一般分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。通常建筑上所用的胶凝材料是

指无机胶凝材料，它是指这样一类无机粉末材料，当其与水或水溶液拌合后所形成的浆体，经过一系列的物理、化学作用后，能逐渐硬化并形成具有强度的人造石。

无机胶凝材料一般分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两大类。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而不能在水中硬化，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等，这类材料一般只适用于地上或干燥环境，而不适宜潮湿环境，更不能用于水中。水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在水中硬化，这类材料通常称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。

用于混凝土中的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥等都可用于砂浆中。对于某些预拌砂浆，如自流平砂浆、灌浆砂浆、快速修补砂浆、堵漏剂等，因要求其具有早强快硬的特性，常常采用铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。

2.1.1 水泥

水泥可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。硅酸盐水泥是土木建筑工程中用量最大、用途最广的一类水泥，它是以硅酸盐水泥熟料作为主要组分，根据混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。各品种水泥的组分和代号见表2-1。

表2-1 硅酸盐水泥的组分和代号(GB175-2007)

品种 代号 组分（%) 熟料+石膏 100 ≥95 ≥95 ≥80且＜95 ＞20且≤50 ＞50且≤70 — — 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 — ≤5 — ― — ＞5且≤20 — ― ＞20且≤40 — ＞20且≤50 — ― ― ＞20且≤40 粉煤灰 — ― ― 石灰石 ― — ≤5 — ― ― — P·I 硅酸盐水泥 P·Ⅱ P·O 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 P·S·A ≥50且＜80 P·S·B ≥30且＜50 ≥60且＜80 ≥60且＜80 ≥50且＜80 火山灰质硅酸盐水泥 P·P 粉煤灰硅酸盐水泥 P·F 复合硅酸盐水泥 P·C (1) 硅酸盐水泥

硅酸盐水泥不掺混合材或混合材掺量很少（ ≤5 %），水泥强度等级较高，因此硅酸盐水泥适用于配制高强混凝土和预应力混凝土等，而不适用于配制普通砂浆。因为，配制普通砂浆时，为了满足砂浆工作性能要求，通常对水泥用量有最小值的限制，因而砂浆强度等级相对较低；如用硅酸盐水泥配制砂浆，这样所配制出的砂浆强度相对较高，势必造成水泥的浪费，而且砂浆的工作性能也不好。

(2) 普通硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥掺一定量的混合材，水泥强度等级适中，是目前建筑工程中用量最大的一种水泥。当用普通硅酸盐水泥配制砂浆时，水泥用量过大，则水泥强度较高，配制出的砂浆强度较高，造成水泥浪费，而当水泥用量少时，砂浆保水性较差，容易泌水。为了解决这一问题，通常在砂浆中掺入活性矿物掺合料，如粉煤灰等，这样既可以降低水泥的用量，又可以改善砂浆的和易性。

(3) 矿渣水泥

矿渣水泥中水泥熟料矿物的含量比硅酸盐水泥少得多，而且混合材在常温下水化反应比较缓慢，因此凝结硬化较慢。早期强度较低，但在硬化后期（28天以后），由于水化产物增多，使水泥石强度不断增长，最后将超过硅酸盐水泥。一般来说，矿渣掺入量越多，早期强度越低，但后期强度增长率越大。

矿渣水泥需要较长时间的潮湿养护，外界温度对硬化速度的影响比硅酸盐水泥敏感。低温时，硬化速度较慢，早期强度显著降低；而采用蒸汽养护等湿热处理，可有效加快其硬化速度，且后期强度仍再增长。

矿渣水泥中混合材掺量较多，需水量较大，保水性较差，泌水性较大，拌制混凝土或砂浆时容易析出多余水分，在水泥石内部形成毛细管通道或粗大孔隙，降低均匀性。另外，矿渣水泥的干缩性较大，如养护不当，在未充分水化之前干燥，则易产生裂纹。因此矿渣水泥的抗冻性、抗渗性和抵抗干湿交替循环性能均不及普通水泥。

但矿渣水泥具有较好的化学稳定性，抗淡水、海水和硫酸盐侵蚀能力较强，这是因为矿渣水泥石中的游离氢氧化钙以及铝酸盐含量较少，宜用于水工和海港工程。另外，矿渣水泥的水化热较低，具有较好的耐热性，可用于大体积混凝土工程或耐热混凝土工程。

(4) 火山灰水泥

火山灰水泥强度发展与矿渣水泥相似，早期发展慢，后期发展较快。后期强度增长是由于混合材中的活性氧化物与氢氧化钙作用形成比硅酸盐水泥更多的水化硅酸钙凝胶所致。环境条件对

其强度发展影响显著，环境温度低，凝结、硬化显著变慢；在干燥环境中，强度停止增长，且容易出现干缩裂缝，所以不宜用于冬期施工。

与矿渣水泥相似，火山灰水泥石中游离氢氧化钙含量低，也具有较高的抗硫酸盐侵蚀的性能。在酸性水中，特别是碳酸水中，火山灰水泥的抗蚀性较差，在大气中CO2的长期作用下水化产物会分解，而使水泥石结构遭到破坏，因而这种水泥的抗大气稳定性较差。

火山灰水泥的需水量和泌水性与所掺混合材的种类有关，采用硬质混合材如凝灰岩时， 则需水量与硅酸盐水泥相近，而采用软质混合材如硅藻土等时，则需水量较大、泌水性较小，但收缩变形较大。

(5) 粉煤灰水泥

粉煤灰球形玻璃体颗粒表面比较致密且活性较低，不易水化，故粉煤灰水泥水化硬化比较慢，早期强度较低，但后期强度可以赶上甚至超过普通水泥。

由于粉煤灰颗粒的结构比较致密，内比表面积小，而且含有球状玻璃体颗粒，其需水量小，配制成的砂浆、混凝土和易性好，因此该水泥的干缩性小，抗裂性较好。但粉煤灰水泥泌水较快，易引起失水裂缝，因此在混凝土和砂浆凝结期间宜适当增加抹面次数。在硬化早期还宜加强养护，以保证混凝土和砂浆强度的正常发展。

粉煤灰水泥水化热低，抗硫酸盐侵蚀能力较强，但次于矿渣水泥，适用于水工和海港工程。粉煤灰水泥抗碳化能力差，抗冻性较差。

(6) 复合水泥

复合水泥的特性取决于其所掺混合材料的种类、掺量及相对比例，与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥有不同程度的相似之处，其适用范围可根据其掺入的混合材种类，参照其他混合材水泥适用范围选用。

(7) 铝酸盐水泥

铝酸盐水泥是以矾土和石灰石作为主要原料，按适当比例配合后进行烧结或熔融， 再经粉磨而成，也称为高铝水泥或矾土水泥。

铝酸盐水泥具有硬化迅速、水泥石结构比较致密、强度发展很快、晶型转化会引起后期强度下降等特点。铝酸盐水泥的最大特点是早期强度增长速度极快，24h即可达到其极限强度的80%左右，Al2O3含量越高，凝固速度越快，早期强度越高。但铝酸盐水泥硬化时放热量大、放热速度极快，1d放热量即可达到总量的70%～80%，而硅酸盐水泥要放出同样的热量则需7d。因此，铝酸盐水泥不适于大体积工程，但比较适合于低温环境和冬期施工。另外，铝酸盐水泥还具有较好的抗硫酸盐性能、耐高温的特性。

由于铝酸盐水泥具有的这些特点，常被用来配制要求具有早强快硬的材料，如自流平砂浆、灌浆砂浆、快速修补砂浆、堵漏剂等。

(8) 硫铝酸盐水泥

硫铝酸盐水泥是以铝质原料（如矾土）、石灰质原料（如石灰石）和石膏，按适当比例配合后，煅烧成含有适量无水硫铝酸钙的熟料，再掺适量石膏，共同磨细而成。

硫铝酸盐水泥凝结时间很快，水泥硬化也快，早期强度高，其抗硫酸盐侵蚀能力强，抗渗性好。但硫铝酸盐水泥水化放热量大，适宜于冬期施工。

每一品种的水泥都有其不同的性能。在预拌砂浆中应用时，要考虑到水泥性能的稳定性，一般要选用较大型的水泥企业，并应根据不同的预拌砂浆品种，选用不同种类的水泥，从而达到更好的适应性和经济性。

2.1.2 石膏

石膏是一种气硬性胶凝材料，由天然二水石膏(CaSO4·2H2O)脱水形成半水石膏。由于加热条件不同，半水石膏可形成α型和β型两种不同的形态。若将二水石膏置于具0.13MPa、124℃的过饱和蒸汽条件下蒸炼脱水，脱出的水是液体，则得到α型半水石膏，也称为高强石膏。其晶粒较粗，调制成可塑性浆体的需水量较小，凝结时间较慢，硬化后强度较高。若将二水石膏置于炉窑中煅烧，脱出的水是水蒸气，则得到β型半水石膏，也称建筑石膏。其晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，凝结时间较快，硬化后强度较低。建筑

石膏是一种白色粉末，密度约为2.60～2.75g/cm，堆积密度为800～1000kg/m。

3

3

建筑石膏与水拌和后，可调制成可塑性浆体，经过一段时间反应后，将失去塑性， 并凝结硬化成具有一定强度的固体。半水石膏加水后进行下面的化学反应：

CaSO4.2H2O+12H2O11CaSO4.2H2O+Q （2-1）

半水石膏加水后发生溶解，生成不稳定的饱和溶液，溶液中的半水石膏水化后生成二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度比半水石膏小得多，所以半水石膏的饱和溶液对二水石膏来说就成了过饱和溶液。因此，二水石膏很快析晶。由于二水石膏的析出，破坏了原有半水石膏溶解的平衡状态，这样促进了半水石膏不断地溶解和水化，直到半水石膏完全溶解。在这个过程中，浆体中的游离水分逐渐减少，二水石膏胶体微粒不断增加，浆体稠度增大，可塑性逐渐降低，即“凝结”；随着浆体继续变稠，胶体微粒逐渐凝聚成为晶体，晶体逐渐长大、共生并相互交错，使浆体产生强度，并不断增长，即“硬化”。实际上，石膏的凝结

和硬化是一个连续的、复杂的物理化学变化过程。

图2-1 不同种类石膏间的转化

建筑石膏是二水石膏在一定温度下加热脱水并磨细制成，其以β型半水石膏为主要组成。

建筑石膏密度通常为2500?2700kg/m3，初凝时间不小于6min，终凝时间不大于30min。建筑石膏的细度高，虽能加速半水石膏的水化速度，但是同时也增加石膏的标准稠度需水量，将引起石膏硬化体的孔隙率增加。因此石膏细度提高并不能大幅度地提高其本身的强度。

高强石膏是二水石膏在加压蒸汽热处理条件下形成半水石膏,经干燥磨细而制成。高强石膏的密度通常为2600~2800 kg/m3。高强石膏的细度要求，0.8mm筛的筛余不大于2%，0.2mm筛的筛余不大于8%。初凝时间不早于3min，终凝时间不早于5 min，不迟于30min。建筑石膏和高强石膏凝结硬化快，常使用缓凝剂延长凝结时间。

建筑石膏广泛用于配制石膏抹面灰浆和制作各种石膏制品。高强石膏适用于强度要求较高的抹灰工程和石膏制品。我国目前生产的主要有纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏亭板、石膏砌块和装饰石膏制品等。

2.1.3 石灰

石灰是一种气硬性胶凝材料，是将以CaCO3为主要成分的原料(如石灰石)，经过适当的煅烧，分解和排出二氧化碳所得到的成品，其主要成分是CaO。通常根据加工方法，将石灰分成以下几种：

(1)块状生石灰：由原料煅烧而成的白色疏松结构的块状物，主要成分为CaO。 (2)磨细生石灰：由块状生石灰磨细而成的细粉，主要成分为CaO。

(3)消石灰（也称熟石灰）：将生石灰用适量的水经消化和干燥制成的粉末，主要成分为Ca(OH)2。

(4)石灰膏：将生石灰用过量水（约为生石灰体积的3～4倍）消化，或将消石灰与水拌和，所得具有一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水。

生石灰是一种白色或灰色的块状物质，因石灰原料中常含有一些碳酸镁成分，所以经煅烧生成的生石灰中，也相应含MgO的成分。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库预拌砂浆生产原料及选用在线全文阅读。