淺析預(yù)拌砂漿質(zhì)量及粉化泛堿成因

  一、生產(chǎn)過程與質(zhì)量控制

  多數(shù)預(yù)拌砂漿生產(chǎn)企業(yè)的從業(yè)人員，經(jīng)過半年以上的試生產(chǎn)，基本上都能熟練操作制砂、烘砂、攪拌混合設(shè)備及“發(fā)散”、包裝設(shè)備和電子計(jì)量、微機(jī)控制設(shè)備，使細(xì)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(zhǔn)確計(jì)量并混合均勻。

  然而，某省建材質(zhì)檢部門對(duì)轄區(qū)內(nèi)近50家生產(chǎn)企業(yè)的砂漿產(chǎn)品進(jìn)行抽樣和統(tǒng)計(jì)表明，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的砂漿質(zhì)量(砂漿強(qiáng)度)波動(dòng)較大，28天抗壓強(qiáng)度超強(qiáng)度等級(jí)的達(dá)+48.2%，低于強(qiáng)度等級(jí)的達(dá)-42%，砂漿強(qiáng)度正負(fù)偏差過大，造成嚴(yán)重質(zhì)量問題。究其原因有：

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

  2.沒有有效實(shí)施ISO19001質(zhì)量管理體系。半數(shù)以上的企業(yè)沒有通過企業(yè)質(zhì)量管理體系認(rèn)證，通過認(rèn)證的企業(yè)沒能真正組織實(shí)施。事實(shí)上，企業(yè)質(zhì)量管理體系的建立、維護(hù)是十分有利于砂漿企業(yè)的生產(chǎn)過程和質(zhì)量控制的。例如：按照企業(yè)質(zhì)量管理體系要求，生產(chǎn)部門可制定質(zhì)量控制點(diǎn)，確定質(zhì)量控制項(xiàng)目、控制指標(biāo)、控制頻次，建立數(shù)據(jù)分析、調(diào)控機(jī)制，不斷改進(jìn)并提高砂漿產(chǎn)品質(zhì)量。我們可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的分析，來獲得所要的效果。尋找主要影響因素、確定有效對(duì)策、采取針對(duì)性的措施，解決存在的問題，逐步規(guī)范、形成制度。通過進(jìn)一步的完善并依次循環(huán)，使各個(gè)崗位從業(yè)人員形成習(xí)慣并自覺履行職責(zé)。

  實(shí)驗(yàn)室的物理檢測(cè)工、實(shí)驗(yàn)室主管，則必須經(jīng)過崗位培訓(xùn)，熟練掌握各種儀器、設(shè)備的操作性能和操作方法，對(duì)砂漿生產(chǎn)用的各批次膠凝材料、細(xì)骨料、摻合料、外加劑和砂漿配合比進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)，找出內(nèi)在規(guī)律，掌握應(yīng)變要領(lǐng)，最終將砂漿的產(chǎn)品質(zhì)量控制好。

  二、原料選用與質(zhì)量控制

  筆者認(rèn)為，生產(chǎn)砂漿所用的原材料應(yīng)具有良好的適用性，滿足如下十項(xiàng)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(jīng)濟(jì)性;砂漿產(chǎn)品則應(yīng)具有良好的實(shí)用性，滿足如下兩項(xiàng)性能要求：

  1.國(guó)標(biāo)要求的各項(xiàng)質(zhì)量“顯性”指標(biāo)。

  2.國(guó)標(biāo)要求以外的各項(xiàng)質(zhì)量“隱性”指標(biāo)。

  在砂漿的生產(chǎn)中，正確選用四類構(gòu)成干粉砂漿的原輔材料非常重要，是控制砂漿質(zhì)量的關(guān)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(fù)合水泥等。這些水泥均適用生產(chǎn)預(yù)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(yù)拌砂漿的生產(chǎn)。

  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(xì)，經(jīng)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(xì)，制成硅酸鹽系列水泥(工藝俗稱“兩磨一燒”)。

  水泥的凝結(jié)和硬化，是在水泥加水后，熟料礦物與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成一系列的新化合物，并同時(shí)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(yīng)生成含水鋁酸鈣和含水鐵酸鈣。

  為調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)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(jié)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(chǎn)物。這些水化產(chǎn)物，決定了水泥具有的一系列特性。砂漿企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室物理檢測(cè)人員，必須了解并熟悉不同品種、不同標(biāo)號(hào)水泥的特性，來把握每批次進(jìn)廠水泥的質(zhì)量。

  黃砂的選用：按化學(xué)成分分類，分為硅質(zhì)砂、鈣質(zhì)砂、鎂質(zhì)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(zhì)量。筆者主要闡述機(jī)制砂的問題。

  機(jī)制(人工)砂是由機(jī)械破碎、篩分而成的。顆粒形狀粗糙、尖銳、多棱角。通常采用機(jī)制砂配制的砂漿砂率比河砂配制的砂漿砂率要大。機(jī)制砂顆粒內(nèi)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(jī)制砂配制的砂漿與河砂砂漿有較大的差異。

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  機(jī)制砂與河砂相比，由于有一定數(shù)量的石粉，使得機(jī)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(qiáng)度。

  石灰?guī)r破碎制成的機(jī)制砂，其主要成分為碳酸鈣。高濃度的氫氧化鈣使其表面會(huì)發(fā)生微弱的化學(xué)反應(yīng)。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(yīng)。機(jī)制砂質(zhì)地堅(jiān)硬、界面新鮮、表面粗糙、多棱角，有助于界面黏結(jié)強(qiáng)度的提高是它的優(yōu)點(diǎn)。通常情況下，0.08mm以下的石粉可與水泥熟料反應(yīng)生成水化碳鋁酸鈣。石粉在水泥水化反應(yīng)中起到晶核作用，能誘導(dǎo)水泥水化產(chǎn)物析出晶體，加速水泥水化并參與反應(yīng)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(zhuǎn)化，因而具有增強(qiáng)作用。

  然而，當(dāng)石粉含量大于20%時(shí)，由于顆粒級(jí)配不合理，則使砂漿密實(shí)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(jié)作用)。在水泥含量不變時(shí)，過多的石粉使水泥漿強(qiáng)度降低，進(jìn)而使砂漿強(qiáng)度減小，這是它的缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，機(jī)制砂中石粉的含量應(yīng)控制在10%～15%之間為最佳。

  機(jī)制砂中石粉除了具有作為微細(xì)集料的填充效應(yīng)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(huì)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(yīng)，生成穩(wěn)定的硅酸鈣水化物凝膠及水化鋁酸鈣。促進(jìn)了水泥的水化，又消耗了Ca(OH)₂，并使SiO₂和Ca(OH)₂反應(yīng)后的晶體顆粒微細(xì)化，從而有利于砂漿界面黏結(jié)性能的提高。

  因此，砂漿生產(chǎn)企業(yè)在采用機(jī)制砂生產(chǎn)普通預(yù)拌砂漿時(shí)，應(yīng)視情況控制好砂內(nèi)石粉的含量。如遇石粉含量較高時(shí)，可采取摻混部分天然砂(河砂)的措施來改善骨料級(jí)配，以生產(chǎn)出合格的預(yù)拌砂漿產(chǎn)品，確保工程質(zhì)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(zhì)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(chǎn)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(xì)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(yīng)經(jīng)化驗(yàn)、檢測(cè)并做試驗(yàn)再批量采用。

  保水增稠外加劑的選用：干粉砂漿生產(chǎn)中，為使砂漿的和易性、保水性、黏稠度適應(yīng)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(jiǎn)析

  近年來，預(yù)拌砂漿發(fā)展速度加快，形勢(shì)趨好。然各種空鼓、開裂、粉化、泛堿等砂漿質(zhì)量問題也非鮮見。實(shí)踐表明，出現(xiàn)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(chǎn)生的開裂現(xiàn)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(chǎn)生收縮應(yīng)力。當(dāng)收縮應(yīng)力大于砂漿自身的黏結(jié)力(強(qiáng)度)時(shí)，表面產(chǎn)生裂縫。

  塑性開裂形成的裂紋一般都比較粗且裂縫長(zhǎng)度較短。

  砂漿干縮開裂：干縮開裂是指砂漿在硬化后產(chǎn)生的開裂現(xiàn)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(chǎn)生裂縫。它經(jīng)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(xì)且裂縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)。

  硬化砂漿空鼓、開裂的主要成因：

  原輔材料因素：砂級(jí)配不科學(xué)或含泥量大;摻合料質(zhì)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(hù)因素：施工環(huán)境溫度高或風(fēng)速過大;新拌砂漿用水過量砂漿過稀;砂漿密度強(qiáng)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(hù)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(xì)或石粉多;粉煤灰、礦粉活性差或摻量大。

  砂漿泛堿因素：級(jí)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(yīng)的技術(shù)和措施來解決存在的問題，但是“經(jīng)驗(yàn)不足、教訓(xùn)不少”是很多砂漿企業(yè)目前存在的普遍情況，委實(shí)不容樂觀。