随着城市化的进程以及对环境保护的关注日益加强, 现场搅拌砼被逐渐禁止,
发展干混砂浆和商品砼将成为必然的趋势。
干混砂浆是将水泥、砂、矿化粉、聚合物添加剂等在干燥状态下预混,
并以干粉料形式包装的一类砂浆。工程施工时只需加水拌合即可使用, 且有质量保证。
干混砂浆,包括普通水泥砂浆、聚合物水泥砂浆、特种功能砂浆和快速修补砂浆等。其中普通水泥砂浆是由胶凝材料、骨料(干砂)、矿物掺和料(主要为粉煤灰)、外加剂等材料组成;聚合物水泥砂浆是由水泥、石英砂、聚合物和添加剂组成;特种功能砂浆是由特种水泥、砂子、添加剂及按功能要求配置的材料组成;快速修补砂浆是由普通水泥、促凝剂、早强剂、粘结剂、砂子等材料组成。它们分别按不同要求、不同级别、不同用途、经配料、计量、搅拌、混合、散装或包装成为产品。散装干粉砂浆可运到混凝土搅拌站,按要求加水搅拌成为商品砂浆(或预拌砂浆)。袋装干粉砂浆可运到建筑施工现场,作业时只要按一定比例加水即可成为专用砂浆材料。这些干粉砂浆具有比较强的技术优势。
干粉砂浆质量既依赖于化学添加剂,又依赖于正确选择无机矿物外加剂。其配方组成必须研究砂浆拌和物的凝固硬化过程。当前已广泛应用的矿物外加剂有粉煤灰、矿渣微粒、石灰石粉、硅灰、珍珠岩等。矿物外加剂的某些重要性质必须详细研究,例如矿物外加剂使化学添加剂过量消耗问题。矿物外加剂中对于破坏粘结剂性能的杂质应尽量少。矿物外加剂的活性成分改变水泥的水化和硬化机理,会导致不能控制的收缩和膨胀。我国正在制定矿物外加剂的国家标准。目前最常用的矿物外加剂就是粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉和硅粉等材料。
1、粉煤灰
由于粉煤灰本身的固有惰性性质,使掺加粉煤灰的砂浆具有早期强度低,后期强度持续增长的特点，因此在有早强需要时可以在砂浆中掺加适宜的激发剂。
粉煤灰干混砂浆早期收缩较大,到28 天基本趋于稳定，为避免早期收缩产生的开裂，应加入适当纤维减少开裂的风险。
随着粉煤灰掺量的增加,干粉砂浆的凝结时间延长，应加入促凝剂。由于粉煤灰中含有炭粒，有的甚至超过10%，由于炭的吸附作用，降低其它化学外加剂发挥作用，砂浆表现为和易性差，用水量高，性能达不到标准要求。因此干混砂浆一定要选择含炭量低的粉煤灰。
2、矿渣微粉
矿渣微粉是将矿渣磨细比表面积达400m2/kg的矿渣,其活性与其比表面积密切相关。单掺矿渣微粉的砂浆有泌水现象,一般与减水剂或有保水作用的外加剂混掺。矿渣和减水剂共同作用可使新拌砂浆的含气量、硬化砂浆的孔隙率达到最低,硬化砂浆的体积密度达到最大,同时使砂浆的吸水率明显降低。抗冻性和抗渗性都有所提高。
3、石灰石粉
我国石灰石资源很丰富,有效地应用石灰石矿物外加剂,有着积极的社会效益。可以替代一部分水泥。掺石灰石粉的砂浆随着其替代水泥量的减少,强度提高,砂浆的和易性变好,一般合理掺量为5%～10%。石灰石粉与其它磨细矿物外加剂一样,对水泥颗粒有一定的分散作用,致使水泥颗粒的絮凝结构难以形成,从而改善了砂浆的和易性。掺适量的石灰石粉替代水泥后,其强度超过纯水泥砂浆的强度,这是石灰石粉的物理、化学作用的共同结果。有人通过电子显微镜观察到CaCO3表面长满了水化产物,可以认为石灰石粉起着微晶和催化的作用,使大量水化产物生长在其表面,降低了溶液中的离子浓度,加速了C3S颗粒表面的离子向溶液中的迁移,使C3S 的水化速度提高。而一部分CaCO3 的“消失”,证实了CaCO3通过参与化学反应而对砂浆的强度产生贡献。有试验表明石灰石粉与矿渣微粉共掺时,可以改善矿渣微粉的泌水缺陷,随着石灰石粉替代矿渣微粉的比例增加,砂浆的泌水量明显降低,石灰石粉与矿渣微粉的比例为4∶1时,砂浆已没有泌水现象。同样石灰石粉与矿渣微粉共掺时,也表现出对强度极有利的复合效果。
4、硅粉
硅粉是冶炼工业硅、铁硅或其他硅合金过程中的废气,经冷凝收集而得的副产品。硅粉的平均粒径比水泥颗粒小50～100倍;主要化学成分是活性很高的无定形SiO2,SiO2的质量分数约为92%(普通水泥SiO2 约为21% )。
在砂浆中掺和极细的硅粉后,其组成结构发展为水泥的空隙由硅粉填充,
所以砂浆更为致密。另外硅粉中的无定形SiO2能与水泥水化反应后放出的Ca(OH)2发生二次反应生成CSH凝胶,CSH凝胶优于粗大而多孔的Ca(OH)2晶体,从而改善了砂浆的孔隙结构和界面结构。
硅粉的微粒填充及火山灰反应使硅粉砂浆具有普通砂浆无法比拟的优越性,
其力学性能、抗冲磨、粘结、抗渗、抗冻等诸多性能得以改善。
需要注意的是硅粉颗粒极细且吸水性强, 特别是早期收缩大,
极易产生龟裂。总之，干混砂浆中可以应用大量的矿物材料，用以改善砂浆某些性能。另外还有很多的矿物材料等待去认识和应用。
发展干混砂浆和商品砼将成为必然的趋势。
干混砂浆是将水泥、砂、矿化粉、聚合物添加剂等在干燥状态下预混,
并以干粉料形式包装的一类砂浆。工程施工时只需加水拌合即可使用, 且有质量保证。
干混砂浆,包括普通水泥砂浆、聚合物水泥砂浆、特种功能砂浆和快速修补砂浆等。其中普通水泥砂浆是由胶凝材料、骨料(干砂)、矿物掺和料(主要为粉煤灰)、外加剂等材料组成;聚合物水泥砂浆是由水泥、石英砂、聚合物和添加剂组成;特种功能砂浆是由特种水泥、砂子、添加剂及按功能要求配置的材料组成;快速修补砂浆是由普通水泥、促凝剂、早强剂、粘结剂、砂子等材料组成。它们分别按不同要求、不同级别、不同用途、经配料、计量、搅拌、混合、散装或包装成为产品。散装干粉砂浆可运到混凝土搅拌站,按要求加水搅拌成为商品砂浆(或预拌砂浆)。袋装干粉砂浆可运到建筑施工现场,作业时只要按一定比例加水即可成为专用砂浆材料。这些干粉砂浆具有比较强的技术优势。
干粉砂浆质量既依赖于化学添加剂,又依赖于正确选择无机矿物外加剂。其配方组成必须研究砂浆拌和物的凝固硬化过程。当前已广泛应用的矿物外加剂有粉煤灰、矿渣微粒、石灰石粉、硅灰、珍珠岩等。矿物外加剂的某些重要性质必须详细研究,例如矿物外加剂使化学添加剂过量消耗问题。矿物外加剂中对于破坏粘结剂性能的杂质应尽量少。矿物外加剂的活性成分改变水泥的水化和硬化机理,会导致不能控制的收缩和膨胀。我国正在制定矿物外加剂的国家标准。目前最常用的矿物外加剂就是粉煤灰、矿渣微粉、石灰石粉和硅粉等材料。
1、粉煤灰
由于粉煤灰本身的固有惰性性质,使掺加粉煤灰的砂浆具有早期强度低,后期强度持续增长的特点，因此在有早强需要时可以在砂浆中掺加适宜的激发剂。
粉煤灰干混砂浆早期收缩较大,到28 天基本趋于稳定，为避免早期收缩产生的开裂，应加入适当纤维减少开裂的风险。
随着粉煤灰掺量的增加,干粉砂浆的凝结时间延长，应加入促凝剂。由于粉煤灰中含有炭粒，有的甚至超过10%，由于炭的吸附作用，降低其它化学外加剂发挥作用，砂浆表现为和易性差，用水量高，性能达不到标准要求。因此干混砂浆一定要选择含炭量低的粉煤灰。
2、矿渣微粉
矿渣微粉是将矿渣磨细比表面积达400m2/kg的矿渣,其活性与其比表面积密切相关。单掺矿渣微粉的砂浆有泌水现象,一般与减水剂或有保水作用的外加剂混掺。矿渣和减水剂共同作用可使新拌砂浆的含气量、硬化砂浆的孔隙率达到最低,硬化砂浆的体积密度达到最大,同时使砂浆的吸水率明显降低。抗冻性和抗渗性都有所提高。
3、石灰石粉
我国石灰石资源很丰富,有效地应用石灰石矿物外加剂,有着积极的社会效益。可以替代一部分水泥。掺石灰石粉的砂浆随着其替代水泥量的减少,强度提高,砂浆的和易性变好,一般合理掺量为5%～10%。石灰石粉与其它磨细矿物外加剂一样,对水泥颗粒有一定的分散作用,致使水泥颗粒的絮凝结构难以形成,从而改善了砂浆的和易性。掺适量的石灰石粉替代水泥后,其强度超过纯水泥砂浆的强度,这是石灰石粉的物理、化学作用的共同结果。有人通过电子显微镜观察到CaCO3表面长满了水化产物,可以认为石灰石粉起着微晶和催化的作用,使大量水化产物生长在其表面,降低了溶液中的离子浓度,加速了C3S颗粒表面的离子向溶液中的迁移,使C3S 的水化速度提高。而一部分CaCO3 的“消失”,证实了CaCO3通过参与化学反应而对砂浆的强度产生贡献。有试验表明石灰石粉与矿渣微粉共掺时,可以改善矿渣微粉的泌水缺陷,随着石灰石粉替代矿渣微粉的比例增加,砂浆的泌水量明显降低,石灰石粉与矿渣微粉的比例为4∶1时,砂浆已没有泌水现象。同样石灰石粉与矿渣微粉共掺时,也表现出对强度极有利的复合效果。
4、硅粉
硅粉是冶炼工业硅、铁硅或其他硅合金过程中的废气,经冷凝收集而得的副产品。硅粉的平均粒径比水泥颗粒小50～100倍;主要化学成分是活性很高的无定形SiO2,SiO2的质量分数约为92%(普通水泥SiO2 约为21% )。
在砂浆中掺和极细的硅粉后,其组成结构发展为水泥的空隙由硅粉填充,
所以砂浆更为致密。另外硅粉中的无定形SiO2能与水泥水化反应后放出的Ca(OH)2发生二次反应生成CSH凝胶,CSH凝胶优于粗大而多孔的Ca(OH)2晶体,从而改善了砂浆的孔隙结构和界面结构。
硅粉的微粒填充及火山灰反应使硅粉砂浆具有普通砂浆无法比拟的优越性,
其力学性能、抗冲磨、粘结、抗渗、抗冻等诸多性能得以改善。
需要注意的是硅粉颗粒极细且吸水性强, 特别是早期收缩大,
极易产生龟裂。总之，干混砂浆中可以应用大量的矿物材料，用以改善砂浆某些性能。另外还有很多的矿物材料等待去认识和应用。