机制砂中石粉部分替代水泥对干混砂浆强度的影响研究

推广干混砂浆的广泛应用起到了积极作用。目前，我国经济发展 较快的长三角、珠三角和环渤海地区也是干混砂浆发展最快的 地区，80%以上的预拌砂浆企业集中于此[4]。由于干混砂浆在种 类、品质、效率、经济、节能减排和环保利废等诸多方面的优越 性，其应用范围逐渐扩展，相应研究也逐步扩大，包括：砌筑砂 浆[5]、瓷砖黏结剂[6-8]、勾缝剂[9]、腻子[10-11]、自流平砂浆[12]、混凝土 修补砂浆[13]、干混保温砂浆[14]、外保温系统专用砂浆[15-16]、装饰砂 浆[17]等。但以上研究均是对天然砂干混砂浆而言的，对机制砂干 混砂浆的研究还鲜有报道。由于开采天然砂不仅消耗了大量的 资源，而且严重地破坏了生态环境，机制砂可以利用矿山尾矿 作原料让尾矿石变废为宝，不但保护地方资源和环境，还可有 效解决尾矿污染问题。
1.1 原材料性能测试
试验选用的机制砂为山东凝易固砂浆科技有限公司生产
的机制砂，机制砂为 2 区级配，MB 值为 0.9（<1.4），机制砂主要
性能指标如表 1 所示。试验选用的水泥为山东山铝水泥有限公
司生产的 P·O 42.5 级水泥，水泥的主要性能指标见表 2。
表 1 砂的主要性能指标
项目
堆积密度 表观密度 含泥量 细度 石粉含量
2011 年 第 11 期（ 总 第 265 期） Number 11 in 2011（Total No.265）
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2011.11.036
混
凝
土
Concrete
预拌砂浆 READY MIXED MORTAR
机制砂中石粉部分替代水泥对干混砂浆强度的 影响研究
究也越来越多，但研究主要集中在天然砂配制的干混砂浆上，对机制砂干混砂浆的研究还很少。通过室内试验，研究了机制砂中石粉部分
代替水泥对干混砂浆的密度、分层度和抗压强度等性能的影响。研究表明：各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆的密度随石粉替代水泥的替
代率的变化趋势为先增大后减小，当石粉替代率为 30%时达到峰值；其抗压强度和抗折强度随石粉替代率的增加而降低，当替代率达到
15
2 198.0 2.44 3.60 9.90 13.80
30
2 199.0 2.03 2.93 7.80 10.90
45
2 197.0 1.29 1.73 5.60 7.20
60
2 196.5 0.25 1.37 3.50 4.60
2.2 试验结果分析
2.2.1 对密度的影响 由上述试验结果，可绘出各强度等级的机制砂砌筑干混砂
浆在石粉部分替代水泥的不同替代率下的密度变化曲线图如 图 1 所示。
·116·
强度 等级 M5
M10
M15
M30
表 4 机制砂干混砂浆的性能指标
替代率
密度 抗折强度 /MPa 抗压强度 /MPa
/%
（/ kg/m3） 7 d 28 d
7d
28 d
0
2 159.5 0.80 1.76 5.10 7.10
15
2 168.0 0.75 1.48 3.90 5.60
30
2 174.5 0.63 1.13 3.30 4.90
45
2 169.0 0.25 0.25 2.20 3.30
60
2 164.5 0.24 0.21 1.90 2.20
0
2 178.5 2.20 3.25 8.10 13.00பைடு நூலகம்
15
2 181.5 1.87 2.57 7.23 9.80
30
2 189.0 1.31 1.98 5.55 7.80
45
2 189.0 0.29 1.02 3.39 4.40
60
2 185.0 0.22 0.25 2.30 2.45
0
2 191.0 3.08 4.30 14.10 19.10
由于机制砂在生产过程中级配可控，可以很好的控制其石 粉含量，而石粉部分代替水泥可改善砂浆的和易性，使砂浆的
·115·
性能得到一定程度的改善；同时，石粉部分替代水泥可以减少 成本、保护环境、节约资源。因此，研究石粉部分替代水泥对机 制砂干混砂浆强度的影响具有重要的经济价值和良好的社会 效益。
1 试验方案
LIU Gui-feng 1a，CHEN Xue-xing 1b，MA Jian 2 （1a. School of Architecture Engineering；b. Teaching Affairs Department，Shandong University of Technology，Zibo 255049，China；
0 引言
随着现代建设工业的发展和人们对居住环境的日益关注， 以及建筑工业对建筑工艺要求的不断提高，建筑工程对建筑砂 浆的强度、功能性等提出了更高的要求，传统砂浆由于种种缺 陷而无法满足现代建筑的要求。干混砂浆作为一种新型绿色建 筑材料，由于其具有节约资源、保护环境、确保建筑工程质量、 实现资源再利用等方面的优良性能，克服了传统砂浆现场搅拌 扬尘多、噪音大、施工质量难以保证的缺点[1-2]，已逐步被人们认 知和重视。它的发展不仅体现了国家实现节能减排的战略方 针，而且也是促进发展循环经济的重要举措。2007 年 7 月商务部 发布了全国 127 个城市分三批强制实行砂浆禁止现场搅拌的 规定；2008 年 7 月 1 日起又在全国 35 个重点城市的城区禁止 现场搅拌砂浆；2009 年在更大的范围强制推行干粉砂浆[3]；这对 收稿日期：2011-05-27 基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2009FM020）
表 3 各强度等级的石粉替代量
强度
石粉替代量 /g
基准配合比 砂
等级 0 15% 30% 45% 60% （C/S）
/g
M5 0 204.6 409.2 613.8 818.4
1∶10 13 636.0
M10 0 250.0 500.0 750.2 1 000.2
1∶80
13 333.0
M15 0 321.4 624.9 964.3 1 285.7
2. Zibo Taishan Construction Project Management Co.，Ltd.，Zibo 255035，China）
Ab s tra ct: In recent years，dry-mixed mortar has been rapidly developed since it has the excellent properties of saving resources，protecting the environment，ensuring the quality of construction projects and so on.More and more people started to research dry-mixed mortar，but people's research on it mainly focused on the varieties and performance of dry-mixed mortar with natural sand，and little researches on dry-mixed mortar with manufactured-sand were carried out.Stone powder partial replacement of cement to the influence of performance for masonry dry-mixed mortar with manufactured-sand was investigated in this study，according to the content of stone powder in manufactured-sand was controllable during the manufacturing process of sand.The test results showed that the density of masonry dry-mixed mortar with manufactured-sand first increased and then decreased with the increasing of stone powder replacement rate of cement in all strength grade mortar （M5，M10，M15，M30），the density reached to peak value when the replacement rate was 30%.The compressive strength and flexural strength of masonry dry-mixed mortar with manufactured-sand decreased with the increasing of stone powder replacement rate and they all decreased the most obviously when the replacement rate was 30%. Ke y w o rd s : manufactured-sand；stone powder；dry-mixed mortar；compressive strength；flexural strength
1∶60
12 857.1
M30 0 562.5 1 125.0 1 687.5 2 250.0 1∶30 11 250.0
注：水参考稠度确定，稠度标准为（80±3）mm。
2 试验结果及分析
2.1 试验结果
根据上述试验方案及试验步骤，机制砂砌筑干混砂浆 7、28 d 的抗折和抗压强度的测试结果和各物理性能指标的测试结果 列于表 4。
刘桂凤 1a，陈学星 1b，马 建 2 （1. 山东理工大学 a. 建筑工程学院；b. 教务处，山东 淄博 255049；2. 淄博泰山建设项目管理有限公司，山东 淄博 255035）
摘 要： 近年来，干混砂浆由于其具有节约资源、保护环境、确保建筑工程质量等方面的优良性能而得到较快发展，人们对干混砂浆的研
（/ kg/m3） （/ kg/m3）
/%
模数
/%
机制砂 1 470
2 730
0.24 2.78
8.25
表 2 水泥的主要性能指标
细度
凝结时间 /min 安定性 抗压强度 /MPa 抗折强度 /MPa
（0.08 mm 筛余）/% 初凝 终凝（试饼法） 3 d 28 d
3.7
109 173 合格 22.9 46
试验的大体步骤为，先对各设计强度等级下各组替代率的 机制砂砌筑干混砂浆进行配合比试验，确定最终配合比；然后 对砂浆的密度进行测试；最后是对标准养护条件下达到 7、28 d 的砂浆试块进行抗折强度和抗压强度试验。各强度等级及各替 代率下，砂浆各组成材料的质量及配合比如表 3 所示。本试验 方案依据 JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》[18] 进行。
3 d 28 d 4.8 8.7
1.2 砂浆的性能试验
试验的总体方案是，用上述机制砂配制 M5、M10、M15 和 M30 等 4 个强度等级的砌筑干混砂浆，每个强度等级的干混砂 浆分别做 5 组不同替代率的石粉替代水泥的试验，这 5 组替代 率分别为 0、15%、30%、45%、60%。每个强度等级的每组替代率 试验分别做 4 组试块，其中 2 组用于测定 7 d 的抗折强度和抗压 强度，2 组用于测定 28 d 的抗折强度和抗压强度。
30%时，其抗压强度和抗折强度降低的最为明显。
关键词： 机制砂；石粉；干混砂浆；抗压强度；抗折强度
中图分类号： TU528.041
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2011）11-0115-03
S to n e p o w d e r p a rtia l re p la ce m e n t o f ce m e n t to th e in flu e n ce o f p e rfo rm a n ce fo r m a s o n ry d ry- m ixe d m o rta r w ith m a n u fa ctu re d - s a n d