现场拌制砂浆存在污染环境、生产效率低、计量困难、质量不稳定等缺点。随着建筑业的迅猛发展,可利用河砂越来越少,资源短缺问题逐渐显露,而且大量开采河砂严重影响了河道的安全性。因此,砂浆的生产方式以及原料选择的改革成为必然,新型环保型干粉砂浆的开发势在必行。
采用生态型胶凝材料取代传统的普通硅酸盐水泥,用尾矿部分取代河砂,同时开发复合保水增稠剂,成功制备了新型环保型干粉砂浆。开发的产品大量利用固体废弃物资源,同时减少了二氧化碳的排放和河砂资源的消耗,保护了生态环境。
综合尾矿砂浆需水量大和干收缩严重等特点,河北中科环保有限公司自主开发了以改性膨润土为主,辅之以萘系减水剂和高分子材料的专用保水增稠剂SK,其保水增稠的效果明显,还能调节体系用水量,降低产品的干收缩率,有效提高产品的综合性能。表3的数据证明SK的不同加量对砂浆保水率和强度的影响(固定砂浆配比为生态型胶凝材料∶尾矿∶粗河砂=1∶3∶1, SK加量为水泥的百分比)。
结果说明:砂浆保水率随SK加量的增加而增长,当SK加量在1%时,砂浆强度达到峰值,分层度也达到了理想的水平, SK继续增加,强度有下降趋势。
骨料的合理颗粒级配有利于水泥浆水化产物的形成,从而保证砂浆的综合性能。表4为保持水泥和骨料的比例为∶4,添加1%的SK,骨料的不同细度级配对砂浆性能的影响规律。
结果表明,随着尾矿砂浆骨料中粗砂比例的增加,砂浆强度呈增加趋势。粗尾矿代替河砂制备的砂浆产品与河砂制备的砂浆产品性能指标接近。因此,尾矿合理筛分或部分代替河砂用于砂浆具有实际的应用意义。
干收缩试验是测定砂浆试块在(20±3)℃,湿度60%以上的养护条件下,不受外力作用时不同龄期的试块长度与其成型7d后的试块初始长度比较的变化率。
实验结果可以看出,尾矿经筛分后代替河砂或尾矿部分代替河砂制备的生态型砂浆干收缩都是值各龄期均比传统的硅酸盐水泥砂浆低,甚至后期略显膨胀,是因为掺加的保水增稠助剂SK中膨润土吸水后体积膨胀,部分补偿了砂浆的干燥收缩。三组试块的干收缩率在各龄期均小于标准中0. 05%的要求,满足工程施工的需求。
利用粉煤灰、矿渣制备新型生态型胶凝材料代替普通硅酸盐水泥、利用矿山尾矿部分代替河砂,添加专用保水增稠助剂开发的系列干粉砂浆产品,各项性能指标符合标准DBJ/T01-73-2003《干拌砂浆应用技术规程》的要求,固体废弃物利用率高达70% ~90%,节约了资源,具有很好的经济效益、社会效益和环保效益。