硅铝粉对砂浆（砼）水化热及强度性能影响的研究-中国砂浆网
一、水泥水化热
水泥水化所发出的热量是砂浆（砼）受热温升的主要热流。通过优化砂浆（砼）配合比，减少水泥用量。降低砂浆（砼）水化热温升。推迟热峰时间。是减少砂浆（砼）收缩变形的主要措施之一。现对如何降低水泥水化热做系列实验，水泥水化热按《水工混凝土试验规程》（SD105—82）直接法测定。试验成果见表（1）和图（1）。
表1掺合料对水泥水化热影响
序
号
外加剂
掺合料
水化热
峰值
热峰出现时间
稠化粉(%)
q
(万)
F
(%)
Li
(%)
1d
(j/g)
%
3d
(%)
%
7d
(%)
%
(j/g)
(min)
1
0
0
0
0
214.0
0
248.0
0
263.6
0
179.1
895
2
0.3
0.15
10
15
154.4
72.1
226.0
91.1
258.7
98.1
122.1
1066
3
0.3
0.15
15
15
149.3
70.0
213.8
86.2
247.8
94.0
116.4
1050
由表（1）看出：水泥水化热峰值随着掺合料掺量的增大而降低，热峰值出现时间有明显推迟当“稠化粉0.3%+q0.15/万+F10%+Li15%”时，1d,3d都昌在线网,7d水化热分别下降27.9%，8.9%和1.9%，热峰值降低31.8%，热峰值时间推迟3h左右樊锦霖。当煤灰增值15%李贤智，掺合料总量30%时，1d,3d与魅共舞,7d水泥水化热分别下降30%，13.8%和6%。热峰值降低35.0%。
二、硅铝粉砂浆水化硬化机理
硅铝粉是锂辉石经旋窑1200℃高温煅烧，再用硫酸法提取锂后的熟料经渗滤浸出洗涤后排出残渣。经烘干处理后成硅铝粉，其主要成分是氧化硅、氧化钙，并含有5%左右的三氧化硫，其成分见表（2）
表2掺合料(硅铝粉）主要化学成分和物理性能
成分
含量
成分
含量
成分
含量
Al2O3
18.33%
SiO2
59.99%
Li2O
0.43%
Na2O
0.36%
K2O
0.73%
CaO
4.28%
MgO
0.42%
Fe2O3
0.56%
SO3
5.08%
H2O
1.00%
L.O.I
6.13%
硅铝粉作为砂浆（砼）掺合料，主要特点之一是含有较多的具有较高活性无定形的SiO2和Al2O3异世龙神，活性的二氧化硅和氧化铝与水泥水化放出的氢氧化钙反应生成稳定的硅酸钙水化物（CSH）胶凝及水化铝酸钙。由于消耗了氢氧化钙，又会促进水泥的水化反应。芬妮与亚历山大同时，由于氢氧化钙与硅铝粉中的活性二氧化硅反应，使氢氧化钙的晶体粒细化，有利于砂浆（砼）界面的粘结。硅铝粉另一个特点是含有较多的SO42-，容易与水泥熟料中的C3A及硅铝粉次生的水化铝酸钙遇水溶析的AlO2-和Ca2+化合生成水化硫铝酸钙（3CaO.AL2O3,3CaSO4.31H2O)，也称钙矾石。钙矾石是一种尺寸为几个微米的结晶体，在水泥硬化过程中于胶粒间以辐射状生长。使宏观体产生微膨胀。由于生成一定数量的钙矾石来填充于水泥石的毛细孔或气孔中，并能与纤维状的C-S-H胶凝微晶交织成网络状，使水泥石结构更为致密，因而砂浆（砼）强度和抗渗性能都有较大幅度提高；主要是促进砂浆（砼）28d强度的提高。[NextPage]
三、实验分析
稠度是衡量砂浆流动性的重要指标之一，特别是预拌砂浆的使用，稠度更为重要。它不仅符合《砌体工程施工及验收规范》邓先宇，也与砌体或抹面基面材料有关，及气候状况有关蒙山军，下面将对此做系列实验：采用42.5#普通水泥，砂细度模数1.97，砂浆外加剂为四川格林瑞桑再生资源利用有限公司生产稠化粉，粉粒含量为4.76%，水胶比为0.6%，当流动度适用范围在17～28cm时林志鑫，流动度与沉入度之间关系见实验表格所示：
外加剂
掺合料
回归方程
n
r
沉入度（cm）
稠化粉‰
Q(/万)
F
Li
5.0
6.0
7.0
5
0.25
0
20
C=0.554L-7.343
6
0.9952
22.3
24.1
25.9
5
0.25
0
40
C=0.409L-4.362
6
0.9392
22.9
25.3
27.8
5
0.25
20
40
C=0.430L-4.856
6
0.9389
22.9
25.2
27.6
采用普通水泥425#，袁洁仪江油二级粉煤灰与硅铝粉掺合料及稠化粉复合外加剂，
含气量控制在6%～8%范围。流动度（25±1cm），气温在20摄氏度时，砂浆水胶比与强度回归方程式。
砂浆水胶比与强度关系（表4）R28=0.566Rc(c/w-0.05040)
外加剂
掺合料（%）
回归方程
n
r
Rc=42.5MPa
稠化粉%
Q(/万)
F
Li
0.5
0.6
0.8
1.0
0
0
0
0
R28=0.566Rc(c/w-0.5040)
3
0.9974
32.2
25.0
16.0
10.7
R90=0.677Rc(c/w-0.4537)
3
0.9994
44.5
34.9
22.9
15.7
0
0
0
20
R28=0.510Rc((c+Li)/w-0.569)
3
0.9998
31.0
23.8
14.7
9.3
R90=0.598Rc((c+Li)/w-0.4118)
3
0.9989
40.4
31.9
21.3
14.9
0
0
0
40
R28=0.508Rc((c+Li)/w-0.634)
4
0.9973
29.5
22.3
13.3
7.9
R90=0.518Rc((c+Li)/w-0.463)
4
0.9980
37.9
29.7
19.4
13.2
0
0
0
60
R28=0.447Rc((c+Li)/w-0.706)
/
/
24.8
18.2
10.3
5.6
R90=0.573Rc((c+Li)/w-0.6533)
3
0.9870
32.7
24.6
14.5
8.4
0
0
20
20
R28=0.366Rc((c+Li)/w-0.601)
3
0.9999
21.8
16.6
10.1
6.2
R90=0.590Rc((c+Li)/w-0.694)
3
0.9976
32.7
24.4
19.9
7.6
0
0
20
40
R28=0.303Rc((c+Li)/w-0.558)
3
0.9960
18.6
14.3
8.9
5.7
R90=0.429Rc((c+Li)/w-0.622)
3
0.9973
25.1
19.0
11.4
6.9
03
0.25
40
20
R28=0.284Rc((c+Li)/w-0.635)
3
0.9999
16.5
12.5
7.4
4.4
R90=0.485Rc((c+Li)/w-0.7308)
3
0.9991
26.3
19.7
10.7
5.5
0.3
0.25
0
40
R28=0.397Rc((c+Li)/w-0.5433)
3
0.9999
24.6
19.0
11.9
7.7
R90=0.515Rc((c+Li)/w-0.404)
3
1.0000
34.9
27.6
18.5
13.0
0.3
0.25
20
20
R28=0.370Rc((c+Li)/w-0.638)
3
0.9979
21.4
16.2
9.6
5.7
R90=0.529Rc((c+Li)/w-0.6442)
3
0.9964
30.5
23.0
13.6
8.0
0.3
0.25
20
40
R28=304Rc((c+Li)/w-0.5718)
7
0.9964
18.5
14.2
18.8
5.5
R90=0.44Rc((c+Li)/w-0.6318)
4
0.9995
25.6
19.4
11.6
6.9
0.3
0.25
40
20
R28=0.253Rc((c+Li)/w-0.674)
3
0.9967
14.2
10.7
6.2
3.5
R90=0.444Rc((c+Li)/w-0.721)
3
0.9993
24.1
17.8
10.0
5.3
砂细度模数与砂浆泌水率关系曲线，实验采用普水42.5#，水胶比0.55，采用稠化粉及其他外加剂q与硅铝粉Li40%联掺，控制砂浆流动度流动度为（21±1cm），进行不同细度砂与砂浆泌水关系实验，当细度模数FM在使用范围1.10～2.20之间时，其实验见图2
不同细度砂对砂浆泌水影响（图2）
不同细度砂浆泌水实验表5
序号
外加剂
掺合料
Li
水胶比
细度模数
粉粒含量（%）
泌水量
(g/l)
历时
(min)
泌水速度
(g/(l.h)
泌水率
(%)
稠化粉(%)
q(/万))
1
0.5
0.1
40
0.55
1.13
30.04
64.2
780
4.76
19.55
2
0.5
0.1
40
0.55
1.45
24.04
64.3
840
4.59
20.72
3
0.5
0.1
40
0.55
1.86
10.5
60.5
780
4.48
20.95
4
0.5
0.1
40
0.55
2.19
8.79
47.9
870
3.30
17.43
由图2与表5看出当FM在401.10～2.20之间时，泌水速度随着砂细度模数的增加而减少；FM在1.13～1.86范围内。砂浆泌水率无显著差异：当砂细度模数由1.86增至2.19时。砂浆泌水率明显减少，仅17.43%。[NextPage]
四、经济分析
配制建筑砂浆用的低强度等级的水泥很少，经常用42.5#等较高强度水泥配
制低强度等级建筑砂浆，造成材料浪费。硅铝粉作为建筑砂浆或（砼）的掺合料班铎，不仅可以改善建筑砂浆的和易性，且符合规范的技术性能要求王城星，同时能带来一定的经济效益如表6所示：
表6不同掺量硅铝粉取代等量水泥的经济效益表(均采用42.5#普水)
砂浆配合比
水泥用量(kg)
水泥单价(/kg)
硅铝粉单价(/kg)
不同掺量取代水泥后节约经济成本（元）
10%
15%
20%
25%
10%
15%
25%
1:8
220
0.48
0.18
6.60
9.90
13.20
16.50
6.25
9.38
15.63
1:6.5
270
0.48
0.18
8.10
12.15
16.20
20.25
6.25
9.38
15.63
1:5
350
0.48
0.18
10.50
15.75
21.00
26.25
6.25
9.38
15.63
结论
1、利用硅铝粉等量替代砂浆中水泥，不但可以降低砂浆由于水泥水化热产生的热峰峰值，还将大大延缓热峰峰值的到来。
2、将硅铝粉掺入砂浆中，将形成新的砂浆硬化方式，大大提高砂浆的的抗压强度和抗渗等级。
3、掺用硅铝粉后，砂浆的流动性与和易性都有很大程度提高。
4、砂浆中掺入硅铝粉后王洪迪，个项性能指标都能得到保证，并能大大降低生产成本，提高经济效益。
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