几种天然无机矿物对砂浆性能的影响

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摘要：在无机矿物掺量不超过5%时，测定膨润土、高岭土、偏高岭土对砂浆的凝结时间、施工和易性、保水性能、强度和触变性等性能的影响。

关键词：膨润土；高岭土；偏高岭土；保水性；触变性

Abstract: in the inorganic mineral content is no more than 5%, the determination of bentonite, kaolin, partial kaolin to mortar the setting time and construction workability, water function, strength and thixotropic lubricity properties of influence.

Keywords: bentonite; Kaolinite; Partial kaolinite; The water; thixotropy

中图分类号：TV443+.3 文献标识码：A 文章编号

引言

目前，全国许多地方使用商品砂浆，但是在商品砂浆的推广中也遇到较多问题，其中砂浆的保水性能和触变性就是其中一个。本文就以膨润土、高岭土、偏高岭土为对象，研究这些矿物对砂浆施工和易性、保水性能、强度、触变性的影响，确定其在水泥砂浆中的应用可行性。

1 原材料和试验方法

1.1 原材料

海螺牌P.O 42.5水泥，张家港海螺水泥有限公司；

标准砂，厦门ISO标准砂有限公司；

萘系减水剂，日本花王。

高岭土，中国高岭土公司（苏州）

钠基膨润土，山东省潍坊龙凤膨润土有限公司，

偏高岭土是将高岭土在700℃下煅烧2小时，再磨30min得到的。

1.2 试验方法

1.2.1 保水率测定

模仿德国国标DIN-18555/7中测定砂浆保水率的方法自行设计。取一部分流动度符合要求的砂浆做如下实验：将一直径8mm左右圆环放置于玻璃板上，将砂浆放入圆环中，用抹刀刮平，盖上五层滤纸（滤纸每张约1g），最上层滤纸上再用10cm见方玻璃片盖住，五分钟后取中间三张滤纸称重量得M，相对保水率=1-（M-3）/3，此方法不能精确测定，但能大概的比较出不同砂浆间的保水率变化。

1.2.2 水泥胶砂流动度的测定

按照GB/T2419-2005规定的方法进行。

1.2.3抗压强度测试

参照（JGJ70-90建筑砂浆基本性能试验方法）中符合流动度要求的砂浆制作试块，标准养护。

1.3 试验方案

先测水泥砂浆的标准用水量，通过改变膨润土、高岭土、偏高岭土的掺量，三种无机矿物分别按照掺量1%、2%、3%、4%、5%(掺量为无机矿物在胶凝材料中的比重)，调整砂浆的流动度，控制在175～185mm。保证砂浆的流动度基本一致的前提下，测其保水性能、凝结时间、砂浆强度。

2 实验结果与分析

2.1 膨润土对水泥砂浆性能的影响

由试验得出的膨润土对水泥砂浆性能的影响结果可知，在保持砂浆工作性基本相同的前提下，掺加的减水剂的用量随着膨润土的掺量增加而增加，当膨润土的掺量高于2%时，减水剂的用量急剧增加，在掺量5%时，砂浆流动度达到175mm所需外加剂量超过3%，成本太高没有意义，不考虑在商品砂浆体系应用。

砂浆的保水性是砂浆的一个重要指标，尤其是对抹灰砂浆而言。掺一定量的膨润土可以大幅提高砂浆的保水率，大幅改善砂浆的保水性能，从而提高其施工性能。

综合考虑砂浆在引入膨润土后的性能变化，膨润土的掺量以2%以下为适宜。

2.2 高岭土对砂浆性能的影响

由试验得出高岭土对砂浆性能的影响结果可以看出高岭土的掺量由0%—5%，在保持砂浆的工作性从基本相同的前提下，砂浆的用水量也保持不变，可以看出外加剂的掺量较少，高岭土在掺量较小时对砂浆的用水量影响较小。

随着高岭土的掺量增加，除掺量为2%的砂浆相对保水率较掺量为1%的有所下降外，砂浆的相对保水率一直呈上升趋势，高岭土能提高砂浆的保水性能主要是因为其层状结构，这种特殊的结构可以让它很好的锁住水分；砂浆凝结时间在高岭土掺量4%以下时没有多大影响，在掺量为5%时，砂浆的终凝时间延缓的较为明显。

掺一定量的高岭土可以提高砂浆的保水率，改善砂浆的保水性能，从而提高其施工性能。实际施工抹墙时发现掺高岭土的砂浆施工性能不像掺膨润土的砂浆那样易于上墙，对砂浆的触变性改善方面，高岭土不如膨润土。

2.2 偏高岭土对砂浆性能的影响

高岭土是层状结构的铝硅酸盐黏土矿物，经高温脱水处理后，其铝氧八面体结构会发生较大的改变，成为不稳定的铝氧八面体网络，形成偏高岭土。

由试验得出高岭土对砂浆性能的影响列于表1

表1 膨润土掺量对水泥砂浆性能的影响

由表1数据可以看出，偏高岭土对砂浆用水量的影响较小，直到掺量大于5%时才对砂浆的用水量产生影响；随着偏高岭土的掺量的增加，水泥砂浆的相对保水率增大，砂浆的保水性能也逐渐提高，在掺量大于3%时保水性能较高岭土有所提高。掺加了偏高岭土的水泥砂浆凝结时间都得到了不同程度的提前。

偏高岭土之所以能够使得强度上升，偏高岭土具有活性矿物掺合料的优异性能，偏高岭土在形成过程中产生了大量的断裂化学键，表面能很大，具有很强的火山灰活性。

2.3 总结

对比不同无机矿物对砂浆的性能影响可以看出，膨润土可以较大提高砂浆的保水性能，偏高岭土对砂浆的后期强度有较好的提升，在商品砂浆中无机矿物可以复合有机类保水材料达到所需的施工性和强度指标，在保证产品性能的前提下更多的降低成本。

3 结论

1、砂浆中掺入膨润土后，砂浆的保水性能和施工性都得到较大提高，不过掺量超过2%时，后期砂浆抹上墙后会有开裂现象。

2、掺入高岭土的砂浆保水性能、施工性、强度指标都未得到较大提升，普通高岭土的活性偏低。

3\高岭土在煅烧后得到的偏高岭土的活性较好，对砂浆的后期强度有较好的提升，对砂浆的保水性能有所提高，对砂浆的用水量影响较小。

参考文献:

[1]中国矿业大学科研所 周淑文 冯诗庆 钠基膨润土在轻质建材中的应用.

[2]昆明理工大学 开春英 刘星 高岭土的综合利用与发展前景.

[3]中国建筑材料科学研究院 文寨军 范磊 偏高岭土的活化及性能研究.

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