一种改良粉煤灰水泥砂浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土木工程材料的应用技术领域，具体涉及一种改良粉煤灰水泥砂浆及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电力事业的发展，粉煤灰的排放量也在逐年增加。将粉煤灰作为水泥砂 浆的矿物掺合料既可大幅度利用固体废弃物，减少环境污染，也可减少水泥的使用量，环保 且经济。目前，粉煤灰已成为建材生产行业常用的矿物掺和料。
[0003] 大量试验表明，掺入粉煤灰后水泥砂浆可改善砂浆的流动性和保水性，提高砂浆 的抗渗、抗硫酸盐腐蚀性能等耐久性能。但由于粉煤灰的活性较低，取代部分水泥后，砂浆 的早期强度较低，90天以后长期强度可以赶上甚至超过不掺粉煤灰的砂浆。
[0004] 对于上述的问题，常规的解决方法是：（1)加入外加剂，如减水剂；（2)与一定的混 合材同时使用，如硅灰、矿渣；（3)采用化学激活的方法，即加入一定的激发剂，如氯化钙，使 粉煤灰玻璃中Si-0、A1_0键快速断裂，提高粉煤灰的活性。然而上述的解决方法往往存在不 足，如增加了砂浆的成本或改善效果不够明显。因此，找到一种经济、简单易行及效果明显 的解决方法具有积极的意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种改良粉煤灰水泥砂浆。本发明 采用经过处理的惰性材料取代一定的河砂，经处理的惰性材料颗粒有利于增强水化过程中 的非均匀成核作用，从而促进早期强度的提高；同时，配合少量的纤维素醚，即可显著提升 新拌砂浆的保水性，并保证了满足施工要求的流动性。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -种改良粉煤灰水泥砂浆，主要由以下按重量份数计的原料制备而成： 通用硅酸盐水泥 10~25 粉煤灰 1~10
[0008] 惰性材料 5~20 河砂 50~80 纤维素醚 微量；
[0009] 所述纤维素醚的用量为胶凝材料（即通用硅酸盐水泥和粉煤灰）重量的0.00%~ 0.30%。所述改良粉煤灰水泥砂浆还包括水，水与胶凝材料（即通用硅酸盐水泥和粉煤灰） 的质量比为(0.8~1):1。
[0010]所述粉煤灰为一、二或三级灰中一种以上。
[0011]所述惰性材料为人造石材废渣、石英砂或石灰石中的一种以上；优选人造石材废 渣或石英砂中的一种或两种。所述的惰性材料颗粒粒径为20~100μπι。
[0012] 所述人造石材废渣的Si02含量2 85%、石英砂的Si02含量2 85%。
[0013] 所述的石英砂为山砂，含硅量在90%以上。
[0014]所述的人造石材废渣是抛光处理的废渣，其主要成分为Si02以及固化的不饱和树 脂。
[0015] 所述的石灰石为800~1500目磨细石灰石粉，其主要成分是CaC〇3。
[0016]所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚、甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟乙基纤 维素醚的一种以上。
[0017] 所述河砂粒径<4.75mm，为级配良好的中砂;惰性材料等量取代河砂的质量百分 数为5~20 %。
[0018] -种改良粉煤灰水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)惰性材料的处理:将惰性材料干燥至含水率< 0.5% ;再将干燥后的惰性材料 进行粉磨处理，过筛;步骤(1)所述干燥的温度为50°C~120°C，所述过筛的目数为100目；
[0020] (2)各原料搅拌混合:将通用硅酸盐水泥、粉煤灰、惰性材料、河砂、纤维素醚和水 在搅拌机中进行搅拌，得到改良粉煤灰水泥砂浆。步骤(2)所述搅拌的转速为40~60r/min， 所述搅拌的时间为2~4m i η。
[0021] 步骤(2)所述各原料搅拌混合优选为将通用硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、纤维素醚 和水先混合搅拌，再加入惰性材料，继续搅拌，得到改良粉煤灰水泥砂浆;所述混合搅拌的 转速为40~60r/min，所述混合搅拌的时间为1~2min;所述继续搅拌的转速为40~60r/ m i η，所述继续搅拌的时间为1~2m i η。
[0022] 本发明的优点及有益效果如下：
[0023] (1)本方法操作简单，仅需对选定的惰性材料进行简单的处理以及调整代砂量便 可得到性能改良的粉煤灰水泥砂浆；
[0024] (2)使用来源广泛的惰性材料代替5~20%的河砂，减少了河砂的用量，从而缓解 河砂紧缺的现状，同时降低砂浆的价格；
[0025] (3)本方法所述的惰性材料包括了各种人造石材废渣，在改善粉煤灰水泥砂浆性 能的同时为废渣的再利用提供一条可行的途径。
[0026] 总之，本发明可以解决粉煤灰水泥砂浆早期强度较低的问题，所配制的砂浆具有 良好的施工性能，且工艺简单、经济和环保。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式并不限定于 以下实施例。
[0028] 实施例1
[0029] -种改良粉煤灰水泥砂浆的制备方法，包括步骤：
[0030] 1)将惰性材料干燥至含水率< 0.5% (干燥的温度为105°C);再将干燥后的惰性材 料球磨l〇min(球磨的转速为30r/min)，过100目筛，备用；
[0031 ] 2)将通用硅酸盐水泥、粉煤灰、惰性材料、河砂、纤维素醚和水在搅拌机中进行搅 拌(搅拌的转速为50r/min，搅拌的时间为3min)，得到改良粉煤灰水泥砂衆；
[0032] 所述原材料质量比为通用硅酸盐水泥(PC32.5水泥）：粉煤灰：惰性材料:河砂= 16:2:8:74;所述纤维素醚为羟乙基纤维素醚，其质量为胶凝材料(通用硅酸盐水泥和粉煤 灰）质量的〇 . 05 % ;所述惰性材料包括人造石材废渣和石英砂，人造石材废渣:石英砂的质 量比为9:1;所述水与胶凝材料(通用硅酸盐水泥和粉煤灰)的质量比为0.95。
[0033] 本实施例中粉煤灰相对于硅酸盐水泥的掺量为11.1% (粉煤灰等量替代硅酸盐水 泥，即粉煤灰占胶凝材料的质量百分比），惰性材料相对于河砂的掺量为9.8 % (惰性材料等 量替换河砂，即相当于惰性材料占河砂与惰性材料总质量的百分比）。
[0034] 本实施例制备的改良粉煤灰水泥砂浆性能测试结果见表2。
[0035] 实施例2
[0036] -种改良粉煤灰水泥砂浆的制备方法，包括步骤：
[0037] 1)将惰性材料干燥至含水率< 0.5% (干燥的温度为105°C);再将经干燥的惰性材 料球磨l〇min(球磨的转速为30r/min)，过100目筛，备用；
[0038] 2)将通用硅酸盐水泥、粉煤灰、惰性材料、河砂和水在搅拌机中进行搅拌(搅拌的 转速为50r/min，搅拌的时间为3min)，得到改良粉煤灰水泥砂浆；
[0039] 原材料质量比为通用硅酸盐水泥(PC32.5水泥）：粉煤灰:惰性材料:河砂=16:2: 12:70;所述惰性材料包括人造石材废渣和石英砂，人造石材废渣:石英砂的质量比为9.2: 〇. 8;所述水与胶凝材料(通用硅酸盐水泥和粉煤灰)的质量比为0.95。
[0040] 本实施例中，粉煤灰相对于硅酸盐水泥的掺量为11.1 % (粉煤灰等量替代硅酸盐 水泥，即粉煤灰占胶凝材料的质量百分比），惰性材料相对于河砂的掺量为14.6% (惰性材 料等量替换河砂，即惰性材料占河砂与惰性材料总质量的百分比）。
[0041 ]本实施例制备的改良粉煤灰水泥砂浆性能测试结果见表2。
[0042] 实施例3
[0043] -种改良粉煤灰水泥砂浆的制备方法，包括步骤：
[0044] 1)将惰性材料干燥至含水率< 0.5% (干燥的温度为105°C);再将经干燥的惰性材 料球磨12min(球磨的转速为30r/min)，过100目筛，备用；
[0045] 2)将通用硅酸盐水泥、粉煤灰、惰性材料、河砂