為改善混凝土性能、配置低水泥量的綠色環保混凝土,越來越多的礦物摻合料被用來替代部分水泥。沸石粉由天然沸石經粉磨后制得,是一種以SiO2和AlO23為主的天然礦物,能與Ca(OH)2反應生成水化硅酸鈣等一系列水化產物,是一種活性比較高的礦物摻合料,且沸石在我國儲量巨大,用此來替代水泥應用于混凝土生產是切實可行的。部分學者表示沸石粉能使水泥石中孔細化,降低總孔隙率,提高混凝土強度;也有學者認為雖然摻入沸石粉降低了水泥強度;但沸石粉適量取代水泥可以有效預防混凝土堿硅酸反應;且沸石粉適量摻入對混凝土的早齡期抗裂性、干燥收縮、流動性和粘性均有較好的影響。一些學者也研究了砂的比重、粗細對其混凝土的性能影響,砂子越細,砂率越大,都有利于提高混凝土抗壓強度。然而,文獻檢索表明,目前對于探索沸石粉、砂子對材料性能影響的根本控制因素涉及甚少。
結果表明,W/B、C/S一定時,擴展度、流速隨沸石粉摻量的增加先增大后減小,在5%時達到最大值。這是因為沸石粉顆粒小,少量加入時,填充了水泥顆粒間的空隙,增大了膠凝材料的密實性,砂漿的內部結構改變,用于填充內部空隙的需水量減少,用于提供砂漿流動性的水相對增多;當沸石粉大量加入時,因沸石粉自身比表面積較大,對流動性的增加起到抑制作用。W/B、沸石粉一定時,擴展度、流速隨C/S增大而增大,流速的變化幅度比擴展度變化幅度大,這是因為大C/S,表示單位體積砂漿含砂量少,漿體相對多,流動性增強。
回歸分析結果表明,水膜厚度與漿膜厚度雙變量共同決定了不同C/S情況下所有砂漿的流動性。水膜厚度、漿膜厚度為砂漿流速、擴展度的根本控制因素。沸石粉的摻入和C/S的調整對砂漿流動性的影響實質上均是通過改變砂漿水膜厚度和漿膜厚度而產生影響。
基于本研究得到的結果,摻加沸石粉和優化C/S可使混凝土流動性增加以便于施工的進行,可使強度提高以減少混凝土用量,可通過減少水泥、砂用量降低單位混凝土量生產成本、減小環境污染,為配制高流動性綠色混凝土提供良好摻和料和更優配比。發現了砂漿流動性的根本控制因素,對未來砂漿混凝土的配比設計提供了解決思路。