随着现代建筑工业的发展和人们对居住环境的日益关注，以及建筑工业对建筑工艺要求的不断提高，建筑工程对建筑砂浆的强度、功能性等提出了更高的要求，传统砂浆由于种种缺陷而无法满足 代建筑的要求。干混砂浆作为一种新型绿色建筑材料，由于其具有节约资源、保护环境、确保建筑工程质量、实现资源再利用等方面的优良性能，克服了传统砂浆现场搅拌扬尘多、噪音大、施工质量难以保证的缺点[1~2]，已逐步被人们认知和重视。干混砂浆的发展不仅体现了国家实现节能减排的战略方针，而且也是促进发展循环经济的重要举措。2007年7月商务部发布了全国127个城市分三批强制实行砂浆禁止现场搅拌的规定；2008年7月1日起又在全国35个重点城市的城区禁止现场搅拌砂浆；2009年在更大的范围强制推行干粉砂浆[3]；这对推广干混砂浆的广泛应用起到了积极作用。目前，我国经济发展较快的长三角、珠三角和环渤海地区也是干混砂浆发展最快的地区，80%以上的预拌砂浆企业集中于此[4]。由于干混砂浆在种类、品质、效率、经济、节能减排和环保利废等诸多方面的优越性，其应用范围逐渐扩展，相应研究也逐步扩大，包括:砌筑砂浆[5]、瓷砖粘结剂[6-8]、勾缝剂[9]、腻子[10-11]、自流平砂浆[12|、混凝土修补砂浆[13]、保温砂浆[14]、外保温系统专用砂浆[15-16]、装饰砂浆[17]等等。但以上研究均是对天然砂干混砂浆而言的，对机制砂干混砂浆的研究还鲜有报道。由于开采天然砂不仅消耗了大量的资源，而且严重地破坏了生态环境，机制砂可以利用矿山尾矿作原料让尾矿石变废为宝，不但保护地方资源和环境，还可有效解决尾矿污染问题。
由于机制砂在生产过程中级配可控，可以很好的控制其石粉含量，而石粉部分代替水泥可改善砂浆的和易性，使砂浆的性能得到一定程度的改善；同时，石粉部分替代水泥可以降低成本、保护环境、节约资源。因此，研究石粉部分替代水泥对机制砂干混砂浆强度的影响具有重要的经济价值和良好的社会效益。
试验选用的机制砂为山东某公司生产的机制砂，机制砂为2区级配，MB值为0.9(<1.4)，机制砂主要性能指标如表1所示。试验选用的水泥为山东某公司生产的P_O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥的主要性能指标见表2。
试验的总体方案为，用上述机制砂配制M5、M10、M15和M30等4个强度等级的砌筑干混砂浆，每个强度等级的干混砂浆分别做5组不同替代率的石粉替代水泥的试验，这5组替代率分别为0、15%、30%、45%、60%。每个强度等级的每组替代率试验分别做4组试块，其中2组用于测定7d的抗折强度和抗压强度，2组用于测定28d的抗折强度 和抗压强度。
试验的大体步骤为，先对各设计强度等级下各组替代率的机制砂砌筑干混砂浆进行配合比试验，确定最终配合比；然后对砂浆的密度进行测试；最后是对标准养护条件下达到7d和28d的砂浆试块进行抗折强度和抗压强度试验。各强度等级及各替代率下，砂浆各组成材料的质量及配比如表3所示。本试验方案依据JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》[18]进行。
根据上述试验方案及试验步骤，机制砂砌筑干混砂浆7d和28d的抗折和抗压强度的测试结果和各物理性能指标的测试结果列于表4。
由上述实验结果，可绘出各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆在石粉部分替代水泥的不同替代率下的密度变化曲线图如图1所示。
由图1密度随石粉替代率的变化曲线可以明显看出，相同替代率下，强度等级越大的砌筑干混砂浆的密度越大，这一点和普通干混砂浆的密度的变化规律相同。从图1还可以看出，各强度等级的砌筑干混砂浆随替代率的变化趋势，即先增大后减小，各强度等级的砲筑干混砂浆都是在石粉替代水泥的替代率达到30%的情况下，密度达到峰值，随后开始下降。究其原因，主要是由于石粉含量的增加，增大了水泥浆体的含量，提高了砂浆的流动性；同时，石粉还可以起到微滚珠的作用，减少了机制砂颗粒间的摩擦力，因而导致砂浆的稠度增加，于 是砂浆的密度增加[19]。但是，当机制砂中石粉含量达 到一定的数量时，需水量明显增加，水泥的相对含量减小，水泥浆体的含量不再增加，而随着石粉含量的进一步增加，水泥浆体的含量减小因而稠度减小、密度降低。
各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆在石粉部分替代水泥的情况下，抗折强度随替代率的变化曲线如图2所示。
由图2干混砂浆的抗折强度随石粉替代率的变化曲线可以看出，相同石粉替代率下，机制砂砌筑干混砂浆28d的抗折强度明显高于7d的抗折强度；在相同石粉替代率和标准养护天数相同的情况下，高强度等级砂浆的抗折强度高于低强度等级砂浆的抗折强度，这和普通干混砂浆抗折强度的变化规律相同。从图2还可以看出，机制砂砌筑干混砂浆无论是7d还是28d的抗折强度都随石粉替代水泥的替代率的增加而降低；同时还可以看出，当替代率达到30%时，各强度等级的干混砂浆的抗折强度都出现了明显的变化，即替代率超过30%时，抗折强度降低的最为明显。这说明由于石粉替代水泥的作用导致了砂浆集料的粘聚力降低，因而抗折强度减小，当石粉替代率超过30%时，砂浆粘聚力的降低尤为明显，因而抗折强度的降低越加明显。
各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆在石粉部分替代水泥的情况下，抗压强度随替代率的变化曲线如图3所示。
由图3机制砂干棍砂浆的抗压强度随石粉替代率的变化曲线可以看出，相同石粉替代率下，机制砂砌筑干混砂浆28d的抗压强度明显高于7d的抗压强度；在相同石粉替代率和标准养护天数相同的情况下，高强度等级砂浆的抗压强度高于低强度等级砂浆的抗压强度，这和普通干混砂浆抗压强度的变化规律相同。从图3还可以看出，机制砂砌筑干混砂浆尤论是7d还是28d的抗压强度都随石粉替代水泥的替代率的增加而降低；同时还可以看出，当替代率达到3 0%时，各强度等级的干混砂浆 的抗压强度都出现了明显的降低，即替代率超过 30%时，无论是标准养护7d还是28d,砂浆的抗压强度降低的最为明显。这和机制砂混凝土中石粉的存在（含量在一定范围）可以部分提高混凝土的抗压强度的结论冇所不同，原因可能是砂浆中水泥用量相对混凝土而言较少，而本研究采用的方法是直接用石粉转代水泥，这样就直接降低了砂浆集料之间的粘聚力，使得砂浆的抗压强度降低。但从表中数据和图中曲线可以看出，当石粉替代水泥的替代率小于30%时，干混砂浆的抗压强度基本满足要求。
(1) 各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆的密度随石粉替代水泥的替代率的变化趋势为先增大后减小，各强度等级的机制砂砌筑干混砂浆都是在石粉替代水泥的替代率达到30%的情况下，密度达到峰值，随后开始下降。
(2) 机制砂砌筑干混砂浆，无论是标准养护7d还是28d，其抗折强度都随石粉替代水泥的替代率的增加而降低，当替代率达到30%时，砂浆的抗折强度降低的最为明显。
(3) 机制砂砌筑干混砂浆，无论是标准养护7d还是28d,其抗压强度都随石粉替代水泥的替代率的增加而降低，当锌代率超过30%时，各强度等级的干混砂浆的抗压强度都出现了明显的降低，而在石粉替代水泥的替代率小于30%时，各强度等级的干混砂浆的抗压强度基本满足要求。
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详细作者信息：
山东理工大学建筑工程学院---刘桂凤，陈正发，泰彦龙。
山东凝易固砂浆科技有限公司---徐建民。
整理编辑：David
