為探索沸石粉對砂漿性能的影響，研究測量了25組不同水膠比、不同沸石粉摻量水泥砂漿的孔隙率和抗壓強度。由于沸石粉的摻入主要改變材料的填充密度與比表面積，本研究采用水膜厚度綜合兩方面的作用，計算出各砂漿試樣配比的水膜厚度，研究水膜厚度對沸石粉砂漿強度的影響。試驗結果表明，試塊孔隙率會隨著水膜厚度的增加而提高，孔隙率是影響砂漿強度的主要因素，砂漿的抗壓強度隨孔隙率增大而逐漸降低。

一、沸石可用作混凝土摻合料

?沸石是一種不可多得的天然礦物，在我國的儲量大且分布廣，可以替代部分水泥的使用，減少能源消耗和二氧化碳排放，適合用作混凝土的礦物摻合料。沸石粉具有很大的內外比表面積，其主要礦物成分為SiO2和Al2O3，可以與水泥水化產物Ca(OH)2進行二次水化反應。國內外眾多學者對沸石粉在混凝土中的應用做出了研究。武鐵明等認為在水泥漿或混凝土中摻入適量沸石粉可以提高強度和密實度，抑制堿骨料反應并提高其耐久性。Markiva T等認為沸石粉替代一部分水泥會提高減水劑的需量，但會降低混凝土滲水性和干縮性，并且提高混凝土抗凍性。Zhang J等認為摻入沸石粉可以降低混凝土收縮。曹雄認為沸石粉摻合料混凝土的早齡期抗裂性較好。

沸石粉作為摻合料對混凝土性能影響已得到較多，但沸石粉影響砂漿強度的根本因素研
究仍不明確，由于沸石粉活性低于水泥，會影響早期水泥水化作用，降低混凝土早期強度。但后期沸石粉可以與水泥水化產物Ca(OH)2進行二次水化反應，提高混凝土強度，因此試驗主要研究了沸石粉對砂漿70d強度的影響。由于沸石粉的摻入改變材料的填充密度與比表面
積，研究采用水膜厚度綜合兩方面的作用，測量得到沸石粉對砂漿填充密度的影響，從而進一步計算出水膜厚度。

二、試驗分析與論證

本試驗為研究沸石粉對水泥砂漿性能的影響，分別測量了不同水膠比下摻沸石粉砂漿70d的孔隙率和70d抗壓強度。研究中試樣的水膠比和礦物摻合料摻量均以體積計算，砂漿的水膠比從1.0到1.4變化，以0.1為一級差；沸石粉摻量范圍由0到20%變化，以5%為一級差。根據此試驗方案，研究共配制了25組砂漿配比，配比以“Z-沸石粉量-水膠比”為編號，其中Z代表沸石粉，各砂漿試樣的詳細配比和孔隙率、抗壓強度測試結果見表1。

70d孔隙率隨沸石粉摻量變化情況如圖1所示。由孔隙率結果可知，沸石粉摻量為0時試塊孔隙率最小。當水膠比為1.2時，孔隙率會隨著沸石粉的增加而增大；水膠比低于1.2時，沸石粉摻量由0增大到10%，孔隙率也隨之增大，沸石粉摻量為10%時，孔隙率達到最大，繼續增大沸石粉摻量，孔隙率會先減小再增大；當水膠比大于1.2時，加入沸石粉會使孔隙率增大，但沸石粉摻量對試塊孔隙率影響比較復雜，孔隙率隨沸石粉摻量的改變波動較小。試驗結果表明，沸石粉摻量并非改變試塊孔隙率的唯一因素。

由于沸石粉的摻入主要改變材料的填充密度與比表面積，本研究采用水膜厚度綜合兩方面的作用，研究其對孔隙率和強度的影響。當膠凝材料與砂加入水形成砂漿時，加入的水分首先填充固相材料顆粒之間的孔隙，填充完材料顆粒孔隙后，剩余的水分會形成一層水膜，包裹材料顆粒，其厚度即為水膜厚度。過往研究已經表明水膜厚度為決定流變性能的最主要參量，其物理意義為顆粒間的平均距離，亦可能為影響孔隙率以至強度的因素。

填充密度隨沸石粉摻量變化的情況如圖3所示。結果表明，隨著沸石粉摻量的增加，固相材料的填充密度先增大后減小，因為沸石粉顆粒粒徑小于水泥顆粒粒徑，當摻入沸石粉量較小時，可以填補水泥顆粒之間的孔隙，從而提高填充密度。當水泥顆粒孔隙完全被沸石粉顆粒填滿時，固相材料的填充密度達到最大，繼續摻入沸石粉將取代一部分水泥，導致固相材料填充密度下降。

總之，通過試驗論證，沸石粉的摻入會提高試塊孔隙率，但沸石粉摻量并非影響孔隙率的唯一因素。沸石粉摻量為20%會明顯降低砂漿70d強度，減小幅度最大為17.8%。摻量低于20%時，沸石粉的摻入對強度影響幅度較小。固相材料的填充密度隨著沸石粉摻量的增加先增大后減小，當沸石粉摻量一定時，水膜厚度與漿膜厚度隨水膠比的增大而增大。砂漿的水膜厚度和漿膜厚度可在測得膠凝材料的填充密度后，水膜厚度是影響砂漿孔隙率的主要因素，水膜厚度越大，孔隙率越高。孔隙率是影響試塊強度的主要因素，二者呈線性關系，孔隙率越大，強度越低。