湿拌砂浆的工作性能影响因素正交试验研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷第5期   作者:张强
[导读] 现阶段我国的建筑工程建设越来越多,在建筑工程中,湿拌砂浆作为一种新型的建筑材料,具有绿色环保、施工方便、性能稳定的优势。
        张强
        佛山市江合建材有限公司,广东省佛山市 528000
        摘要:现阶段我国的建筑工程建设越来越多,在建筑工程中,湿拌砂浆作为一种新型的建筑材料,具有绿色环保、施工方便、性能稳定的优势。湿拌砂浆的推广应用对于建筑行业的发展、环境保护和提高建筑工程质量方面都有着重要作用。本文从湿拌砂浆组成材料及配合比设计入手,分析机制骨料及外加剂的变化对湿拌砂浆性能的影响规律。一般机制砂的砂粒不规则,流动性差,比天然砂较为扁平,对湿拌砂浆的性能产生很大的影响。外加剂一般需要添加缓凝剂、保水剂和减水剂来保持砂浆的工作性能。
        关键词:湿拌砂浆;正交试验;稠度;拉伸粘结强度;保水率
        引言
        湿拌砂浆是指由水泥、细骨料、调节剂、稳塑剂和水等材料按比例在工厂生产,运输至工程现场后在一定时间内能保持其使用性能的砂浆拌合物。湿拌砂浆可分类为湿拌砌筑砂浆(WM)、湿拌抹灰砂浆(WP)、湿拌地面砂浆(WS)、湿拌防水砂浆(WW)四类,在建筑物的各个部位,从结构到装饰,应用广泛。
        1商混砂浆行业发展及其现状
        在二十世纪五十年代以前,水泥基砂浆基本全部采用现场混料拌制进行使用,即将水泥与砂运输到工地并按照一定的比例加水拌合而成湿砂浆使用。五十年代以后,由于第二次世界大战造成了欧洲各国劳动力短缺,外加急需进行大量的工程维修和工程建设,从而促使了欧洲的预拌砂浆得到迅猛地发展。湿拌砂浆最初出现于二十世纪七十年代的法国,随后美国也开始生产和使用预拌砂浆。国外的预拌砂浆行业发展较为迅速,产品种类繁多,砂浆的生产制造实现了工业化且施工操作较为简单。与欧洲的一些国家相比,我国对于预拌砂浆的研究和生产开始比较晚,推广也较慢,直到二十世纪末期才开始进行预拌砂浆技术的研究。
        2湿拌砂浆的工作性能影响因素正交试验
        2.1原材料
        (1)水泥:重庆富皇水泥有限公司生产的42.5R级普通硅酸盐水泥,其性能指标见表1。(2)砂:岳阳中砂和长江特细砂,砂的测定参照JGJ361—2014《人工碎卵石复合砂应用技术规程》。将两种砂进行复配,配制细度模数分别为2.8、2.6和2.4的混合砂。(3)重钙粉:重钙粉中碳酸钙含量大于99%,白度大于96,细度为400目。参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70—2009,每组试验需测定砂浆的稠度、28d抗压强度、14d拉伸粘结强度、保水率。
        2.2机制砂细度模数和级配设计
        本文设计了三组不同细度模数的机制砂,研究机制砂细度模数对湿拌砂浆性能的具体影响。
        3结果与分析
        (1)胶砂比对稠度影响最大,其次是细度模数,重钙粉对砂浆稠度影响较小。当胶凝材料使用过少时砂浆流动性变差,根据现场拌合的情况来看,低胶砂比使得部分砂未被胶凝材料包裹,砂浆流动性变差。砂的影响主要在于其细度模数变小,砂变细使得比表面积变大,需水量增大,所以稠度变小。重钙粉掺量对砂浆稠度影响较小,在于400目细度的重钙粉与水泥细度相近。(2)重钙粉掺量对砂浆抗压强度影响较大,因为其在胶凝体系中主要起填充作用,水化作用不明显,实际工程中常作为惰性填料使用。砂的细度模数对强度有微小的影响,表现为随着模数增大,砂浆抗压强度降低,可能是因为不同细度模数的砂复配使得砂的级配更优良,所以提高了强度。重钙粉的掺入虽然降低了强度,但是部分替代水泥,降低了砂浆成本,考虑到抹面砂浆对砂浆本身的强度要求不高,这种为降低成本而带来的强度损失是可以接受的。

随着胶砂比的减小,抗压强度降低,但对其影响不大。(3)胶砂比对保水率的影响较大,因为没有加入任何外加剂的前提下,砂浆的保水能力较差,从现场拌和的情况来看,相同质量的集料需水量大于水泥,胶砂比过大使得体系中自由水过多,因而使砂浆泌水。砂的细度模数也有一定影响,可以看出砂越细其保水性能越好,因为比表面积的增大使砂浆能吸附更多的自由水。通过数据可知在没有外加剂的情况下,砂浆保水效果是不理想的,在实际工程中会面临大量吸水的基材,这会对砂浆性能产生不利影响,由于泌水也会对工程施工带来麻烦,所以需要通过外加剂来增强其保水能力。(4)粘结强度受砂细度模数和胶砂比影响较大。随着胶砂比降低、砂的细度模数减小,粘结强度增大,这与保水率的变化相似,可能是因为基底有吸水能力,砂浆保水能力较弱会使界面处的水分快速流失,造成水化不充分,因而粘结强度较低。在实际工程中,往往会在施工的基底上涂抹一层界面剂,这层界面剂有低吸水率和增强粘结性的功能。重钙粉掺量对粘结强度影响较小,可以看出,当重钙粉掺入量增加后,粘结强度有轻微下降。
        4机制砂级配对湿拌砂浆收缩率的影响
        三组湿拌砂浆中,机制砂细度模数在2.3的湿拌砂浆56?d干缩率最小为1100×10-6,机制砂细度模数在1.5左右时湿拌砂浆56?d干缩率最大为1800×10-6。由图1数据变化中可以看出,中砂拌制的湿拌砂浆的干缩率小于粗砂拌制的湿拌砂浆的干缩率,而细砂拌制的湿拌砂浆的干缩率最大。由于机制砂颗粒级配的不同,会影响湿拌砂浆的干缩率,干缩率过大或过小都会造成施工中的质量问题。因此在利用机制砂制备湿拌砂浆时就需要做好湿拌砂浆的控制,依据不同的施工要求和工程要求,对所用的机制砂的细度模数做出调整,从而得到性能优良的湿拌砂浆。
        5发展前景及展望
        随着我国基础建设的不断扩大,很多地区的天然砂已经供不应求,并且天然砂的过度开采会造成当地生态环境的严重破坏。因此,机制砂取代天然砂已经成为建筑材料行业可持续发展的必然选择。机制砂由于其母岩不同因而性质各异,机制砂的砂粒形状和大小对于湿拌砂浆的性能有很大影响。因此机制砂的深入研究对于湿拌砂浆的未来发展具有重大的意义,研究不同种类机制砂岩石原料的生产工艺是生产优质机制砂的重要条件。机制砂岩的颗粒级配、形状,以及石粉含量和特性对于湿拌砂浆的推广和发展具有重要作用。2007年6月,商务部、住房城乡建设部等6部委联合下发《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》,使得预拌砂浆得以更广泛的被大众所熟知和认可。各地有关部门要加强对当地现场拌制砂浆的检查和打击力度。完善并落实有关预拌砂浆方面的法律、法规政策;工程造价管理部门应定时发放有关预拌砂浆的价格信息;施工单位要对进场的材料进行严格检验和抽查,强化施工人员的专业技术,确保施工的效率。
        结语
        综上所述,文中重点分析了不同粒径级配和石粉含量的机制砂在湿拌砂浆中的应用现状,探讨了砂浆的稠度、保水性和抗压强度等性能,提出了湿拌砂浆用机制砂的性能参数要求。机制砂为建筑材料资源化综合利用开创了新空间,通过专用外加剂的配合使用,将更好地提升机制砂在湿拌砂浆中应用的广泛性和适用性。
        参考文献
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        [2]鲁恩侨.浅谈机制砂的应用[J].建筑与预算,2014(2):49-51.
        [3]刘朝晖,王模.石粉含量对机制砂水泥砂浆性能的影响研究[J].公路与汽运,2013(2):111-114.
        [4]陈景,黄海珂,刘永道,等.机制砂对湿拌砂浆性能的影响[J].商品混凝土,2015(2):36-47.
        [5]陈景,黄海珂,刘永道,等.机制砂对湿拌砂浆性能的影响[J].商品混凝土,2015(2):36-47.
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