对4种不同性质的砂对干混抹灰砂浆的性能影响进行了试验研究。研究结果表明:在相同配合比条件下,细度模数2.8的机制砂抹灰砂浆不好施工(分层度大),但强度最高;细度模数1.6的细砂抹灰砂浆好施工(分层度小),但强度最低,收缩率最大;当河砂和混合砂细度模数均为2.3时,混合砂抹灰砂浆比河砂抹灰砂浆施工性更好,强度更高,这可能是混合砂比河砂的级配和表面性质更好的原因结论是作为抹灰砂浆中砂应该级配良好并且细度模数在2.3左右为宜,并且混合砂比河砂更好。

与现场拌制砂浆相比,预拌砂浆有如下特点:质量稳定、施工方便、绿色环保、干混砂浆便于储存。干混砂浆是水泥、干燥骨料或粉料、添加剂以及根据性能确定的其他组分,按一定比例,在专业生产厂经计量、混合而成的混合物,在使用地点按规定比例加水或配套组分拌和使用。

近几年,许多科技人员对普通干混砂浆的配制及性能做了大量研究工作。目前,要推广普通干混砂浆的关键是在保证产品质量的基础上降低砂浆的原材料成本和砂浆产品的综合成本(实现机械化施工降低施工成本)。普通干混砂浆的原材料是砂、粉料(包括水泥、矿渣粉、粉煤灰和石灰石粉等)和外加剂等,其中砂占总质量的70%~80%,降低砂的成本是降低砂浆原材料成本和保证砂浆质量的关键。砂的类型有河砂、机制砂和混合砂,砂的类型的选择要就地取材,否则,成本(包括运输费)大幅度提高。砂的技术性质包括细度模数和颗粒级配、含泥量和泥块含量、有害物质含量、强度和坚固性等。本研究针对四种不同类型(河砂、机制砂、细河砂和混合砂)和技术性质(主要是细度模数和颗粒级配)的砂对干混抹灰砂浆性能的影响规律进行了试验研究。

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试验原材料及试验方法

1.1试验原材料

(1)水泥:P·042.5级水泥,其他技术指标均满足GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》规定的指标要求。

(2)砂:四种砂的筛分析结果见表1,其他技术指标均满足BG/T14684—2011《建筑用砂》规定的指标要求。

(3)石灰石粉:由石灰石制备机制砂过程形成的(未再加工),主要矿物是碳酸钙,颗粒粒径小于0.075mm,小于45μm颗粒含量占总石粉量的30%。

(4)复合外加剂:由保水材料和引气剂复合而成。

(5)水:城市自来水。

1.2试验方法及砂浆配合比

干混抹灰砂浆的稠度、保水性、体积密度和硬化后抗压强度均按JGJ/T70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的规定进行,其中干混抹灰砂浆的稠度通过加水量控制为90~100mm砂浆配合比见表2。

从表2可以看出:当砂浆稠度保持基本一致时,对于同一种砂,随复合外加剂中引气剂含量的增加,用水量下降;当复合外加剂掺量相同时,随砂的细度模数增加,砂浆掺水量下降,掺水量从大到小的顺序:细河砂>河砂>混合砂>机制砂。

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试验结果及分析

2.1复合外加剂中引气剂掺量对砂浆拌合物保水性的影响规律

砂浆的保水性是指砂浆保持水分的能力,保水性不好的砂浆,在运输和存放过程中容易泌水离析,即水分浮在上面,砂和水泥沉在下面,使用前必须重新搅拌。在涂抹过程中,水分容易被墙体材料吸收,使砂浆过于干稠,涂抹不引气剂掺量的关系见图1。

从图1可以看出:随复合外加剂中引气剂掺量的增加,由4种砂配制的砂浆的保水性均有增加;对于引气剂掺量相同时,机制砂砂浆的保水性最好,河砂的保水性最差,这可能是机制砂砂浆掺水量最小的原因。

2.2复合外加剂中引气剂掺量对砂浆拌合物分层度的影响规律

砂浆分层度是水泥砂浆的施工性能指标,砂浆的分层度越小,越有利于施工(特别是机械施工)。试验室和工程试验表明:分层度大于20mm的砂浆容易离析,不便于施工。砂浆分层度与复合外加剂中引气剂掺量的关系见图2。

从图2可以看出:随复合外加剂中引气剂掺量的增加,四种砂的砂浆的分层度均降低;对于引气剂掺量相同时砂浆分层度从大到小的顺序:机制砂>河砂>细砂>混合砂。除外加剂的作用外,砂浆的分层度与砂的粗细程度(即细度模数)和砂的颗粒级配有密切关系,砂越粗并颗粒级配差,砂浆的分层度越大;反之亦然。本试验中由于机制砂太粗(细度模数2.8),所以机制砂砂浆分层度最大;细河砂由于特别细,所以细砂砂浆分层度较小;混合砂由于粗细程度适中并且级配良好,混合砂砂浆的分层度是最低的。

2.3复合外加剂中引气剂掺量对砂浆湿密度的影响规律

砂浆拌合物湿密度与复合外加剂中引气剂掺量的关系如图3所示。

从图3可以看出:随复合外加剂中引气剂掺量的增加,4种砂的砂浆的湿密度均降低;对于引气剂掺量相同时,机制砂砂浆的湿密度最大,混合砂的湿密度最小。当引气剂掺量相同时,4种砂的砂浆的湿密度较接近。

2.4复合外加剂中引气剂掺量对硬化砂浆抗压强度的影响规律

砂浆7d和28d抗压强度与复合外加剂中引气剂掺量的关系如图4和图5。

从图4和图5可以看出:随复合外加剂中引气剂掺量的增加,4种砂的砂浆的7d和28d抗压强度均降低;对于引气剂掺量相同时,机制砂或混合砂砂浆的立方体抗压强度最大,细河砂砂浆的立方体抗压强度最小。当复合外加剂掺量相同时,砂浆的7d和28d抗压强度从小到大的顺序:细砂<河砂<混合砂<机制砂,这一结果与砂浆中掺水量的关系正好相反,说明砂浆的抗压强度与水灰比呈反比,这符合水泥基材料的抗压强度与水灰比呈反比关系。

2.5 4种砂砂浆的2d收缩率的对比研究

GB/T25181—2010《预拌砂浆》规定普通抹灰砂浆的28d收缩率≤0.20%。本试验对4种砂砂浆的28d收缩率进行了对比研究,其砂浆配合比和试验结果见表3。

从表3可以看出:试验的4种砂浆中细砂砂浆的28d收缩率不满足国家标准要求(≤0.20%);在相同的条件下,由4种砂分别配制的砂浆的28d收缩率与砂浆的掺水量有直接关系,掺水量越大,砂浆收缩率越大;砂的细度模

2.3)到细砂范围的上限(细度模数2.2)较合理,并且砂要有良好的级配。

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结论

对河砂(细度模数2.3)、机制砂(细度模数2.8)、细河砂(细度模数1.6)和混合砂(细度模数2.3)的对比试验结果表明:在相同配合比条件下,细度模数2.8的机制砂抹灰砂浆不好施工(分层度大),但强度最高;细砂抹灰砂浆好施工(分层度小),但强度最低,收缩率最大;河砂和混合砂细度模数相同,但混合砂抹灰砂浆比河砂抹灰砂浆施工性更好,强度更高,这可能是混合砂的颗粒级配更合理的原因;作为抹灰砂浆中砂的细度模数在2.2~2.3为宜。