謝玲麗，曹春龍

（1. 北京博潤佳科技有限公司，北京　101109；2. 北京民佳混凝土有限公司，北京　110105）

熱干混砂漿工作性及性能優化

謝玲麗1，曹春龍2

（1. 北京博潤佳科技有限公司，北京101109；2. 北京民佳混凝土有限公司，北京110105）

選取纖維素醚、可再分散乳膠粉、萘系減水劑、三聚磷酸鈉四種材料，通過正交試驗得出熱砂漿復合添加劑最佳配合比例為：羥丙基甲基纖維素醚：0.30‰；可再分散乳膠粉：2.0‰；萘系減水劑：2.0‰；三聚磷酸鈉：0.3‰，此配方用于實際生產，效果良好，且成本增加較少。

熱干混砂漿；工作性；收縮率；力學性能

0　前言

據調查，目前普通干混砂漿生產效率的瓶頸在砂烘干系統上，與干混砂漿成套生產線配置的烘干系統實際烘干能力明顯小于設計能力，導致砂漿溫度偏高，尤其是在夏天，有的甚至高達 90℃，現場加水攪拌后砂漿溫度仍高于 40℃，本文稱之為熱干混砂漿。熱干混砂漿在應用中存在的主要問題是砂漿稠度損失快、和易性差、收縮大，大多數情況下需要二次加水拌和方能施工。而二次加水無疑會進一步加劇砂漿的收縮，降低砂漿的強度，且降低施工效率。

解決砂子溫度高帶來的熱砂漿應用問題，可以通過設備改造、更換砂源使用機制砂和優化添加劑配方三種方式來解決。設備改造受制于現有技術，而更換砂源則受制于當地資源，因此，要解決此問題，通過優化添加劑配方來優化砂漿性能無疑是最佳方案。

目前市場上普通砂漿常見添加劑一般有纖維素醚、可再分散乳膠粉、減水劑等等。鑒于熱砂漿問題主要是高溫下水泥水化加速引起的，因此本文選取緩凝劑三聚磷酸鈉來進行正交試驗，另選重鈣粉為填料，以期解決熱砂漿帶來的系列問題。

1　試驗材料及方法

1.1原材料

水泥：采用北京水泥廠生產的京都牌 P·O42.5 水泥；

粉煤灰：北京石景山電廠生產的 Ⅱ 級粉煤灰。

砂：采用河北涿州天然砂，細度模數 2.1，含泥量為4.2%。

添加劑：所用添加劑組分生產廠家和型號列于表 1。

表1　添加劑組分基本情況

水：采用自來水。

1.2試驗方法

1.2.1原材料存放環境及試驗環境

為了保證試驗的準確性，各種原材料均在試驗前 24h放入要求的溫度環境。試驗環境溫度為 (23±2)℃，濕度為(60±5)%。

1.2.2常規試驗方法

砂漿稠度、保水率、2h 稠度損失率、凝結時間、拉伸粘結強度、收縮率、抗壓強度、抗凍性試驗均采用JGJ/T 70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》規定的方法試驗。

2　正交試驗

2.1正交試驗及結果

根據 JGJ/T 220-2010 《抹灰砂漿技術規程》，設計水泥粉煤灰抹灰砂漿配合比如表 2。粉煤灰等量取代水泥 25%，由于添加劑需要自動計量，摻少量重鈣粉作為添加劑填料。用水量根據實際施工要求，添加使砂漿稠度達到抹灰施工要求時的用水量。

表2　基準配合比　　　　　　　g/kg

采用正交試驗法，選取 L16(45) 正交試驗表。因素水平表列于表 3，正交表列于表 4，試驗結果列于表 5。

表3　因素水平表

表4　L16(45)　正交試驗表

表5　正交試驗結果

2.2正交試驗分析及結論

圖1　因素趨勢圖——保水率

圖2　因素趨勢圖——2h 稠度損失率

圖3　因素趨勢圖——凝結時間

圖4　因素趨勢圖——14d 拉伸粘結強度

圖5　因素趨勢圖——28d 抗壓強度

圖6　因素趨勢圖——28d 收縮率

正交試驗結果采用因素趨勢圖進行分析，分析結果如圖1～6。結合實際施工要求，砂漿保水率需達到 90% 以上，2h 稠度損失需控制在 20% 以下。能滿足要求的配方有 8#、11#、13#。按照上述分析結果，HPMC 對砂漿保水率和稠度損失均有較大影響；PAV29 對拉伸粘結強度影響較大，但對抗壓強度有負面影響；而隨著 FDN-1 摻量提高，砂漿抗壓強度提高和收縮率降低趨勢明顯；三個配方中 STPP 摻量一致。如前所述，熱砂漿的工作性差主要表現在稠度損失快、和易性差、后期收縮大，另外結合成本考慮，確定 13# 配方為最優配方，即各添加劑摻量為 HPMC：0.30‰；PAV29：2.0‰；FDN-1：2.0‰；STPP：0.3‰；重鈣粉：10‰。

2.3驗證試驗

目前施工中常用的砂漿有 DP M5、DP M10、DM M5 三種，采用 13# 配方來配制這三種砂漿，以驗證復合添加劑的性能。

分別按照 JGJ/T 98-2010 和JGJ/T 220-2010 來設計砂漿配合比?？紤]到高溫使用，在砂漿中摻入粉煤灰。粉煤灰等量取代水泥 25%。試驗配合比列于表 6，試驗結果見表 7。各原材料均提前 24h 放入 90℃ 環境中。

表6　驗證試驗配合比

表7　驗證試驗結果

從表 7 結果看，用此復合添加劑配制的砌筑砂漿和抹灰砂漿完全能滿足 GB/T 25181-2010《預拌砂漿》 的要求，且各項指標富余系數足夠。此復合添加劑完全能夠滿足熱砂漿施工要求，并能提高熱砂漿的整體性能。

3　工程應用

該廣場位于成都市核心地段，項目占地約 190 畝，總建筑面積約 110 萬平方米。設計使用 DP M10 砂漿來做部分內墻抹灰，內墻采用空心粘土磚填充。

砂漿供應單位是四川某砂漿公司，該公司擁有兩條砂漿生產線，由于烘干機一直達不到設計產能，而每天的生產任務較重，導致砂溫居高不下，砂漿溫度一直持續在 70～80℃之間，現場使用自來水攪拌砂漿，濕砂漿溫度在 40℃ 左右。使用普通的添加劑稠度損失非常快。工地反映，從散裝罐攪拌出來的砂漿推到樓上，放在地上就不具備可操作性了，如圖 7。后工地加水二次攪拌后使用，使用效果很差，混凝土剪力墻上抹灰層開裂嚴重，而且伴隨著輕微的空鼓現象（圖8）。

圖7　不具備可操作性砂漿性能示意圖

該砂漿廠使用的原材料分別為：拉法基 P·O42.5 水泥，Ⅱ 級粉煤灰，細度模數為 2.3 的天然砂、級配良好。施工配合比為：P·O42.5 水泥:Ⅱ級粉煤灰:砂:熱砂漿復合添加劑=150:50:800:20，使用此添加劑每噸砂漿成本比使用前增加 1元。

砂漿出廠時實測溫度 76℃，從散裝罐里取樣后立即送入試驗室檢測，檢測結果見表 8，各項指標均能滿足標準要求。運到工地打入背罐，14h 后使用。當天最高氣溫 35℃、相對濕度 69%。使用時攪拌出來的砂漿溫度 42℃，初始稠度9.9cm，放在小推車里（如圖 8）運到 10 層， 砂漿稠度基本沒損失。放置 2h 后，稠度降到 8.2cm（如圖 9），使用無障礙，上墻后 30min 左右能收面，使用后效果良好。3 個月后觀察，砂漿與基層粘結力良好，無空鼓開裂現象。

圖8　使用熱砂漿復合添加劑配制的砂漿

表 8　砂漿出廠檢驗結果

圖9　2h后的砂漿

4　結論

熱砂漿復合添加劑最佳配合比例為 HPMC：0.30‰；PAV29：2.0‰；FDN-1：2.0‰；STPP：0.3‰；重鈣粉：10‰。使用該比例復合的添加劑，能較好地抑制熱砂漿稠度損失，減小 28d 干縮，且砂漿保水率合適，利于施工。能良好的解決熱砂漿帶來的系列問題。

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［通訊地址］北京市通州區漷縣鎮龍莊村北（101109）

謝玲麗（1979-），碩士，北京博潤佳科技有限公司，主要從事預拌砂漿添加劑及預拌混凝土生產質量管理的研究。