砂的細度模數對砂漿性能的影響

戴麗聰

（常州市眾華建材科技有限公司，江蘇 常州 213131）

砂的細度模數對砂漿性能的影響

戴麗聰

（常州市眾華建材科技有限公司，江蘇 常州 213131）

在混凝土中，要求粗骨料能形成一種連續級配，各種粒徑的粗骨料能以一定的比例搭配，形成一個密實填充系統，這樣制成的混凝土和易性好， 不易發生分層和離析的現象,本文通過試驗探索不同顆粒級配對干粉砂漿工作性能、力學性能和耐久性能的變化情況，綜合比較和經濟成本分析，當在確定的配合比下使用顆粒級配合理的中砂可使得干粉砂漿的性能良好、成本最低，優于細砂與粗砂。

干粉砂漿；顆粒級配；砂漿性能

0　前言

干粉砂漿是指經干燥篩分處理的細集料與無機膠結料、保水增稠材料、礦物摻合料和添加劑按一定比例進行物理混合而成的一種顆粒狀或粉狀，以袋裝或散裝的形式運至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。

在混凝土中，要求粗骨料能行成一種連續級配，各種粒徑的粗骨料能以一定的比例搭配，形成一個密實填充系統，這樣制成的混凝土和易性好，不易發生分層和離析的現象。同樣對于干粉砂漿來說，砂也應該有合理的顆粒級配和粗細搭配: 粗顆粒砂不能過多，否則砂漿會產生泌水現象， 砂漿分層，但細顆粒砂也不能過多，雖然細顆粒的砂能提高砂漿保水性，不易分層，但會降低砂漿流動度，增加用水量，影響砂漿性能。

為了解決這個問題，推動干粉砂漿在國內的應用，通過試驗，探索保持水泥砂漿流動度不變和水灰比不變時，如何保持砂漿流動性能和力學性能的處于最佳狀態，故提出研究砂的顆粒級配對砂漿性能的影響這一課題。

1　研究內容

1.1基準配合比

本試驗選定灰砂比為 1 : 3（砂采用標準砂），稠度控制在 100 正負 10 之間，強度等級為 M7.5。

1.2稠化粉摻量的確定

在干粉砂漿中選用稠化粉來改善砂漿的和易性，其摻量決定了砂漿的質量與成本。通過保水性能和力學性能試驗研究對干粉砂漿性能的影響，確定適宜摻量。

1.3砂的顆粒級配試驗

1.3.1水灰比

在配合比確定的情況下，摻入不同顆粒級配的砂，使其稠度在 (100±10)mm 范圍的情況下，觀察干粉砂漿水灰比情況。

1.3.2工作性能

分別使用不同模數的砂子，相同模數不同級配的砂子，觀察干粉砂漿稠度、密度、分層度、凝結時間和保水率的工作性能。根據行業標準，稠度應在 (100±10)mm 范圍內，分層度值在 10～25mm；初凝時間≥3h，終凝時間≤8h；保水率≥88%。

1.3.3力學性能

分別使用不同模數的砂子，相同模數不同級配的砂子，觀察干粉砂漿立方體抗壓強度（3d、28d 齡期強度）的力學性能。

1.3.4收縮性能

分別使用不同模數的砂子，相同模數不同級配的砂子，觀察干粉砂漿的收縮性能變化情況，根據行業標準，收縮率≤0.5%。根據行業標準 JGJ 70－90 建筑砂漿基本性能試驗方法，考察干粉砂漿各方面技術性能指標是否達標，并根據上述試驗確定探索性能良好，成本最低的干粉砂漿。

2　試驗原材料

2.1水泥

試驗選用的是普通硅酸鹽水泥 42.5，性能見表 1。

表1　普通硅酸鹽水泥 42.5 的基本性能

2.2砂子

河砂，在烘箱溫度為 (100±5)℃ 的烘干箱內烘 6h，烘干后過 0.16mm、0.315mm、0.63mm、1.25mm、2.5mm、5mm的篩。

表2　黃砂的性能

2.3稠化粉

砂漿稠化粉是自配的一種有機與無機復合材料，稠化粉是一種非引氣及非石灰型粉狀復合材料，它安全、無毒、無放射性和無腐蝕性，稠化粉通過材料對水分子的物理吸附作用，從而達到使砂漿增稠、保水之目的，砂漿各項物理力學性能均滿足規范要求，砂漿與磚及砼基體粘結良好，耐久性能良好。

2.4水

自來水

3　試驗方法及內容

3.1砂漿的基本性能試驗

采用行業標準 JGJ 70－90 《建筑砂漿基本性能試驗方法》進行測定。為了研究砂的顆粒級配對砂漿性能的影響，設計了 6 個不同的模數及 12 個不同的顆粒級配的砂子做試驗，本試驗選定灰砂比為 1∶3，水灰比在 0.6～0.7 左右，使用標準砂的水泥砂漿作為基準砂漿，試驗發現：基準砂漿在滿足稠度 (100±10)mm 范圍的情況下，砂漿工作性能良好無泌水離析現象，和易性良好，砂漿的 7d、28d 強度均達到設計標準，保水性能較好。具體數據見表 3。

表3　砂漿的配合比試驗

3.2砂的細度模數對干粉砂漿性能的影響

3.2.1模數對水灰比的影響

圖1　模數與水灰比的關系

由圖 1 可知，在控制稠度一定的情況下中砂的工作性能優于細砂和粗砂。由此可知，良好的顆粒級配可以在保證一定的工作性能和強度的情況下，減少需水量。在砂的模數為細砂時水灰比較小在 0.64 以上，當砂的細度模數為中砂的時水灰比在 0.61 到 0.65 之間，在相同的稠度下中砂的工作性能將優于細砂，當砂的模數為粗砂的時候，水灰比進一步升高，導致出現比較嚴重的泌水現象。

3.2.2模數對保水率的影響

圖2　模數與保水率的關系

由圖 2 可知在稠度控制在 (100±10)mm 的情況下，隨著細度模數的增加，保水率逐漸降低，相通模數的情況下，保水率幾乎保持不變，同時從試驗得出結果，細砂與中砂的保水率在 94 到 97 這個范圍內，而粗砂的保水率就比較低，導致出現明顯的泌水現象。

3.2.3模數對強度的影響

由圖 3 與圖 4 可知，在配料確定、稠度控制在(100±10)mm 的情況下，中砂的 7d、28d 強度大于細砂和粗砂。同時中砂的 28d 后期強度增進比細砂與粗砂都高。設計強度為 7.5MPa，一般在 7d 強度的時候中砂會達到設計強度，而粗砂與細砂不能達到，一般在 5MPa。而 28d 強度中砂的增進比較大，可以達到 8MPa，而細砂與粗砂后期強度增加很有限。化。細砂在模數相同級配不同的情況下，如果 0.63 以上砂子含量的提高，則會導致水灰比的增高。相反中砂在模數相同級配不同的情況下，如果 0.63 以上砂子含量的提高，則會導致水灰比的降低。

圖3　模數與 7d 強度的關系

圖4　模數與 28d 強度的關系

圖5　0.63以下砂含量對砂漿性能的影響

圖6　不同級配對水灰比的影響

圖7　不同級配對保水率的影響

由圖 7 可知在相同模數不同級配的情況下，相同模數的保水率幾乎一樣，無明顯變化。隨著細度模數的增加，保水率下降，細砂與中砂的保水率保持在 95% 左右，而粗砂的保水率在相同的模數但不同級配的情況下出現一定幅度的波動。

3.3.3不同級配對砂漿強度的影響

由圖 8、9 可知，在配料確定、稠度控制在 (100±10)mm的情況下，相同模數不同級配的情況下強度無明顯差別。但是中砂不同的級配強度會出現一定的波動，在保持細度模數不變的情況下如果 0.63 以下的砂含量提高，7d 與 28d 強度均會育所提高。

圖8　不同級配對 7d 強度的影響

圖9　不同級配對 28d 強度的影響

3.4其他性能分析

通過上述試驗所得數據，基本確定了基本確定使用灰砂比 1∶3，水灰比 0.6～0.7 左右，通過各個不同顆粒級配，不同模數之間的對比，初步了解了砂的顆粒級配對砂漿性能的影響。

3.4.1工作性能

在配合比確定的情況下，對不同的砂的細度模數及顆粒級配，依次做了稠度試驗、密度試驗、凝結時間試驗和保水率試驗，并找到工作性能良好的顆粒級配。

表5　不同顆粒級配砂子的砂漿的試驗數據記錄

由表 5 可知：（1）分層度：在水灰比確定的情況下，分層度跟保水率有很大的聯系，保水率越大分層度就越小。（2）初凝時間：初凝時間一般在 6～7 個小時之間，隨著細度模數的增大，初凝時間也在增加。（3）終凝時間：終凝時間一般在 7～8 個小時之間，隨著細度模數的增加，終凝時間也會增加。

4　結論

本文主要探討了砂的細度模數對干粉砂漿的性能影響，其基本能滿足 JGJ 70－90《建筑砂漿基本性能試驗方法》的規范標準，在試驗過程中得到了許多規律性的知識：

（1）在不同模數的情況下，稠度、密度基本保持不變，與基準類似。干粉砂漿隨著細度模數的增大要保持稠度在 (100±10)mm 范圍內，需水量逐漸減小，也就是說細砂由于比表面積增大，所要包裹的面積增大，所需的水泥漿體也要增多，所以中砂的水灰比在相同的配合比的情況下小于細砂與粗砂；與基準試驗相比較，干粉砂漿的凝結時間出現了一些組分的變化，但是不大，細砂與中砂的初凝時間和終凝時間沒有發生變化依然維持在初凝為 6h30min 左右，終凝時間維持在 7h45min，但是粗砂的初凝和終凝都滯后了30～60min；細砂和中砂的保水比較好，一般保水率均在 95%以上，但是粗砂的保水性不理想，出現泌水現象，保水率下降到 90% 以下；在強度方面使用不同的顆粒級配的細集料，相比較砂漿 3d 的強度使用中砂的砂漿試件可以達到 6MPa 略高于使用粗砂和細砂的砂漿試件，并且使用粗砂的砂漿強度高于使用細砂的砂漿試件，28d 強度使用中砂的砂漿可以達到8個兆帕高于使用細砂與粗砂的砂漿。說明在力學性能上，使用中砂的砂漿，顆粒級配合理，其試件強度高于顆粒級配不合理的細砂和粗砂；

（2）在相同模數不同級配的情況下，如果 0.63 以上砂子含量的提高，則會導致水灰比的增高。相反中砂在模數相同級配不同的情況下，如果 0.63 以上砂子含量的提高，則會導致水灰比的降低；隨著細度模數的增加，保水率下降，細砂與中砂的保水率保持在 95% 左右，而粗砂的保水率在相同的模數但不同級配的情況下出現一定幅度的波動；中砂不同的級配強度會出現一定的波動，在保持細度模數不變的情況下如果 0.63 以下的砂含量提高，7d 與 28d 強度均會有所提高。

通過試驗探索不同顆粒級配對干粉砂漿工作性能、力學性能和耐久性能的變化情況，綜合比較和經濟成本分析，當在確定的配合比下使用顆粒級配合理的中砂使得干粉砂漿的性能良好、成本最低，優于細砂與粗砂。

［通訊地址］江蘇省常州市鐘樓區新閘鎮新福路 8 號（213131）

戴麗聰（1985－），男，助理工程師