混合砂干混砂漿專用保水增稠材料性能研究

胡浩然 邱云超 李靜

1河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）2開封市筑邦商品砂漿有限公司（475000）

混合砂干混砂漿專用保水增稠材料性能研究

胡浩然1邱云超2李靜1

1河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）2開封市筑邦商品砂漿有限公司（475000）

簡述了干混砂漿產(chǎn)品對于細(xì)集料及外加劑的要求，以自主研制的混合砂干混砂漿專用外加劑ZB-05為重點(diǎn)，對比研究了纖維素醚、ZB—05及市售保水增稠材料對砂漿表觀密度、保水率、黏結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等性能的影響，結(jié)果表明:與纖維素醚和市售稠化粉相比，添加ZB—05復(fù)合外加劑的砂漿產(chǎn)品保水效果良好，拉伸黏結(jié)強(qiáng)度顯著提高，表觀密度和抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

干混砂漿；混合砂；保水增稠；外加劑；黏結(jié)強(qiáng)度

目前，干混砂漿用砂主要是天然砂，這種資源因短期內(nèi)不可再生而日漸減少，加之采挖區(qū)域限制，致使價格節(jié)節(jié)攀升，在此背景下，混合砂的研究應(yīng)用引起了業(yè)內(nèi)熱議。混合砂是指不同性狀和來源的硅質(zhì)原料，按照一定比例混合后，能夠滿足干混砂漿使用指標(biāo)的細(xì)集料，與天然砂相比，取材更廣，成本更低，環(huán)境效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。眾所周知，干混砂漿的種類和特性與外加劑密切相關(guān)，由于外加劑品類繁多，每種又有其獨(dú)特的作用，多種外加劑同時使用時，對砂漿性能的影響更為復(fù)雜。因此，研究開發(fā)適用于混合砂干混砂漿的優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的外加劑，解決共性技術(shù)問題，可謂順應(yīng)市場潮流。經(jīng)過一系列探索，我們研制出一種混合砂干混砂漿系統(tǒng)專用的復(fù)合外加劑ZB—05，并通過與某品牌纖維素醚HPMC、市售某品牌保水增稠材料(稠化粉)的對比試驗(yàn)，分析了ZB—05對砂漿主要性能的影響。

1 原材料及配合比

1.1 原材料

①水泥:采用新鄉(xiāng)天瑞水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，性能指標(biāo)見表1。

表1 水泥性能指標(biāo)

②粉煤灰:采用新鄉(xiāng)建垣建材有限公司出售的F類I級粉煤灰作為活性摻合料,性能指標(biāo)見表2。

表2 粉煤灰性能指標(biāo)

③混合砂:采用信陽浉河的粗砂和開封永興黃河沙深加工有限公司生產(chǎn)的特細(xì)砂，性能指標(biāo)見表3和表4。

表3 粗砂性能指標(biāo)

表4 特細(xì)砂性能指標(biāo)

1.2 對比試驗(yàn)配合比

對比試驗(yàn)分為三組，外加劑為原材料中唯一的變量，具體配比見表5。

表5 對比試驗(yàn)配合比

2 試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析

按照GB/T 29756—2013《干混砂漿物理性能試驗(yàn)方法》分別測試三組砂漿的表觀密度、保水率、14 d拉伸黏結(jié)強(qiáng)度、7 d抗壓強(qiáng)度、28 d抗壓強(qiáng)度等性能；主要儀器:DYE—300S型全自動恒應(yīng)力壓力試驗(yàn)機(jī)、UJZ—15砂漿攪拌機(jī)、LDS—5全自動電子拉力試驗(yàn)機(jī)等。試驗(yàn)結(jié)果及討論如下:

2.1 表觀密度

控制相同的加水量(160∶1 000)，測試三組砂漿產(chǎn)品的表觀密度，結(jié)果見表6和圖1。

表6 試驗(yàn)砂漿表觀密度

由圖表可見，與纖維素醚相比，添加ZB-05對砂漿的表觀密度影響不大，添加市售稠化粉的砂漿密度最小。原因在于纖維素醚雖有一定的引氣作用，但引氣量有限，砂漿絕對密度的降低并不十分明顯；市售稠化粉一般采用烷基類表面活性材料作為引氣劑，特點(diǎn)是用量少、引氣多、氣泡體積大，對砂漿密度影響較大；ZB—05采用生物類活性材料，可以在不降低砂漿表觀密度的基礎(chǔ)上，顯著改善其觸變性。

圖1 試驗(yàn)砂漿表觀密度對照

2.2 保水率

控制相同的加水量(160∶1 000)，測試三組砂漿產(chǎn)品的保水率，結(jié)果見表7和圖2。

表7 試驗(yàn)砂漿保水率

圖2 試驗(yàn)砂漿保水率對照

由圖表可見，在相同的原料配比及用水量下，ZB—05的保水效果與纖維素醚基本持平，市售稠化粉略差，但都符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求(如JG/T 291—2011《建筑用砌筑和抹灰干混砂漿》)。

2.3 拉伸粘結(jié)強(qiáng)度

對三組砂漿產(chǎn)品進(jìn)行14 d拉伸黏結(jié)強(qiáng)度測試，結(jié)果見表8和圖3。

表8 試驗(yàn)砂漿14 d拉伸黏結(jié)強(qiáng)度

由圖表可見，ZB—05砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于市售稠化粉砂漿，也明顯優(yōu)于添加纖維素醚的砂漿。原因在于ZB—05能夠提高砂漿的保水性，增強(qiáng)膠凝材料的水化效果，同時引入活性成分，增進(jìn)顆粒擴(kuò)散的均勻度，對集料和膠凝材料起到良好的分散作用，從而顯著提高砂漿對基層材料的鉚合黏結(jié)能力。

圖3 試驗(yàn)砂漿14 d拉伸黏結(jié)強(qiáng)度對照

2.4 抗壓強(qiáng)度

對三組砂漿產(chǎn)品進(jìn)行7 d和28 d抗壓強(qiáng)度測試，結(jié)果見表9和圖4。

表9 試驗(yàn)砂漿7 d和28 d抗壓強(qiáng)度

圖4 試驗(yàn)砂漿7 d和28 d抗壓強(qiáng)度對照

由圖表可見，纖維素醚砂漿的7 d強(qiáng)度為其28 d強(qiáng)度的61.6%，ZB—05砂漿的7 d強(qiáng)度為28 d強(qiáng)度的58.5%，市售稠化粉砂漿的7 d強(qiáng)度為28 d強(qiáng)度的62.1%；以纖維素醚砂漿為基準(zhǔn)，ZB—05砂漿的28 d抗壓強(qiáng)度降低了4.6%,市售稠化粉砂漿的28 d抗壓強(qiáng)度降低了23.2%。可見與纖維素醚砂漿相比,市售稠化粉砂漿水化前期強(qiáng)度的增長速率基本處于正常范疇，但水化后期的強(qiáng)度不甚理想；ZB—05對砂漿水化前期強(qiáng)度的增長速率有輕微的消極影響，但對其28 d抗壓強(qiáng)度影響較小(與纖維素醚相差無幾)。

3 結(jié)論

通過與纖維素醚HPMC、市售保水增稠材料的對比試驗(yàn)可知，混合砂干混砂漿系統(tǒng)專用外加劑ZB—05具有良好的保水效果，能夠顯著提高砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度，對其表觀密度和抗壓強(qiáng)度沒有明顯的不利影響；市售稠化粉由于引氣量較大且穩(wěn)定性不好，令砂漿在抗壓強(qiáng)度方面表現(xiàn)不佳，拉伸黏結(jié)強(qiáng)度損失尤為顯著，施工應(yīng)用時存在一定的隱患。此外，ZB—05采用天然活性材料，在改善集料分散均勻度、砂漿觸變性和流變效果方面效果十分理想。當(dāng)前，在全國打響大氣污染攻堅(jiān)戰(zhàn)的背景下，干混砂漿行業(yè)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢，混合砂干混砂漿系統(tǒng)及相應(yīng)外加劑的推廣是大勢所趨，具有可觀的應(yīng)用前景。

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