機制砂粒徑級配對干混砂漿性能的影響

張琛琪 張文淵

（重慶交通大學土木建筑學院 重慶 400074）

1 試驗方案

1.1 原材料性能

試驗采用的機制砂為湖南省永州市砂廠生產，根據《建設用砂》（GB/T14684-2011）對機制砂進行測試，主要性能指標如表1所示。水泥選用重慶華新鹽井水泥有限公司生產的P.O42.5普通硅酸鹽水泥，性能指標均符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）的要求。添加劑選用羥丙基甲基纖維素醚（HPMC），其性能指標均符合《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》（GB50119-2003）的要求，且試驗用量為水泥用量的0.2%。試驗用水為生活用自來水，符合《混凝土用水標準》（JGJ63-2006）。整個試驗過程嚴格按照《建筑砂漿基本性能試驗方法》（JGJ/T70-2009）中規(guī)定要求進行。

表1 機制砂物理性能表

1.2 砂漿的配合比設計

試驗所用的機制砂用孔徑為1.18mm、0.6mm、0.15mm、0.075mm的篩子篩成四種不同粒徑的砂粒組。然后把各粒組的篩余量按占總質量的百分比配制成6組不同粒徑級配的試驗用砂，參照《砌筑砂漿配合比設計規(guī)程》（JGJ/T98-2010），并結合試驗室所做試驗和實際使用的情況，配置了6組試驗，其中機制砂1450kg/m3，以砂漿稠度值（70～90mm）來控制用水量，經多次試驗（在該階段試驗過程中機制砂級配始終保持不變），最終以水泥：機制砂：水=220：1450：290作為基準配合比，此時纖維素醚用量為0.44kg/m3。

表2 不同粒徑組機制砂配比

2 試驗結果及分析

2.1 粒徑級配對稠度的影響

測得六組不同粒徑級配的機制砂干混砂漿的稠度值結果如圖1所示。隨著石粉含量的減小和粗顆粒含量的增加，干混砂漿的稠度值呈逐漸增加的趨勢。由于石粉顆粒粒徑小、比表面積大，故表面潤濕需水量大，保持用水量不變，石粉含量越高砂漿流動度降低，故J1組干混砂漿的稠度值偏小。根據《預拌砂漿》（GB/T25181-2010）中的性能指標要求，當機制砂粒徑級配為J2～J5組時，干混砂漿的稠度值處于規(guī)范要求之內。

2.2 粒徑級配對保水性的影響

測得六組不同機制砂粒徑級配的干混砂漿保水率如圖2所示。干混砂漿的保水率隨著石粉含量的減小和粗顆粒含量的增加呈現降低的趨勢，保水率由J1組的96%降到J6組的82%。由于石粉表面潤濕需水量較大，故J1組機制砂所配制的砂漿較為粘稠，幾乎不泌水，保水率較高。隨著機制砂顆粒級配的調整，J1～J6組顆粒級配中骨料間隙增大，需水量逐漸減少，用水量保持不變，干混砂漿拌合后的泌水性明顯提高，失水量逐漸增加，使得保水率逐漸減低。根據《預拌砂漿》規(guī)范的性能指標要求，當機制砂顆粒級配為J1～J4組時，拌和后的機制砂干混砂漿無泌水現象，保水率滿足規(guī)范要求。

圖1 粒徑級配對砂漿稠度的影響

圖2 粒徑級配對砂漿保水性的影響

2.3 粒徑級配對力學強度的影響

按照《標準》制作砂漿試件，標準條件下養(yǎng)護至相應齡期測定六組不同粒徑級配的機制砂干混砂漿28d抗折、抗壓強度如圖3所示。隨著石粉含量的減小和較粗顆粒含量的增加，干混砂漿的抗折、抗壓強度值先增大后降低，砂級配為J3組時干混砂漿強度均達到最大值，砂級配為J6組時，干混砂漿強度顯著降低。

圖3 粒徑級配對砂漿力學強度的影響

機制砂級配中石粉所占比例在一定范圍內填充作用最好，且活性最高。由于石粉能夠填充在水泥水化產物中，增加其密實度，提高干混砂漿的整體強度；二是由于機制砂級配中加入石粉，能夠在拌和的干混砂漿中起到很好的“晶核效應”，加速水泥熟料中硅酸三鈣的水化，水化產物逐漸增多，提高了機制砂干混砂漿的強度[2]。

3 結論

本章主要研究了不同機制砂粒徑級配對干混砂漿稠度、保水率、力學強度、粘結強度的影響，通過相關的試驗研究得到了以下結論：

（1）隨著機制砂級配J1～J6組中石粉含量的減小和各粗粒組含量的相對增加，干混砂漿的稠度呈增長趨勢，當機制砂顆粒級配為J2～J5組時，砂漿稠度值較好，流動性滿足施工要求；干混砂漿保水率呈下降的趨勢，當機制砂顆粒級配為J1～J4組時，配置的干混砂漿保水率滿足施工使用要求。

（2）隨著機制砂級配J1～J6組中石粉含量的減小和各粗粒組含量的相對增加，干混砂漿的抗折、抗壓強度及28d粘結強度總體上呈現先增加后減小的趨勢。由于石粉具有“填充效應”和“晶核效應”，當選用機制砂級配J3組拌制干混砂漿時，砂漿的整體強度達到最大。

[1]顧金菊.淺談預拌砂漿發(fā)展前景[J].科技與企業(yè)，2013（17）：167.

[2]劉娟紅，包文忠，趙文新，靳冬民，張 黎.石灰石尾礦機制砂制備干粉砂漿的性能研究[J].粉煤灰綜合利用，2013（03）：28～31+35.