保水增稠材料對(duì)干混砂漿性能影響的試驗(yàn)研究

李增高，彭昭勝，賈曉燕，胡金強(qiáng)

（1. 濟(jì)南安順達(dá)新型建筑材料有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2. 濟(jì)寧興邦建材有限公司，山東 濟(jì)寧 272000；3. 青州弘巖工程服務(wù)有限公司，山東 濰坊 262500；4. 廊坊天盛環(huán)保建材科技有限公司，河北 廊坊 065000）

0 前言

普通干混商品砂漿所用細(xì)集料一般為天然砂，天然砂的使用必須經(jīng)干燥、篩分、分級(jí)，河砂的干燥、篩分本身需要大量的能源，且篩分出不能利用的 4.75mm 以上顆粒也在一定程度上造成了浪費(fèi)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境及自然資源保護(hù)的加強(qiáng)，考慮到天然砂正在枯竭的現(xiàn)狀，以及天然砂干燥消耗大量能源的現(xiàn)實(shí)，機(jī)制砂的生產(chǎn)及在商品砂漿中的應(yīng)用勢(shì)在必行[1-2]。

機(jī)制砂是經(jīng)機(jī)械破碎篩分而成，其顆粒尖銳粗糙且?guī)в欣饨牵瑫r(shí)在其中不可避免地含有一定量的石粉，這是機(jī)制砂與天然河砂最明顯的區(qū)別所在。目前，機(jī)制砂在普通砂漿中的應(yīng)用研究比較欠缺[3-5]。

本文全部利用機(jī)制砂生產(chǎn)普通干混砂漿，研究保水材料膨潤(rùn)土和纖維素醚單摻和復(fù)摻對(duì)普通干混砂漿性能的影響。

1 原材料

（1）水泥為山東濟(jì)南山水 P·O42.5 水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。

（2）粉煤灰為山東濟(jì)南黃臺(tái)電廠產(chǎn)Ⅱ級(jí)粉煤灰，性能指標(biāo)如表 2。

（3）機(jī)制砂為石灰?guī)r碎石機(jī)械破碎，其顆粒級(jí)配見(jiàn)表 3，性能指標(biāo)見(jiàn)表 4。

（4）砂漿增稠保水材料膨潤(rùn)土（源自龍鳳、匯源、光大、天同、東森五個(gè)廠家）和纖維素醚（包括寧津 2 種不同粘度纖維素醚，以及來(lái)自濟(jì)南安順達(dá)和瀘州兩個(gè)廠生產(chǎn)的纖維素醚）。

（5）水為飲用自來(lái)水。

2 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)儀器

2.1 試驗(yàn)方法

表1 水泥物理和力學(xué)性能指標(biāo)

表2 粉煤灰的物理性能

表3 機(jī)制砂的顆粒級(jí)配

表4 機(jī)制砂技術(shù)性能指標(biāo)

所有試驗(yàn)均參照 JGJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，采用砂漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不少于 3min，砂漿立方體抗壓強(qiáng)度測(cè)試試件的成型采用有底試模，養(yǎng)護(hù)為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。

2.2 試驗(yàn)儀器

砂漿攪拌機(jī)，壓力試驗(yàn)機(jī)，振動(dòng)臺(tái)，稠度儀，數(shù)顯砂漿凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀，電熱鼓風(fēng)干燥箱，AL204 電子天平和 DJ 系列電子天平，兩套砂漿保水性試驗(yàn)儀器等。

3 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 研究膨潤(rùn)土對(duì)干混砂漿性能的影響

首先研究不同廠家膨潤(rùn)土對(duì)干混砂漿性能的影響，以砌筑砂漿 M15 為例，纖維素醚使用上海惠廣化工產(chǎn)（濟(jì)南安順達(dá)代理商），其砂漿各性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 5。

從表 5 可以看出：不同廠家膨潤(rùn)土對(duì)干混砂漿性能有所差別。綜合其砂漿各性能和經(jīng)濟(jì)分析，選取東森廠家為主。然后在無(wú)纖維素醚條件下，以砌筑砂漿 M15為例，研究膨潤(rùn)土不同摻量對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。

從表 6 中可以看出：在達(dá)到規(guī)定稠度時(shí)，隨著膨潤(rùn)土摻量的增加，其砂漿單方用水量逐漸增多，其砂漿保水性以摻量 10% 時(shí)的最好；其次，隨著膨潤(rùn)土摻量增加，其砂漿抗壓強(qiáng)度先增大后降低，當(dāng)膨潤(rùn)土摻量 20%時(shí)的強(qiáng)度最高；因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，控制其膨潤(rùn)土摻量在 10%～20% 之間。

3.2 研究纖維素醚對(duì)干混砂漿性能的影響

研究不同廠家纖維素醚對(duì)不同標(biāo)號(hào)干混砂漿性能的影響，其各性能指標(biāo)見(jiàn)表 7。

表5 不同廠家膨潤(rùn)土對(duì) M15 干混砌筑砂漿性能的影響

表6 不同膨潤(rùn)土（東森）摻量對(duì) M15 干混砌筑砂漿性能的影響

表7 不同廠家纖維素醚對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響

表8 不同纖維素醚摻量對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響

表9 膨潤(rùn)土和纖維素醚復(fù)摻對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響

從表 7 中可以看出：不同廠家纖維素醚對(duì)干混砂漿性能影響很大，綜合其性能和經(jīng)濟(jì)分析，選取上海惠廣化工廠（濟(jì)南安順達(dá)代理商）為主。然后在無(wú)膨潤(rùn)土情況下，以砌筑砂漿 M15 為例，研究不同摻量纖維素醚對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 8 所示。

從表 8 中可以看出：在達(dá)到規(guī)定稠度時(shí)，隨著纖維素醚摻量的增加，其砂漿用水量增多，砂漿保水性增大，砂漿抗壓強(qiáng)度先增加后降低，根據(jù)其性能和經(jīng)濟(jì)分析，在實(shí)際生產(chǎn)中，選取纖維素醚摻量在0.05%～0.15% 之間。

3.3 膨潤(rùn)土和纖維素醚最佳比較的確定

根據(jù)膨潤(rùn)土和纖維素醚單摻對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響，對(duì)兩者復(fù)摻對(duì)干混砌筑砂漿性能的影響進(jìn)行了研究，以便找到兩者的最佳搭配，為保水增稠材料在干混砂漿中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)，其兩者復(fù)摻對(duì) M15 干混砂漿性能的影響試驗(yàn)結(jié)果如 9 所示。

從表 9 中可以看出：膨潤(rùn)土和纖維素醚復(fù)摻要比兩者單摻效果好，且成本較低，因此，確定膨潤(rùn)土和纖維素醚兩者復(fù)摻來(lái)作為保水增稠材料的主要成分，并將此保水增稠材料應(yīng)用于普通干混砂漿中。

4 結(jié)論

（1）不同廠家膨潤(rùn)土對(duì)干混砂漿性能影響不同，最終選取東森廠家的膨潤(rùn)土，且其膨潤(rùn)土最佳摻量在10%～20% 之間。

（2）不同廠家和不同粘度纖維素醚對(duì)干混砂漿性能影響也不同；根據(jù)纖維素醚摻量對(duì)干混砂漿各種性能影響，纖維素醚最佳摻量宜控制在 0.05%～0.15% 之間。

（3）膨潤(rùn)土和纖維素醚復(fù)摻要比兩者單摻效果好，且成本較低；因此，以膨潤(rùn)土和纖維素醚兩者復(fù)摻來(lái)作為保水增稠材料應(yīng)用于普通干混砂漿中。