混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的影響

葛林慧

摘要：水泥基灌漿料很容易由于混合骨料級配不合理出現分層離析的現象。為此，進行混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的影響的研究。從水泥基灌漿料工作性能和力學性能兩方面證明，采用25%A、75 %B與石英砂的混合骨料級配能夠同時提升水泥基灌漿料的兩方面性能，能夠滿足對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的指標要求。

關鍵詞：混合骨料級配;水泥基灌漿料;工作性能;力學性能

中圖分類號：TV42+1

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）12-0098-03

0 引言 水泥基灌漿料本身具備良好的抗滲性、耐鹽性以及耐弱酸腐蝕性，在與其他材料進行粘結時具有很強的粘結力，可以適用于在潮濕基材表面施工，不需干燥，就可在潮濕環境或水下硬化。這就意味著，利用水泥基灌漿料作為建筑材料操作過程簡單，上手難度低[1]。在影響水泥基灌漿料工作性能和力學性能的因素中，混合骨料級配是決定水泥基灌漿料質量最關鍵的因素。可以將混合骨料級配的選擇視為選擇合適水泥基灌漿料材料的簡單合成的過程，通過確定其相對用量，盡可能地制備出在具備經濟效應的基礎上，具有高強度以及高耐久性的水泥基灌漿料，從而滿足設計水泥基灌漿料的期望要求。考慮到混合骨料級配作為影響水泥基灌漿料工作性能和力學性能的重要指標，一旦出現混凝土骨料級配不合理的情況，最容易產生的嚴重后果就是導致混凝土和易性不好而泌水、泌漿以及露砂、露石等，進而嚴重影響著混凝土工程的質量。結合孫小巍，崔文軍，劉小萱等進行的鋼渣砂、石英砂混合骨料級配對水泥灌漿料性能影響的研究，結果表明，采用由3種粒徑砂組成的灌漿料骨料連續開級配時能夠有效提高灌漿料抗壓強度[2]。為進一步明確混合骨料級配與水泥基灌漿料工作性能和力學性能之間的關系，本文進行如下研究，致力于提高水泥基灌漿料的工作性能和力學性能，為得到高質量的水泥基灌漿料提供理論支持。

1 混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的影響

本文研究依據嚴格遵守《水泥基灌漿材料應用技術規范》中II類CB/T 50448-2008的技術要求，在此基礎上，對水泥基灌漿料的最佳混合骨料級配提出具體建議。因此，必須選擇灌漿料流動度好、灌漿料抗壓強度更高的結構組合型水泥基灌漿料作為建筑的使用材料，其中混合骨料級配是影響水泥基灌漿料工作性能和力學性能的關鍵參數。通過本文提出的混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的影響研究，其最終目的在于選擇出工作性能和力學性能最好的水泥基灌漿料混合骨料級配方案。

2 混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能的影響

本文采用灌漿料流動度作為混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能的影響參數，通過試驗結合破壞能理論對水泥基灌漿料工作性能展開研究。試驗選用鋼渣的陳化期為10個月，莫氏硬度為5.5;密度為2.89g/m3，其化學成分包括：16.78%的SiO2、3.56%的A12O3、18.56%的Fe2O3、40.05%的CaO、10.56%的Mg0、1.58%的P2O3以及8.91%的其他化學成分。試驗選用水泥的級別為P-050.8，其化學成分包括：21.78%的Si02、8.51%的A12O3、4.38%的Fe2O3、62.72%的CaO、 1.85%的MgO、0.07%的TiO2以及0.69%的MnO。試驗選用石英砂的粒徑為0. 10-0.30mm;堆積密度為1489kg，m3;細度模數為1.5。選用粒徑為0.10-0.20mm的鋼渣砂作為A砂;粒徑為0.20-0.30mm的鋼渣砂作為B砂，將A砂、B砂與石英砂進行混合，以上3種砂在材料中所占的比例就是混合骨料級配。首先，第1組混合骨料級配為A砂所占的比例25%;B砂與石英砂所占的比例為75%，進行試驗;第2組混合骨料級配為A砂所占的比例75%;B砂與石英砂所占的比例為25%，進行試驗;第3組混合骨料級配為A砂所占的比例50%;B砂與石英砂所占的比例為50%，進行試驗。選用《水泥基灌漿材料應用技術規范》中指標中的灌漿料流動度作為試驗對象工作性能評判標準，灌漿料流動度越低說明水泥基灌漿料的堆積密度越大，也就意味著其工作性能越強。本次實驗整個流程在室內實驗室進行，盡可能地避免試驗結果由于外界因素出現誤差。得出的兩種混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能影響的試驗結果，將得出的測試結果，代人Wevecetly數據采集系統，并以曲線圖的形式進行展示。兩種混合骨料級配水泥基灌漿料工作性能對比結果，如圖1所示。

通過圖1可知，灌漿料流動度與堆積密度的變化趨勢并不一致，第1組由于B砂與石英砂所占比例大，粒徑大，在水泥基灌漿料堆積密度小于1600kg/m3時，灌漿料流動度大，工作性能一般;在水泥基灌漿料堆積密度大于1600kg/m3后，灌漿料流動度明顯降低，工作性能最好。第2組由于A砂所占比例大，粒徑小，在水泥基灌漿料堆積密度小于1600kg/m3時，灌漿料流動度小，工作性能最好;在水泥基灌漿料堆積密度大于1600kg/m3后，灌漿料流動度明顯提高，工作性能較差。第3組由于A砂與B砂所占比例一致，粒徑適中，灌漿料流動度變化幅度不大，工作性能始終保持穩定狀態。通過試驗結果表明，應該在鋼渣砂粒徑大時采用密度大于1600kg/m3的水泥基灌漿料堆積;在鋼渣砂粒徑小時采用密度小于1600kg/m3的水泥基灌漿料堆積，有效防止由于水泥基灌漿料很容易由于混合骨料級配不合理出現分層離析的現象，能夠實現水泥基灌漿料工作性能最佳。除此之外，混合骨料級配能夠提高水泥基灌漿料的耐久性。為了確保建筑行業在市場的可持續發展，可以通過科學的混合骨料級配，以其耐腐蝕的特性，提高水泥基灌漿料的使用壽命。在水泥基灌漿料抗腐蝕性能應用方面，25%A、75%B與石英砂的混合骨料級配具有相對良好的市場應用效果，長期使用可提升水泥基灌漿料的使用年限，具有切合實際的指導意義。在實際應用時，由于水泥基灌漿料的高低溫性能是相互矛盾的2個指標，25%A、75%B與石英砂的混合骨料級配有利于水泥基灌漿料抗低溫以及耐熱性能的提高，進而提高水泥基灌漿料工作性能。

3 混合骨料級配對水泥基灌漿料力學性能的影響

鑒于國內針對已有大量混合骨料級配對水泥基灌漿料力學性能的影響的研究，本文不做多余的贅述[3]。依然選用上文提出的兩種混合骨料級配的水泥基灌漿料進行研究，針對影響水泥基灌漿料力學性能的指標進行計算，其中包括：灌漿料抗壓強度、抗折強度、抗彎拉強度、最大彎拉應變以及彎曲勁度模量。2種混合骨料級配對水泥基灌漿料力學性能的影響參數，如表1所示。

結合表1信息，結果與混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能影響的實驗結果基本一致，25%A、75%B與石英砂的混合骨料級配在各方面參數上均取得明顯的優勢。明確混合骨料級配對水泥基灌漿料力學性能的影響后，可以對混合骨料級配與水泥基灌漿料力學性能關系進行降序排列，水泥基灌漿料力學性能由高到低。由此可見，可以通過改變混合骨料級配，打破水泥基灌漿料的動態平衡，同時改變水泥基灌漿料力學性能指標參數，從而使水泥基灌漿料力學性能受到影響?？紤]到水泥基灌漿料的黏聚性要求新拌灌漿料的組成材料之間有一定的黏聚力，確保不發生分層離析現象，使得灌漿料能夠保持整體均勻穩定的性能。還要增加重要的一條，就是必須在澆筑時拌合物的坍落度與坍落度損失控制在～定范圍內。由于所需的拌合物工作性與現場攪拌環境有關，因此，通常在現場施工之前無須確定具體的工作性。綜上所述，從SBR水泥基灌漿料的工作性能以及力學性能上綜合考慮，當兩種結構的混合骨料級配以25%A、75%B與石英砂的比例混合時，水泥基灌漿料各項綜合性能指標才能達到比較理想的結果。希望能夠通過本文得出的理論依據，為建筑行業經濟效益的提升提供技術指導。

4 結語

通過研究混合骨料級配對水泥基灌漿料工作性能和力學性能的影響，針對進行的兩次實驗，結合破壞能理論結果表明：混合骨料級配為A砂所占的比例25%;B砂與石英砂所占的比例為75%時，水泥基灌漿料工作性能和力學性能達到最佳狀態。再通過灌漿料抗壓強度、抗折強度、抗彎拉強度、最大彎拉應變以及彎曲勁度模量等水泥基灌漿料力學性能指標參數證明本文研究的有效性，能夠為研制質量更好的水泥基灌漿料提供學術意義。截至目前，國內外針對水泥基灌漿料力學性能的研究仍存在一些問題，缺少專業性極強的配套試驗研究裝置，因此，在后期的建筑行業市場調研過程中，可通過進行混合骨料級配的優化設計，進一步對混合骨料級配提出深入研究。

參考文獻

[1]孫小巍，崔文軍，劉小萱，等.鋼渣砂、石英砂混合骨料級配對水泥灌漿料性能影響的研究[J].混凝土，2019，01（003）：082-085.

[2]郭利杰，魏曉明，李守強，等，摻加冶煉渣的混合骨料原位膠結充填體質量評價研究[J].中國礦業，2019，28（001）：234-237.

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