预拌砂浆专用水泥研制.pdf

2 0 1 1 年 第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 1 No 2 F e b r ua r y 预拌砂浆专用水泥研制 张菁燕 潘钢华 z 李 敏 1 常州市建筑科学研究院有限公司 2 1 2 0 0 0 2 东南大学江苏省土木工程材料实验室 摘 要 研 究了采用不同品牌 水泥和保 水增稠 剂复合制备 的专用水泥 的性 能 结果表 明 通过控制保水增稠 剂 掺量 专用水泥贮存 O d以及 3个 月后配制砂 浆的保水率 强度 收缩等性能均能满足现行预拌砂浆标准要求 为采 用不 同品 牌 水 泥配 制 预 拌 砂 浆 专 用 水泥 提 供 了依 据 关 键 词 不 同品 牌 水 泥 保 水 增 稠 剂 专 用 水 泥 砂 浆 Abs t r act Th e p e rfo r ma n ce s o f s p e cia l ce me n t comp o s it e l y p r e p a r e d b y d if f e r e n t b r a n ds ce me nt a n d wa t e r pr e s e r v ing t h ick e n e r a r e s t u d ie d T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h r o u g h co n t r o l l in g t h e d o s a g e o f wa t e r p r e s e rvin g t h ick e n e r t h e p e r f o r man ce s s u ch a s wa t er r e t e n t io n r a t e s t r e ng t h a nd s h ri nk a g e o f mo r t a r pr e p a r e d b y s p e cia l ce me n t s t o ri ng a fte r Od a n d 3 mo n t h s ca n s a t is f y t h e r e q u ir e me n t s o f cu r r e n t r e a d y mix e d mo r t a r s t a n d a r d s w h ich p r o v id e a b a s is f o r u s in g d if f e r e n t b r a n d s ce me n t t o p r e p a r e s p e cia l ce me n t f o r r e a d y mix e d mo r t a r Ke y wo r d s Dif f e r e n t br an d s ceme n t W a t e r pr e s e r v in g t hicke n e r S pe cia l ce me nt Mo rta r 中图 分 类 号 TU5 2 8 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 0 4 6 3 7 2 01 1 O 2 5 6 0 4 0前言 预拌砂浆正在我国各地推广应用 但在推广应 用中遇到许多问题 其 中主要是预拌砂浆价格较现 场 搅 拌贵 预拌 砂 浆成 本 由于生 产 设 备投 资较 大 和 需要烘干砂而提高 因此 降低预拌砂浆成本是推 广 应用最 为关 键 的问题 本文 所介绍 的制 备预拌 砂 浆专用水泥技术 就是降低预拌砂浆成本的有效技 术 途径之 一 预拌砂浆专用水泥 专用干粉料 是将水泥 低 成本外加剂 矿物掺合料 工业废料废渣等 按照一 定 的 比例 在水 泥粉 磨 站 或 水 泥企 业 生 产 线 生 产 出 的专用水泥 专用干粉料 这种水泥可大大减少预 拌砂浆的投资 降低预拌砂浆成本口 1 建筑砂浆保水 增稠剂是一种新型的水泥砂浆拌和物外加剂 它完 全不同于砂浆微沫剂 能将增稠和保水作用很好地 兼容在一起 2 1 保水增稠剂用于预拌砂浆可提高砂 浆保 水率 改 善砂 浆 的 和易性 1 保水 增稠 剂 用 于 专 用 水泥 的 的研究 较 少 前期 的试 验 已经研 究 了不 同强度等级专用水泥的制备及性能l l l 但是用不 同 品牌水泥复合保水增稠剂制备专用水 泥的研究 尚 未见报道 考虑到实际应用中 专用水泥需要贮存 一 段时间 因此本文将保水增稠剂与不同品牌的水 泥配 制成专 用 水泥后 考 查专 用水 泥贮 存 0 d以及 3 个月后配制 M7 5抹面砂浆的各项性能 1 试验原 材料 与方 法 1 1 试验 原材料 水 泥 C W S Z三种 南京本 地 品牌 的 P 0 4 2 5 级水泥 其性能指标见表 1 表 1 水泥的物理力学性能 级 粉煤 灰 F A 华 能金 陵 电 厂提 供 C a O含 量 为 1 7 6 碱含 量 为 1 2 8 其技 术 指标 如表 2所 示 各 项 指标 均 符 合 G B T 1 5 9 6 2 0 0 5 用 于水 泥 和 混凝 土 中的粉 煤灰 标准要 求 保水增稠剂 课题组于 自行配制 P W一 1 外加剂 一 5 6一 表 2 粉煤灰的技术指标 张菁燕 潘钢华 李敏 预拌砂浆专用水泥研制 由上述材料配制的专用水泥的配比见表 3 表 3 专 用 水 泥 配 比 注 级粉煤灰 2 0 替代水泥 砂 S 河 砂 细度 模数 2 5 2 属 区中砂 1 2试 验方 法 砂 浆 的稠 度 表 观 密 度 抗 压 强 度 凝 结 时 间 收缩率试验均按照 J G J 7 0 2 0 0 9 建筑砂浆基本性 能试 验方 法 进行 测试 专用水泥 的制备方法 将各组胶凝材料 级 粉煤灰与保水增稠剂按照相应的比例混合均匀 砂浆保水率 粘结强度参照 D G J 3 2 1 3 2 0 0 5 江 苏 省 预 拌 砂 浆 技 术 规 程 和 J G ff 2 3 0 2 o o 7 预 拌砂 浆 进行 测试 2试 验结 果与 讨论 因实际使用中水泥常要 密封贮存 且贮存后性 能会有所降低 专用水泥也面临同样 的问题 因此 试 验选择分别测量专用水泥贮存 0 d和 3个月后配 制砂浆的性能 其贮存 0 d及 3个月后配制的砂浆 试件 的各 项 性能 如下 表 4 表 5所 示 表 4 专 业 水 泥 贮 存 0 d的 试 验 结 果 一 5 7 2 0 1 1 年第 2期 混凝土 与水泥 制 品 总第 1 7 8 期 2 1 贮存 3个 月专 用水 泥 的稠度 保水 率 和凝结 时 间 由表 4可 见 对于三种水泥 在满足稠度要求 的前提下 随着保水增稠剂掺量 的增加 砂浆 的保 水 率 也 随之 增加 且增 加效 果 明显 当掺 量 为 2 1 时 三种水泥的保水率均符合 J G 厂 I 1 2 3 0 2 0 0 7 预拌 砂浆 标准要求 8 8 由表 5可见 贮存 3个月 后 砂浆 的保 水 率较 0 d的均 大 幅度 增 加 且 随着 保 水增稠剂掺量增加而增加 三种水泥在掺量为 1 7 时就能满足 D G J 3 2 J 1 3 2 0 0 5 江苏省预拌砂浆技术 规程 标准要求 9 2 另外 随着保水增稠剂掺量的增加 砂浆 的凝 结时 间稍 有延 长 贮存 3个 月 后凝 结 时 间 的延长 更 加明显 但从总体上看 贮存 3个月后的专用水泥 在配制各强度等级的砂浆 的凝结时间都在 DG J 3 2 J l 3 2 0 0 5 江苏省预拌砂浆技术规程 标准要求的范 围之 内 1 0 h 贮存 后凝 结 时 间 的延 长这 主要 是 C A含量的影响 5 C A 含量影响的原因可分为 由于 C A与 石 膏 水 反 应 生成 的钙 矾 石 在 C 表 面沉 淀 下 来 形 成 有 效 屏 障 包 裹 在 未 水 化 的水 泥 颗粒 周 围 阻 碍水 和无 水 矿 物 的接 触 因而延 缓 水 泥的凝结时间 由于生成钙矾石消耗了部分 C C A含量相对降低 实验时按正常加水 就显得过 零 婷 N 山 岂 蹬 多 水泥浆体结构就不易紧密 使颗粒 间距增大 网 状结 构较难 形成 凝 结速 度变慢 凝结 时 间延 长 2 2 贮存 3个月专用水泥的强度 从 图 1 可以看出 三种专用水泥配制的砂浆的 强度均随着保水增稠剂掺量的增加而稍有下降 但 下降幅度不大 这是因为保水增稠剂的加入在改善 了砂 浆 的保 水 率 与 和易 性 的同 时 引入 了少 量 的气 泡 导致强度有所下降 专用水泥贮存三个月后砂 浆 的强度较贮存 0 d天有所下降 贮存 3个月后保 水增稠剂掺量对砂浆的 7 d强度影响较大 2 8 d强度 影响较小 这是 由于随着贮存时间的延长 空气 中 的水蒸气与专用水泥发生理化反应 5 1 对专用水泥 的活 性产 生 了影 响 进 而 造成 了水 化 反应 的相对 缓 慢 强度下降 总体来说 保水增稠剂对三种专用水 泥的影响规律一致 各种保水增稠剂掺量的专用水 泥 配 制 的 M7 5砂 浆 的强 度 均 能 满 足 D G J 3 2 J 1 3 2 0 0 5 江苏省预拌砂浆技术规程 和 J G q 2 3 0 2 0 0 7 预拌砂浆 标准要求 2 3 贮 存 3个月 专用水 泥 的收缩 从 上 图 2可 以看 出 对 于 不 同 品牌 的 三种 水 泥 保水 增 稠剂 的掺 入 都会 改善 砂 浆 的收缩 性 主 要是 因为保水增稠剂可提高保水率和水化程度 减 缓甚至减少水分的蒸发 从而使砂浆 的收缩减小 1 1 螽 黑 墨 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 保水增 稠剂掺量 占胶凝材料用量 保水增稠剂掺量 占胶凝材料用量 保水增稠剂掺量 占胶凝材料用量 a W 品牌专用水泥 b S品牌专用水泥 c Z品牌专用水泥 图例表示 7 d强度 贮存 0 d 2 8 d强度 贮存 0 d A7 d强度 贮存 3个月 丫 2 8 d强度 贮存 3个月 图 1 专用水泥中保水增稠剂掺量对砂浆抗压 强度 的影响 一 58一 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 保水增稠剂掺量 占胶凝材料用量 a W 品牌专用水泥 堡 婚 磊 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 保水增稠剂掺量 占胶凝材料用量 b S品牌专用水泥 图 2专用水泥中保水增稠剂掺量对砂浆 2 8 d收缩的影响 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 保水增稠剂掺量 占胶凝材料用量 c Z品牌专用水泥 L r E 0 50 5O 50 5O 5O 5O 5 O099 8 8 7 766 5 54 B d 隧出 2O 8 6 4 2 O8 6 4 2 O 8 6 4 2O 嘶 兮 兮 兮 兮 兮 2 O 8 6 4 2 O 8 6 6 6 5 5 5 5 5 4 4 O O 0 0 O 0 0 O O O O O 0 O 0 0 O O 好 P 8 6 4 2 0 8 6 4 2 O 8 嘶 兮 张菁 燕 潘 钢 华 李敏 预拌砂 浆 专用水 泥研 制 专用 水 泥贮 存 3个 月 后 各 种配 方 的砂 浆 收缩 均 有 所增大 原因主要可能是 由于贮存 3个月后 的水泥 活性下降及保水增稠剂中的减水组分部分失效 造 成拌合用水量有所增大 水灰 比增大 进而会带来 收缩率的增大 总体来说 各组砂浆的收缩率均较 小 符合 D G J 3 2 J 1 3 2 o o 5 江苏省预拌砂浆技术规 程 和 J G rr 2 3 0 2 0 0 7 预拌砂浆 标准的要求 3结论 1 采用砂浆保水增稠剂 P W一 1 配制预拌砂浆 专用 水泥 对 于不 同品牌 的水 泥 其 掺量 为 1 9 2 1 时 所 配 制 的专 用水 泥 经 3个 月 储存 期 后 配制 M7 5抹 面 砂 浆 的性 能 基 本 满 足 D G J 3 2 J 1 3 2 0 0 5 江苏省预拌砂浆技术规程 和 J C T 2 3 0 2 0 0 7 预 拌砂浆 标准要求 证明只要调整保水增稠剂 P W一 1 的掺量 就可以采用不同品牌的水泥来配制专用水 泥 2 随 着 保 水 增 稠 剂 掺 量 的增 加 由 三 个 品 牌 水泥配制 的抹面砂浆的保水率增加 收缩减少 而 凝结 时间 和强度 的差 异不 大 3 专用水泥贮存 3个月后 砂浆 的保水率 增 加 凝结时间延长 强度 降低 收缩增加 保水增稠 剂掺量为 2 1 时 各种 品牌专用水泥贮存 O d的综 合性能最好 此时三个品牌水泥所配 制的预拌砂浆 的各项性能均可满足现行标准要求 贮存 3个月后 保水增稠剂 同样掺量时保水率增加 因此 如需贮 存 可以适 当降低保水增稠剂掺量 参考文献 1 梅群 潘 钢华 潘文佳 预拌砂 浆专用水 泥 的制备及其 性 能研究 J 混凝 土与水泥 制品 2 0 0 8 6 5 5 5 8 2 鞠 丽艳 张雄 建筑砂浆保水增 稠剂 的性能及 作用 机理I J 1 建 筑材料学 报 2 o 0 3 3 2 5 2 9 3 陈益兰 纪涛 丰 霞等 砂浆保水增 稠材料的研究及机理探 讨 J 1 广东建材 2 o 0 7 3 1 9 2 0 4 钱 中秋 张菁 燕 杨江金等 预拌砂 浆 中保水增稠 剂 的研 究与应用 干混砂浆 2 0 0 7 1 2 4 6 4 7 5 盂祥海 水 泥储存 中的 问题及 分析 2 0 o 6年 水泥 技术交 流 大会 暨第 八届 全 国水 泥 技术 交流 大会 论文 集 2 0 0 6 2 2 2 2 2 4 6 潘钢华 王然 良 梅 群 专利名 称 一 种预拌砂 浆 的生产 方法 专利 申请号 C N 2 0 0 9 1 0 0 2 9 8 2 7 4 收 稿 日期 2 0 1 0 1 1 1 2 作者简介 张菁 燕 1 9 6 6 一 女 研究员 级高级工 程师 E ma i l z j y 4 O 0 5 6 1 6 3 co m 联 系电话 0 5 1 9 8 6 9 7 8 8 3 0 妇 a re a 逝 业j 业坐业 de 坐j 坐 鲁业业业坐业业业业 业 坐业 业业业坐业 业 业业业 业盘业 上接 第 3 9页 微 细 钢纤 维 不 仅 使 砂 浆 混 凝 土 的 抗 裂 性 能 得 到提升 还能提高砂浆 混凝土的韧性 如表 5所示 钢纤维 的直 径从 0 3 ra m 减小 到 0 2 5 m m 0 2 ra m 时 混凝土 的抗折强度依次提高 了 1 3 和 3 3 折压 比 分别 提 高 1 4 2 8 折 压 比 的提 高意味着 韧性 的增 强 原 因可能 是均 匀分 布 的微细 钢纤 维使 得砂 浆 混 凝土 的整 体 性更 强 当试 件 表 面 的主 裂 纹 出现 时 单位体积内根数更多 散布更广 的微细钢纤维可传 递应力衍生为发散 的微裂纹 从而延缓或抑制主裂 纹 的扩展 5 直 到 裂缝 处 的钢 纤 维被 拔 出 抗 折 强度 因此提高 3结论 1 砂浆 开 裂 面积 随微 细 钢纤 维 掺 量 的增 加 而 减小 在 本试 验条 件下 纤 维体 积 掺量 达 1 4 时 裂 缝面积减少 9 8 2 波浪型微细钢纤维在砂浆 中的抗裂性能优 于平 直型钢 纤 维 体积 掺 量 为 0 6 时 开裂 面积 较 平直 型钢纤 维 下降 6 3 3 微细钢纤维与普通钢纤维相 比 随纤 维直 径 的减 小 抗折 强 度 递 增 砂浆 混 凝 土 的 韧 性 得 到 提高 参考文献 1 铁