应用人工砂预拌砂浆增稠保水材料的研制及其应用性能.pdf

2 0 1 0 年 第 7期 总 第 2 4 9 期 Nu mb e r 7 i n 2 0 1 0 T o t a l No 2 4 9 混 凝 土 Co ncr e t e 预拌砂浆 READY M ED M ORTAR d o i 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 7 0 3 7 应用人工砂预拌砂浆增稠保水材料 的研制 及其应用性能 谢慧东 张云飞 刘征涯 颜世 涛 1 山东华森混凝土有限公司 山东 济南 2 5 0 1 0 1 2 济南市建筑工程质量与安全生产监督站 山东 济南 2 5 0 0 1 3 摘要 讨论了开发研 制并推广应用人工砂生产预拌砂浆增稠保水材料的意义和迫切性 通过试验开发了一种能利用国内普通原材料 而保水性和增稠效果均较理想的砂浆增稠保水材料 H S T 制定了相应的产品标准 并就所研制增稠保水材料应用于人工砂生产的普通干 混砌筑 抹灰和地面砂浆的效果进行了总结 关键词 人工砂 预拌砂浆 增稠保水材料 保水性 强度 耐久性 中图分类号 T U5 2 8 0 4 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 7 0 1 1 3 0 3 Res e a r ch an d appl ica t ion o f adh e siv e a nd wa t er r e t a ining admix t ur e f or commer cia l mor t a r a dde d wit h ma nu f act ur ed s a nd X 匝 Hu i d o n g ZHANG Yu n f e i LI U Zh e n g y a Y AN S h i ta o 1 S h a n d o n g P r o v i n ci a l Hu a s e n C o n cr e t e Co L t d J i n a n 2 5 0 1 0 1 C h i a n 2 J i n a nC e n t e r f o r Q u a l i t yS u p e r v i s i o n a n d S a f e t yi nP r o d u ct i o no f Bu i l d i n gE n g i n e e rin g J i n an 2 5 0 0 1 3 Ch i n a A b s t r a c t T h e v a l u e and n e ce s s ity o f d e v e l o p in g and a p p l ica t io n o f a d h e s iv e and wa t e r r e t a in in g a d mix t u r e s for co mme r cia l mo r t a r a d d e d wit h man u f a ct u r e d s an d is d is cu s s e d A k in d o f a d h e s i ve an d wa t e r r e t a in in g a d m i xt u r e HS T co n s is t in g o f the l o ca l r a w ma t e ri a l s is d e v e l o pe d e x pe r i me n t a l l y T h e s t a n d a r d for a d h e s iv e and wa t e r r e t a i n i n g a d mi x t u r e HS T i s s u p p o s e d T h e t e s t r e s u l t s s t a t e tha t 1 HS T ca n n o t o n l y b e a p p l i e d i n o r d i n a r y d r y mi x e d ma s o n r y mo r t a r b u t a l s o b e a p p l i e d in p l a s t e r mo r t a r and s cr e e d i n g mo rt ar 2 T h e d r y mi x e d mo rt ars a d d e d wi th HS T C an me e t d iffe r e n t s t an d a r d s a n d a p p l ica t io n co d e s in Ch in a K e yw o r d s ma n u f a ct u r e d s and co mme r cia l mo r t a r a dh e s iv e andwa t e r r e t a in in ga dm i x tur e w a t e r r e t e n t iv i ty s t r e n g t h d u r a b il ity 0 引 言 根据 2 0 0 7年商务部 公安部 建设部等六部委联合发布的 关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知 商改发 2 0 0 7 2 0 5号 要求 采取禁止在城市施工现场搅拌砂浆的措 施 是一项保证建筑工程质量 提高建筑施工现代化水平 实现 资源综合利用 促进文明施工的一项重要技术手段 通知要求 自2 0 0 7年 9月 1日起 北京 上海等全国 1 2 7个城市 分批 分 期禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆 推广使用预拌砂浆 随着各地推行预拌砂浆政策的落实 全国将掀起一股砂浆 预拌化的热潮 普通干混预拌砂浆所用细集料一般为天然河砂 天然河砂的使用必须经干燥 筛分 分级 河砂的干燥 筛分本 身需要大量的能源 且筛分出不能利用的5 n l n 以上颗粒也在一 定程度上造成了浪费 随着国家对环境及 自然资源保护的加强 考虑到天然河砂正在枯竭的现状 以及天然河砂干燥消耗大量 能源的现实 人工砂的生产及在预拌砂浆 中的应用势在必行 角 同时在其中不可避免地要含有一定量的石粉 这是人工砂 与天然河砂最明显的区别所在 人工砂生产预拌砂浆一个重要的课题是让人们在摒弃微沫 剂和石灰膏等的情况下 能配制出和易性非常优 良的各种普通 预拌砂浆 满足国家建工行业规程 J G T 2 3 0 2 0 0 7 预拌砂浆 的要求 因此 应利用当地普遍存在的原材料 研制出性能优 良 成本相对较低的增稠保水材料 保证人工砂预拌砂浆的持 续 稳定 健康发展 本文将通过试验研制一种取材广泛 经济 合理 应用性较好的增稠保水材料 1 试验原材料与方法 1 1 试验原材料 水泥为济南山水 P O 4 2 5 性能指标如表 1 I I 级粉煤灰 为山东济南黄台电厂产 性能指标如表 2 人工砂采用石矿废 石机械破碎机制砂 自制 两种不同级配砂 s 1 和 s 2 性能指标 如表 3 4 增稠保水材料 HS T 自制 分 P I 型 和 P I I 型 消石灰 人工砂是经机械破碎筛分而成 其颗粒尖锐粗糙且带有棱 粉 工业级 饮用自来水 表 1 水 泥物理 力学性能 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 1 0 l 1 3 表 2 粉煤灰基本性能 项 目 松散密度 k g m 紧密密度 k g m 表观密度 k g m 细度模数亚甲蓝试验石粉含量 泥块含量 吸水率 压碎指标 1 2试 验 方 法 所有试验均参照 J GJ 7 O 一2 o 0 9 建筑砂浆基本性能试验方 法标准 增稠保水材料的掺加方法为 先将干粉状增稠保水材 料与水泥 和粉煤灰 混合 并与人工砂干拌均匀后 加水搅拌 均匀 采用砂浆搅拌机进行搅拌 搅拌时间为 3 mi n 砂浆立方 体抗压强度测试试件的成型采用有底试模 养护为标准养护 2 试验结果与讨论 2 1 增稠保水材料的研制及性能 建筑砂浆由于设计强度等级普遍较低 通常M5 M3 0 配 置时所用水泥量较少 一般 2 0 0 4 0 0 k g m3 而大部分材料为细 集料 水泥 集料 1 5 1 1 所以拌制而成的砂浆尽管强度较易 满足要求 但和易性 保水性和施工性相当差 涂抹后易出现空 鼓 开裂甚至剥落 严重影响施工质量 为了改善建筑砂浆的和 易性 长期以来 建筑工程中普遍采用添加石灰膏的措施 尽管 在一定程度上改善了砂浆的和易性和施工性 但对砂浆的耐久 性有不利影响 对砂浆的抗开裂性亦无有利之处 当然 尽管这 样 配制干混砂浆或预拌砂浆仍可以沿用这些思路 采用消石 灰粉和引气剂等来改善砂浆和易性 满足某些指标的要求 但实 践证明 这些措施都是不可取的 不仅起不到事半功倍的效果 而且有时事与愿违 增加了砂浆的成本 采用各种微结构疏松的天然矿物和工业尾矿 并结合减水 增稠和调凝等作用的助剂 通过干燥 计量 粉磨 开发出一种低廉 的增稠保水材料 H S T 分 P I 型和 P I I 型 其细度 0 3 1 5 mm筛 筛余 小于 l 5 比表面积大于 3 2 0 m2 k g 设计砂浆C S 1 5 砂浆稠度分别为 7 0 8 0 mm 9 0 1 0 0 in l n 表 5和表 6分别为 P I 型 P I I 型增稠保水材料不同掺量时对砂 浆保水性 湿表观密度 7 d 和 2 8 d抗压强度 1 4 d拉伸黏结强度 的影响 并同时对比了掺加消石灰粉的相应性能 从表 5和表 6可知 当消石灰粉掺量为 3 O k g 时 保水性 达到了8 8 以上 但 1 4d 拉伸黏结强度仅 0 1 6 MP o 左右 从拉 伸黏结强度来看 很难通过加大它们的掺量来进一步提高砂浆 黏结强度 而另一方面 当消石灰粉掺量达到此掺量时 砂浆的 抗压强度降低了一半左右 P I 型和 P I I 型两种增稠保水材料 在一定掺量下 砂浆保水性大于 8 8 拉伸黏结强度也达到普 通抹灰砂浆的要求 且对砂浆抗压强度影响较小 表 5 增稠保水材料 P I 的试验方案和测试性能 表 7 是掺 P 1 型和P I I 型两种增稠保水材料 消石灰粉砂浆 含气量 抗压强度比与抗冻性的比较 与消石灰粉相比 掺 P I 和 P I I 可以大幅度改善砂浆的抗压强度比和抗冻性 但对砂浆的含 气量影响不大 1 l 4 综上所述 在砂浆 C S 1 5 砂浆稠度分别为 7 0 8 0 H l m 9 0 1 0 0 m n l 情况下 本文所研制的增稠保水材料 P I 和P I I 在掺量 5 左右时 可使砂浆保水陛达 8 8 以上 且所有陛能满足J G f r 2 3 O 一 2 0 0 7 预拌砂浆 标准 表 7 增稠保水材料砂浆试验方案及对砂 浆性 能的影响 2 2 预拌砂浆增稠保水材料的标准 为评定该产品的性能 制定 P I 型和 P I I 型 的性能指标要求 检测时原材料要求如下 OP O 4 2 5 级水泥 机制人工砂 细 度模数 2 4 3 0 试验前筛除 5 mm以上的粗颗粒 符合 J G J 6 3 混凝土用水 标准的拌合水 待测的增稠保水材料 砂浆配 合比为 C S I 5 增稠保水材料 P 1 和 P I I 为推荐掺量 使砂浆稠 度分别为 7 0 8 0 r n l l l 9 0 1 0 0 1T lr n时的用水量 增稠保水材料的 性能指标包括细度 保水性 2 8 d 抗压强度 1 4 d拉伸黏结强度 抗压强度比 2 8 d抗冻性 其各项性能指标必须符合表 8中的 具体要求 表 8 预拌砂浆增稠保水材料的性能指标 2 3 不 同种 类预拌 砂 浆的 配制 将增稠保水材料 P I 型和 P I I 型应用以人工砂为原材料生 产的普通砂浆进行了试验 其中 P I 型适应于普通砌筑砂浆和普 通地面砂浆 P I I 型适应于普通抹灰砂浆 参照 J G T 2 3 0 2 0 0 7 预拌砂浆 标准 试验分别设计 D M5 D M2 5两种干混砌筑砂浆 D S 1 5 DS 2 5两种干混地面砂浆 D P 5 D P 2 0两种干混抹灰砂浆 砌筑和地面砂浆使用人工砂 s 1 抹灰砂浆使用人工砂 s 2 砌筑 地面 抹灰砂浆的稠度分别控 制为 7 0 8 0 1 1 1 1 1 1 4 5 5 5 n l l n 9 0 1 0 0 1 T I 1 T I 其试验结果见表 9和 表 1 0 表 9 P I 用于配制普通千混砌筑和千混地面砂浆试验结果 从表 9和表 1 O 可知 当砌筑 地面 抹灰砂浆的稠度分别 控制为 7 0 8 0 mi l l 4 5 5 5 1 1 1 1 1 9 0 1 0 0 mm时 要满足保水性要 求 则砂浆强度等级越低 P I 或 P I I 的掺量应适当增加 P I 在普 通砌筑砂浆中的掺量为 7 1 4 k g m 在普通地面砂浆中的掺量为 6 1 0 k g m P fl在普通抹灰砂浆中的掺量为 8 1 2 k g m3 下转 第 1 2 1 页 1 1 5 1 O0 9 0 萎 8 O 7 0 融 荽 6 0 罂 5 O 40 2 芝 l 鞲 删1 蜓 鬻 0 0 5 O l 0 0 1 5 O 2 0 0 2 5 0 3 0 0 冻融循 环次数 图 5 标养与蒸 养混凝土相对质量的变化 抗冻性能要低于标准养护混凝土试件 其原因可主要归结于在 蒸养过程中 高温蒸汽养护会使混凝土内部产生膨胀应力 高温 养护促进水化产物生成与扩散速度之间不协调出现水泥水化 产物富积与空缺 气泡定向迁移等引起混凝土内部出现细微裂 缝 混凝土的孔隙变大 因此在冻融循环过程中 裂缝和孔隙中 的水结冰 体积膨胀 在混凝土裂缝和孔隙中产生劈裂作用力 并在裂缝尖端和孔隙棱角处出现应力集中现力集 中开始出现 微裂缺口 随着冻融循环次数增加 混凝土的裂缝逐渐延伸 数 量不断增加 从而促进混凝土抗冻性能的劣化进程 4结论 掺合料的掺量 同时新拌混凝土含气量对蒸汽养护混凝土力学 性能影响较大 含气量越大强度越低 对于蒸养管片混凝土 含 气量尽量控制在 2 4 2 蒸汽养护过程虽然能加速混凝土的硬化 但是会降低 混凝土的抗碳化性能和抗冻性能 会降低混凝土抵抗氯离子扩 散能力 因此选用合理的蒸养过程至关重要 3 无论蒸养混凝土还是标养混凝土 矿物掺合料对混凝 土的抗氧离子扩散性能具有明显的改善作用 将矿粉与粉煤灰 复合使用时效果更明显 参考文献 1 蔡亚亍 预制盾构管片的高性能混凝土研究f J 建筑技术 2 0 0 4 1 3 2 3 4 2 马保国 徐立 李明芳 等 盾构隧道功能梯度混凝土管片生产技术 及性能 J J 施工技术 2 0 0 8 1 1 0 6 1 0 8 3 P A T E L H B L A N D C P OO L E A T h e m i cr o s t mct u r e o f co n cr e t e cu r e d a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e s J C e m e n t a n d C o n cr e t e R e s e a r ch 1 9 9 5 2 5 3 48 5 4 9 0 4 K NU T 0 K j e l l s e n He a t cu rin g a n d p o s t h e a t cu rin g r e g i me s o f h i s h pe r f o r ma n ce co n cr e t e in flu e nce o n micm s t r u ct u r e a n d C S H co mp o s it i o n J C e me n t a n d C o n cr e t e R e s e a r ch 1 9 9 6 2 6 2 2 9 5 3 0 7 5 杨寒冰 田世文 杨思忠 预制盾构管片高性能混凝土的研究和应用 水泥与混凝土制品 2 0 0 6 4 3 1 3 3 6 何智海 刘运华 刘江红 蒸荞制度对粉煤灰混凝土强度的影响 J 混 凝土 2 0 0 7 1 2 4 9 7 HO D WS C H U A C W T A M C T S t e a m cu r e d co n cr e t e i n co r p o r a t in g m i n e r a l a d mi x t u r e s J C e m e n t a n d C o n cr e t e R e s e a r ch 2 0 0 3 3 3 5 9 5 6 0 1 8 鄢佳佳 马保国 等 不同蒸养温度对水泥基材料干缩与孔结构的影 响 J 混凝土 2 0 0 8 3 2 5 2 9 作者简介 单位地 址 1 基于混凝土配合比 最紧密堆积设计理论 提高了 矿物 壁墨 皇 重 张勇 1 9 7 4 一 男 工程师 主要从事混凝土外加剂的科研 与应用工作 江苏省南京市江宁区万安西路 5 9号 苏