配制干混砌筑砂漿的試驗(yàn)研究

李建國

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西太原 030001)

隨著建筑技術(shù)的飛速發(fā)展，對建筑節(jié)能環(huán)保提出了更高的要求，而預(yù)拌砂漿則是繼商品混凝土之后的又一大節(jié)能建筑材料。2007年國家六部委下發(fā)了《關(guān)于在部分城市限期禁止現(xiàn)場攪拌砂漿工作的通知》，目前全國已有127個(gè)城市開展砂漿“禁現(xiàn)”工作，這給預(yù)拌砂漿的發(fā)展帶來了前所未有的機(jī)遇［1］。與現(xiàn)場攪拌砂漿相比較，砂漿外加劑和摻合料的應(yīng)用是核心技術(shù)，科學(xué)合理使用優(yōu)質(zhì)砂漿外加劑和工業(yè)廢渣粉是保證干混砂漿耐久性好、性能高、成本低的重要手段。目前國內(nèi)生產(chǎn)普通干混砂漿的企業(yè)所使用的外加劑主要包括纖維素醚、可再分散乳膠粉和以膨潤土及鎂質(zhì)粘土為載體的保水增稠材料等［2］。但纖維素醚價(jià)格高，膨潤土及鎂質(zhì)粘土為載體的保水增稠材料保水效果較差，對強(qiáng)度也有較大的影響。本研究采用生產(chǎn)金屬鎂排出的廢渣，經(jīng)粉磨后作為載體輔以保水增稠組分和可再分散乳膠粉配制普通干混砌筑砂漿，該砌筑砂漿工作性和保水性得到了明顯改善，節(jié)約了生產(chǎn)成本，使干混砂漿真正達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

1 試驗(yàn)用原材料及方法

1)試驗(yàn)用原材料。水泥采用太原智海水泥廠生產(chǎn)的P．O42．5水泥，砂采用篩去5 mm以上的烘干河砂，磨細(xì)到220目的金屬鎂渣粉，粉煤灰為Ⅱ級灰，市售羥丙基甲基纖維素的粘度為12 000 MPa·s，市售可再分散乳膠粉。

2)試驗(yàn)方法。根據(jù)JCJ/T 70-2009建筑砂漿基本性能測試方法和JG/T 230-2007預(yù)拌砂漿標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試樣制備和性能檢測;采用日本S-4800型掃描電鏡進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

1)試驗(yàn)配方及結(jié)果分析。通過大量試驗(yàn)遴選出4個(gè)強(qiáng)度等級的干混砌筑砂漿配方，以1 t干混砌筑砂漿作為配方，水為1 t干混砂漿的用量。4個(gè)強(qiáng)度等級的配方和4個(gè)配方的性能檢測結(jié)果如表1，表2所示。由表2可以看出，4個(gè)強(qiáng)度等級的普通干混砌筑砂漿的保水率均達(dá)到91%以上，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)中88%的要求;凝結(jié)時(shí)間較現(xiàn)場攪拌的砌筑砂漿有所延長，這有利于保證施工的延續(xù)性;粘結(jié)強(qiáng)度也均有較大提高，而傳統(tǒng)現(xiàn)場攪拌的砌筑砂漿粘結(jié)強(qiáng)度都比較低，甚至達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，對砌筑物的安全留下隱患;稠度和28 d抗壓強(qiáng)度均滿足施工、設(shè)計(jì)要求。

表1 不同強(qiáng)度等級干混砌筑砂漿試驗(yàn)配方

表2 不同強(qiáng)度等級干混砌筑砂漿的性能

4個(gè)強(qiáng)度等級的普通干混砌筑砂漿拌合物的工作性能和長期性能均優(yōu)于傳統(tǒng)現(xiàn)場攪拌砂漿，這主要是由于鎂渣粉、粉煤灰與保水增稠組分纖維素醚、可再分散乳膠粉的復(fù)合疊加效應(yīng)在一起作用。工業(yè)廢渣——鎂渣粉具有吸濕性強(qiáng)和潛在的活性，與粉煤灰的化學(xué)組成優(yōu)勢互補(bǔ)，其水化產(chǎn)物對后期強(qiáng)度和耐久性的貢獻(xiàn)較大，既降低了生產(chǎn)成本，又達(dá)到了節(jié)能降耗保護(hù)環(huán)境的目的，再加入少量的保水增稠組分使普通干混砌筑砂漿的保水率大大提高。

2)微觀分析。為了分析鎂渣粉輔以保水增稠組分和可再分散乳膠粉在普通干混砌筑砂漿中的作用機(jī)理，本試驗(yàn)對4個(gè)強(qiáng)度等級的普通干混砌筑砂漿28 d的抗壓強(qiáng)度試件進(jìn)行了SEM微觀分析，其試驗(yàn)結(jié)果如圖1～圖4所示。

圖1 M5強(qiáng)度等級SEM微觀形貌

圖2 M10強(qiáng)度等級SEM微觀形貌

圖3 M15強(qiáng)度等級SEM微觀形貌

圖4 M20強(qiáng)度等級SEM微觀形貌

由圖1～圖4的SEM微觀形貌可以看出，干混砌筑砂漿硬化產(chǎn)物表面都布滿了細(xì)致較均勻的花紋狀晶須物質(zhì)，形成了毛細(xì)管狀的細(xì)小空隙，結(jié)晶物之間無較大空腔，結(jié)構(gòu)比較致密，結(jié)晶完好、均勻的多空隙、氣孔細(xì)小均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得砂漿的內(nèi)部充滿水分，使得保水性大大提高;隨著強(qiáng)度等級的提高，膠凝材料用量的增加，砂漿硬化體變得越來越致密，硬化結(jié)晶物之間的毛細(xì)空隙也越來越短小，孔徑分布更加合理，結(jié)晶物質(zhì)也越來越完整，都沒有出現(xiàn)比較大的缺陷，M5砂漿部分空隙較大，這與膠凝材料用量較少有關(guān)。由于加入鎂渣粉、保水增稠組分和可再分散乳膠粉使干混砌筑砂硬化體的微觀結(jié)構(gòu)更加致密，也就解釋了4個(gè)強(qiáng)度等級的普通干混砌筑砂漿的物理性能優(yōu)于傳統(tǒng)現(xiàn)場攪拌砂漿。

3 結(jié)論與建議

1)利用鎂渣粉作為載體，輔以保水增稠組分和可再分散乳膠粉配制普通干混砌筑砂漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，其保水率、工作性和耐久性均優(yōu)于傳統(tǒng)現(xiàn)場攪拌的砂漿。

2)該研究充分利用了工業(yè)廢渣作為干混砌筑砂漿的原料，既降低了生產(chǎn)成本，又保護(hù)了自然資源，達(dá)到了建筑環(huán)保節(jié)能的要求;為國家廣泛推廣使用干混砂漿提供了技術(shù)支持。

3)干混砂漿的廣泛使用勢在必行，但還需要專家學(xué)者更加深入的研究和相關(guān)政府部門在政策上的鼓勵和支持。

［1］李憲軍．工業(yè)廢棄物配制砂漿稠化粉的應(yīng)用研究［J］．新型建筑材料，2012(2):95-97．

［2］于利剛，黃宏偉，侯蘭輝，等．新型干拌砂漿稠化粉的研究［J］．混凝土，2009(12):95-97．