新概念濕拌砂漿開放時(shí)間的研究

蔣金明　李從波　陳均僑　堯　煉

新概念濕拌砂漿開放時(shí)間的研究

蔣金明1李從波2陳均僑3堯煉3

自2007年以來，從中央到地方政府投入了大量的人力財(cái)力先后在一百多個(gè)城市推廣預(yù)拌砂漿并取得了良好的進(jìn)展。隨著近幾年濕拌砂漿在廣東地區(qū)的崛起，其成熟技術(shù)和應(yīng)用推廣成績引起專家和行業(yè)關(guān)注。2014年上半年,全國有17個(gè)省生產(chǎn)濕拌砂漿，產(chǎn)量為179.06萬立方米，比上年同期增加31.33萬立方米，同比增長21.21%。其中廣東省生產(chǎn)114.43萬立方米，占全國總量63.9%。預(yù)拌砂漿分為干混砂漿和濕拌砂漿，目前，就全國范圍而言，干混砂漿是預(yù)拌砂漿的主流，國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)也主要針對干混砂漿，干混砂漿的技術(shù)水平也處于成熟階段。而濕拌砂漿由于擔(dān)憂其質(zhì)量穩(wěn)定性，一直受到忽略。隨著近幾年的濕拌砂漿技術(shù)體系逐步發(fā)展，濕拌砂漿的質(zhì)量穩(wěn)定性獲得了市場的認(rèn)可。但是，濕拌砂漿技術(shù)體系的鞏固和完善，還需要行業(yè)人士和專家的共同努力和探討。

一、濕拌砂漿質(zhì)量穩(wěn)定性表征物理量的探討

凝結(jié)時(shí)間是指預(yù)拌砂漿從加水拌和到具有一定強(qiáng)度的時(shí)間間隔，可分為初凝時(shí)間與終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是指從預(yù)拌砂漿自加水拌和到預(yù)拌砂漿剛開始失去塑性的時(shí)間間隔。終凝時(shí)間是指從預(yù)拌砂漿自加水拌和到預(yù)拌砂漿完全失去塑性的時(shí)間間隔。

可操作時(shí)間則是指預(yù)拌砂漿加水?dāng)嚢韬煤蟮侥苁┕ざ挥绊懫湫阅艿淖铋L時(shí)間間隔。

開放時(shí)間是一個(gè)描述砂漿拌合物施工性的新概念。自濕拌砂漿加水?dāng)嚢杵?，拌合物保持其施工及力學(xué)性能持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間間隔。其表征濕拌砂漿從在攪拌站生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)皆诠さ卮娣?、二次運(yùn)輸、抹灰操作的全過程的施工特征和力學(xué)性能的綜合性指標(biāo)。與凝結(jié)時(shí)間、可操作時(shí)間不同，開放時(shí)間能表述濕拌砂漿攪拌站集中生產(chǎn)、集中配送和工地現(xiàn)取現(xiàn)用的全過程的質(zhì)量要求。

二、開放時(shí)間測試方法

在開放時(shí)間內(nèi)，濕拌砂漿的性能指標(biāo)通過下面四個(gè)指標(biāo)反映：稠度損失率、表觀密度變化率、相對泌水率和抗壓強(qiáng)度變化率。

⒈砂漿稠度損失率按S=(S0-Sk)/S0 x100%

S—砂漿稠度損失率，%，精確到0.1%；

S0—砂漿初始稠度，單位為毫米（mm）；

Sk—設(shè)計(jì)開放時(shí)間測試的砂漿稠度，單位為毫米（mm）；

⒉表觀密度變化率按ρ=|ρk-ρ0|/ρ0 x100%

ρ0—砂漿拌合物的初始表觀密度（kg/m3）；

ρk—達(dá)到設(shè)計(jì)開放時(shí)間砂漿拌合物的表觀密度（kg/m3）；

ρ—砂漿拌合物的表觀密度變化率，%，精確到0.1%；

⒊相對泌水率按B=Vk/Vx100%

B—砂漿相對泌水率（%）；

Vk—砂漿在設(shè)計(jì)開放時(shí)間時(shí)的泌水總量（ml）；

V—在量筒內(nèi)灌入的砂漿總量（ml）。

⒋抗壓強(qiáng)度變化率按f=|f0-fk|/f0 x100%

f—抗壓強(qiáng)度變化率，%，精確到0.1%；

f0—砂漿初始抗壓強(qiáng)度，單位為Mpa；

fk—設(shè)計(jì)開放時(shí)間測試的砂漿抗壓強(qiáng)度，單位為Mpa。

三、開放時(shí)間指標(biāo)的確定

以廣州大學(xué)、廣州浪淘砂和廣州協(xié)堡創(chuàng)新地開發(fā)出“新概念濕拌砂漿”，并且依據(jù)建筑工程的實(shí)際需求，針對濕拌砂漿的生產(chǎn)及應(yīng)用特性，在砂漿“凝結(jié)時(shí)間”的基礎(chǔ)上,提出一個(gè)質(zhì)量內(nèi)控的新概念：開放時(shí)間。目前，新概念濕拌砂漿成功應(yīng)用國內(nèi)許多工程項(xiàng)目，如：廣州東塔、廣州新圖書館、廣州富力金港城、萬科府前一號、保利香雪山、華南碧桂園、廣州亞運(yùn)城房建三標(biāo)（南區(qū)）、敏捷錦繡新天地、杭州之江時(shí)代中心等。開放時(shí)間的指標(biāo)研究試驗(yàn)采用廣泛應(yīng)用工程項(xiàng)目的成熟濕拌砂漿配方體系，本實(shí)驗(yàn)方案的開放時(shí)間設(shè)計(jì)值為24小時(shí)。

⒈原材料

水泥:PO42.5水泥，211kg/m3

砂:河砂，模數(shù)2.5，含泥量1.3%，1350kg/m3

石粉：105kg/m3

減水劑:LADOS醚化聚羧酸LD-2010N8kg/m3

調(diào)節(jié)劑:LADOSLD-10N2kg/m3

水：250 kg/m3

⒉試驗(yàn)方法和步驟

從濕拌砂漿加水?dāng)嚢柰瓿珊?，從生產(chǎn)現(xiàn)場取10組15L砂漿拌合物分別裝入密閉容器內(nèi)，砂漿放置時(shí)間分別為：0小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)、10小時(shí)、12小時(shí)、16小時(shí)、20小時(shí)、24小時(shí)，按順序編號：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。

稠度按JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條款4規(guī)定的方法測定砂漿的稠度。測完稠度的砂漿應(yīng)廢棄，編號1的濕拌砂漿不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，測定全部編號砂漿的稠度。

表觀密度按照J(rèn)GJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條款5進(jìn)行試驗(yàn)；編號1的砂漿密度不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，測定全部編號砂漿的密度。

泌水量測試方法:向1L的玻璃量筒中填灌砂漿至1000 ml的刻度值，用海綿將1000 ml的刻度線以上量筒壁擦拭干凈，然后用密封蓋蓋嚴(yán)，靜置。每隔1小時(shí)，觀察離析水的體積，到達(dá)24小時(shí)用合適的量筒測量量筒內(nèi)離析水的總體積,精確到1ml。編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，然后按照上述方法進(jìn)行泌水量測試。

凝結(jié)時(shí)間按照J(rèn)GJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條款8進(jìn)行試驗(yàn)，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，記錄每組試樣時(shí)間與貫入阻力值關(guān)系圖。

編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，成型標(biāo)準(zhǔn)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試塊。測試?yán)煺辰Y(jié)強(qiáng)度按照J(rèn)GJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條款10拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法。

編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機(jī)攪拌30秒，成型標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試塊。測試抗壓強(qiáng)度按照J(rèn)GJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》條款9立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法。

四、試驗(yàn)結(jié)果與分析

⒈施工性能結(jié)果與分析

稠度大小在一定程度上能夠反映砂漿和易性、施工性的好壞。從表1可以看出，在開放時(shí)間內(nèi)，稠度變化趨勢是逐漸下降，稠度在開放時(shí)間內(nèi)最大變化率是18.8%，且稠度都大于80，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，稠度80～100適合工地施工，砂漿容易上墻。另外，稠度結(jié)果證明醚化聚羧酸減水劑保水增稠的作用。

表1　稠度結(jié)果

圖1　稠度變化率隨放置時(shí)間變化

在開放時(shí)間內(nèi)，隨著水份細(xì)微蒸發(fā)、醚化聚羧酸減水劑的引氣效果顯現(xiàn)，砂漿表格密度變化趨勢是逐步下降，但是表觀密度最大變化率為2.0%。另一方面，減水劑良好的保水效果，才能確保表觀密度變化率符合定義要求。（表觀密度測試結(jié)果見表2）

表2　表觀密度結(jié)果

從表2泌水結(jié)果可以看出，濕拌砂漿在開放時(shí)間內(nèi)，泌水量分為三個(gè)階段，0～4小時(shí)：泌水量相對大；4～16小時(shí)：中等泌水；16～24小時(shí)：相對低泌水。在整個(gè)開放時(shí)間內(nèi)，砂漿的相對泌水率均小于3%。濕拌砂漿的相對泌水率小，才能保證砂漿上墻后有充分的和易性和施工性能。

表3　泌水量結(jié)果

圖2　相對泌水率隨放置時(shí)間變化

圖3　28d抗壓強(qiáng)度隨放置時(shí)間變化

⒉力學(xué)性能結(jié)果與分析

試驗(yàn)濕拌砂漿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是M10，從圖3上可以得到：在開放時(shí)間內(nèi)，砂漿的抗壓強(qiáng)度都符合設(shè)計(jì)值要求，且抗壓強(qiáng)度變化率f小于15%。

試驗(yàn)濕拌砂漿拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果見表4，根據(jù)GB/T 25181-2010《預(yù)拌砂漿》中要求濕拌抹灰砂漿強(qiáng)度等級>M5，14d拉伸粘結(jié)強(qiáng)度≥0.2Mpa。另外，試驗(yàn)濕拌砂漿設(shè)計(jì)值要求≥0.3Mpa。由此可以看出，在開放時(shí)間內(nèi)，濕拌砂漿拉伸粘結(jié)強(qiáng)度都符合GB/T25181-2010《預(yù)拌砂漿》的要求，且符合設(shè)計(jì)值要求。

表4　拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果

⒊凝結(jié)時(shí)間與開放時(shí)間比較

在一定施工條件下，貫穿阻力隨著水化期的延續(xù)而增長，凝結(jié)時(shí)間在一定程度上體現(xiàn)出水泥水化進(jìn)度的特征。根據(jù)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的貫穿阻力與時(shí)間關(guān)系圖得知：隨著新概念濕拌砂漿放置時(shí)間越長，貫穿阻力與時(shí)間的線性關(guān)系趨勢越來越不明朗（見圖5和圖6）。凝結(jié)時(shí)間對于新型濕拌砂漿的指導(dǎo)意義有限，然而開放時(shí)間包含對施工性能、力學(xué)性能的控制要求，同時(shí)開放時(shí)間是一個(gè)水泥水化的休眠期，也能夠體現(xiàn)水泥水化進(jìn)度的一個(gè)特征。

圖4　凝結(jié)時(shí)間隨放置時(shí)間變化

五、結(jié)語

通過本試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果可以看出，在開放時(shí)間內(nèi)，性能穩(wěn)定和成熟配方的濕拌砂漿的表觀密度、稠度、相對泌水率和28d抗壓強(qiáng)度變化趨勢在科學(xué)合理范圍內(nèi)。通過實(shí)踐得出開放時(shí)間的四個(gè)指標(biāo)的規(guī)范要求：砂漿拌合物表觀密度變化率≤5%，稠度損失率≤30%，相對泌水率≤3%；28d抗壓強(qiáng)度變化率≤15%且不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級。

圖5　貫穿阻力與時(shí)間變化（放置時(shí)間：2h）

圖6　貫穿阻力與時(shí)間變化（放置時(shí)間：24h）

作者單位：（1廣州協(xié)堡建材有限公司；2廣州大學(xué)；3廣州浪淘砂建材有限公司）