濕拌砂漿保塑性影響因素試驗(yàn)研究

堯煉 ，李從波 ，陳均僑 ，蔣金明

（1.廣州大學(xué)，廣東 廣州 510006；2.廣東浪淘砂新型材料有限公司，廣東 廣州 510665）

0 前言

GB/T25181—2010《預(yù)拌砂漿》中濕拌砂漿的定義為將水泥、細(xì)骨料、礦物摻合料、外加劑、添加劑和水，按一定比例，在攪拌站經(jīng)計(jì)量、拌制后，運(yùn)至使用地點(diǎn)，并在規(guī)定時間內(nèi)使用的拌合物?！霸谝?guī)定時間內(nèi)”就對砂漿提出在一定時間內(nèi)性能穩(wěn)定的要求。

另外，廣東省建筑材料研究院因編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《濕拌砂漿生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的需要提出了“保塑時間”的概念，是指濕拌砂漿在加水拌合后，在20～25℃的試驗(yàn)環(huán)境中置于密閉容器內(nèi)，能夠保持其稠度變化率≤30%，表觀密度變化率≤5%、力學(xué)性能（14 d拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、28 d抗壓強(qiáng)度）不小于對應(yīng)強(qiáng)度等級的標(biāo)準(zhǔn)要求的時間[1]。與廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ/T 15-111—2016《預(yù)拌砂漿生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)管理規(guī)程》中的“開放時間”相比，“保塑時間”的概念有所簡化，這使其更能適應(yīng)生產(chǎn)施工環(huán)境?？梢钥闯觯瑵癜枭皾{保塑性是衡量砂漿保塑時間內(nèi)施工性能的關(guān)鍵性能之一。所以，對濕拌砂漿保塑性影響因素的探討具有重要意義，也是配制出性能較好的砂漿的重要參考指標(biāo)。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

（1）水泥：安徽海螺集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P·O42.5水泥，主要性能指標(biāo)見表1。

表1 水泥的主要性能

（2）摻合料：石灰石粉，佛山石粉廠提供；不同等級粉煤灰，東北電廠、黃埔發(fā)電廠等提供，摻合料的技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 摻合料的主要性能

（3）砂：廣東地區(qū)天然砂，顆粒級配見表3。

表3 砂的顆粒級配

（4）保塑劑：廣東浪淘砂新型材料有限公司的濕拌砂漿專用外加劑SJ-1、SJ-2，具有增塑、保水等作用，改善砂漿的工作和力學(xué)性能，主要性能指標(biāo)見表4。

表4 保塑劑的主要性能

（5）緩凝劑：HN-1，20%蔗糖類溶液；HN-2，25%葡萄糖酸鈉溶液。

1.2 主要試驗(yàn)儀器設(shè)備

SJZ-15型砂漿攪拌機(jī)；HBY-40B型水泥恒溫恒濕標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱；水泥凝結(jié)時間測定儀；砂漿稠度儀；容量筒；壓力試驗(yàn)機(jī)。

1.3 測試方法

砂漿的制備及稠度、密度、保水率，分層度測試方法按照J(rèn)GJ/T70—2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。

2 試驗(yàn)方案與結(jié)果

2.1 砂漿體系中的“保水”與保塑性

試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)從調(diào)整配合比中的摻合料和砂，達(dá)到不同保水率，同時選擇不同種類的保塑劑，把砂漿的分層度值區(qū)分出。從不同保水率、不同分層度，發(fā)現(xiàn)砂漿保塑性即稠度損失或密度損失的關(guān)系。砂漿體系中的“保水”與保塑性的試驗(yàn)方案及性能測試結(jié)果見表5。

由表5可知：不同保水率、不同分層度，砂漿的4 h稠度損失率和密度變化率呈現(xiàn)出一些規(guī)律。砂漿的保水率大，并不代表砂漿的4 h稠度損失率和密度變化率好；但是，砂漿的分層度小，4 h稠度損失率和密度變化率也小。從試驗(yàn)結(jié)果可得出砂漿分層度與保塑性的相關(guān)性規(guī)律一致的結(jié)論。

表5 砂漿體系中的“保水”與保塑性的試驗(yàn)方案及性能測試結(jié)果

2.2 砂漿體系中的需水量與保塑性

試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是選擇不同需水量的摻合料，以研究不同砂漿體系的需水量隨著時間的變化，觀察其保塑性規(guī)律。砂漿體系中需水量與保塑性的試驗(yàn)方案見表6，性能測試結(jié)果見表7。

表6 砂漿體系中的需水量與保塑性的試驗(yàn)方案

根據(jù)表2摻合料的性能參數(shù)“膠砂流動度”可判斷其需水量大小關(guān)系符合：石灰石粉≈粉煤灰1＜粉煤灰2＜粉煤灰3；在相同的條件和用水量下，不同摻合料砂漿體系稠度的關(guān)系進(jìn)一步可判斷其體系中需水量也符合這種關(guān)系，石灰石粉體系≈粉煤灰1體系＜粉煤灰2體系＜粉煤灰3體系。從表7試驗(yàn)結(jié)果可知：不同砂漿體系中需水量隨時間變化的規(guī)律影響著保塑性穩(wěn)定性；砂漿體系中摻合料需水量相對大的，砂漿稠度損失率和密度變化率大，保塑性差；反之，砂漿體系中摻合料需水量相對小的，砂漿稠度損失率和密度變化率小，保塑性好。另外，從MH3組和MH4組的4 h工作性能的稠度損失和8h工作性能的稠度損失結(jié)果比較可知：8 h后砂漿的保塑性呈現(xiàn)恢復(fù)的趨勢，原因是砂漿體系中粉煤灰“儲水”性和后期釋放水份有一定的關(guān)系。

表7 砂漿體系中的需水量與保塑性的試驗(yàn)結(jié)果

2.3 砂漿體系中初期水化反應(yīng)與保塑性

試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是選擇不同的緩凝劑，達(dá)到在砂漿體系中對水泥水化反應(yīng)不同的抑制作用，以觀察砂漿的保塑性的變化規(guī)律。砂漿體系中水化反應(yīng)與保塑性的試驗(yàn)方案見表8，性能測試結(jié)果見表9。

表8 砂漿體系中水化反應(yīng)與保塑性試驗(yàn)方案

表9 砂漿體系中水化反應(yīng)與保塑性的試驗(yàn)結(jié)果

由表9可知，凝結(jié)時間越長，砂漿4 h稠度損失率越小，砂漿保塑性越好。蔗類緩凝劑和葡萄酸鈉緩凝劑對水泥水化初期反應(yīng)影響規(guī)律不一樣，蔗糖類緩凝劑HN-1在砂漿體系中摻量為0.5～3.0 kg/m3范圍緩凝效果呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系，而葡萄酸鈉緩凝劑HN-2在砂漿體系中摻量為0.5～3.0 kg/m3范圍緩凝效果不是明顯的線性關(guān)系。

3 結(jié) 論

狹義的濕拌砂漿的保塑性可通過測試砂漿規(guī)定小時的密度變化和稠度變化表征。通過系統(tǒng)試驗(yàn)研究，濕拌砂漿保塑性影響因素主要3點(diǎn)：（1）濕拌砂漿“保水性”影響砂漿保塑性，但砂漿分層度測試對保塑性的評價(jià)更具有說服力，分層度值越小，砂漿保塑性指標(biāo)越優(yōu)；（2）濕拌砂漿體系中需水量影響砂漿保塑性，短期需水量越大，砂漿保塑性越差，但砂漿體系中“儲水”性對砂漿保塑性穩(wěn)定性有一定作用；（3）濕拌砂漿體系中水化反應(yīng)初期速度影響砂漿保塑性，水化反應(yīng)初期速度越慢，砂漿保塑性越優(yōu)。