淺析砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿性能的影響

?摘要：以砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿性能的影響為研究目標(biāo)，通過九組砂漿試件的制備及性能測(cè)試，得到結(jié)論：砂漿強(qiáng)度等級(jí)不變時(shí)，砂漿抗壓強(qiáng)度隨砂細(xì)度模數(shù)增加而增大，保水率隨砂細(xì)度模數(shù)增加而減小，稠度隨砂細(xì)度模數(shù)增加而增大。

關(guān)鍵詞：砂;細(xì)度模數(shù);砂漿;影響

中圖分類號(hào)：TU522.3

引??言

在混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中，為了保證混凝土的和易性和力學(xué)性能，要求粗細(xì)骨料能夠滿足連續(xù)級(jí)配，這樣有利于形成致密的復(fù)合材料系統(tǒng)。砂漿是由膠結(jié)料（水泥、粉煤灰）、砂、水及摻合料拌合硬化而成，可分為水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿等。同混凝土一致，砂的粗細(xì)程度不僅對(duì)砂漿的和易性影響較大而且對(duì)砂漿的力學(xué)性能也有一定的影響。一般來說，砂中如果細(xì)顆粒較多，砂漿的保水性能會(huì)有所提升，卻會(huì)使流動(dòng)性變差，且在使用過程中水的用量也會(huì)有所提升;如果砂中粗顆粒較多，砂漿的保水性能降低，導(dǎo)致在使用過程中砂漿容易分層，影響砂漿性能。

砂的粗細(xì)程度是通過細(xì)度模數(shù)進(jìn)行劃分的。依照細(xì)度模數(shù)的數(shù)值界限，砂可以分為三級(jí)，細(xì)度模數(shù)為1.6～2.2時(shí)為細(xì)砂，2.3～3.0時(shí)為中砂，3.1～3.7時(shí)為粗砂?；诖耍疚闹饕槍?duì)砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿性能的影響進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)方案介紹

在試驗(yàn)中，原材料的選取與配合比的設(shè)計(jì)對(duì)砂漿的研究有著重要影響，在砂漿試件制備以及試配過程中應(yīng)精確把控各類材料的質(zhì)量，務(wù)必將試配誤差對(duì)試配結(jié)果的影響降至最低。本試驗(yàn)在各類材料的選取、理論配合比的計(jì)算、試件的制備、養(yǎng)護(hù)及檢測(cè)方式多方面進(jìn)行了精確的把控，從而探究砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿性能的影響，本章將主要圍繞試配中所涉及到的各類材料及試驗(yàn)步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.1 ?試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)環(huán)境

1.1.1?砂

砂采用景泰洗砂，根據(jù)試驗(yàn)要求，按細(xì)度模數(shù)篩分成粗砂、中砂和細(xì)砂。根據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52- 2006）中規(guī)定的測(cè)試方法，該砂的細(xì)度模數(shù)、含泥量、泥塊含量、級(jí)配區(qū)等主要參數(shù)見表1，三種砂的顆粒級(jí)配見表2。

1.1.2?水泥

水泥與水混合后形成漿體，主要在砂漿中產(chǎn)生膠凝物質(zhì)對(duì)各項(xiàng)原材料進(jìn)行膠結(jié)。它在砂漿中占的比重較多，且相應(yīng)的各項(xiàng)水泥指標(biāo)都對(duì)砂漿的多項(xiàng)性能都有明顯的提升。本試驗(yàn)采用白銀壽鹿山水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的42.5的普通硅酸鹽水泥，試驗(yàn)測(cè)得該型號(hào)水泥比表面積為344 m2·kg-1，燒失量為4.51%。

1.1.3?水

水在砂漿試件中，與水泥反應(yīng)。水與水泥的反應(yīng)程度越高，砂漿的力學(xué)性能就越優(yōu)異，因此試驗(yàn)用水的水質(zhì)直接影響到對(duì)砂漿的性能，本試驗(yàn)將蘭州新區(qū)自來水作為試驗(yàn)用水，滿足試驗(yàn)用水對(duì)水質(zhì)的要求。

1.1.4?試驗(yàn)環(huán)境

本次試驗(yàn)中，采用規(guī)范中規(guī)定的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，相對(duì)濕度≥95%。砂漿拌制及砂漿拌合物性能測(cè)試的環(huán)境溫度為 20±2℃，濕度為≥50%。

1.2 試驗(yàn)用儀器設(shè)備

本試驗(yàn)用的儀器見表3：

1.3 砂漿配合比設(shè)計(jì)

在本試驗(yàn)中，為了全方面的分析砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿各項(xiàng)指標(biāo)的影響，分別利用細(xì)砂、中砂和粗砂制備M5、M10、M15三種強(qiáng)度等級(jí)的砂漿，每種等級(jí)的砂漿，保持砂用量及水用量不變，根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)不同改變水泥的用量，砂漿配合比見表4。

1.4 試塊的制作及養(yǎng)護(hù)

（1）砂漿試件的制備參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》進(jìn)行操作，用于試驗(yàn)的砂漿試件尺寸為70.7mm×70.7mm×70.7mm。制備試件時(shí)，特別注意要在試模內(nèi)壁涂刷機(jī)油以利于脫模。

（2）根據(jù)表4中的砂漿試件配合比，每組配合比成型三塊試塊。試件制作完成后，及時(shí)將其對(duì)應(yīng)的序號(hào)貼于試件模具上，之后將試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱（溫度范圍：（20±1） ℃、濕度范圍≥95%）中，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1天后拆模。然后按照相應(yīng)的序號(hào)對(duì)試件進(jìn)行編號(hào)，繼續(xù)放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至28天后進(jìn)行測(cè)試。要特別注意在養(yǎng)護(hù)過程中試塊之間的間隔應(yīng)大于10mm，養(yǎng)護(hù)期間要勤加水，防止由于水量不足導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)期間的濕度不夠，這極容易引起砂漿試件的性能差異而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

（1）砂漿試件養(yǎng)護(hù)至28天齡期后，應(yīng)提前將試件從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中取出，用吸水性較好的海綿拭去試件表面水分，之后及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T70- 2009）測(cè)試砂漿試件的抗壓強(qiáng)度，對(duì)每組試塊分別測(cè)定破壞荷載，之后計(jì)算抗壓強(qiáng)度，取三個(gè)試塊的平均值作為該組試塊的砂漿強(qiáng)度代表值。根據(jù)規(guī)范，砂漿立方體試件的抗壓強(qiáng)度計(jì)算方法如下：

f=KN/A

式中：f—砂漿立方體試件抗壓強(qiáng)度（MPa），精確至 0.1 MPa;

K—換算系數(shù)，取 1.35。

N—砂漿立方體試件破壞載荷（KN）;

A—砂漿立方體試件試件承壓面積（mm2）;

（2）砂漿拌制完后，按照J(rèn)GJ/T70- 2009測(cè)定砂漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)。不同標(biāo)號(hào)砂漿各項(xiàng)性能的檢測(cè)結(jié)果見表5。

2.2 結(jié)果分析

（1）結(jié)合表4和表5進(jìn)行分析可知，對(duì)于每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的試件，水泥用量不變，砂漿試件的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著砂的細(xì)度模數(shù)的增加而增大。這是由于細(xì)砂中的細(xì)顆粒占比較多，中砂介于二者之間，粗砂中細(xì)顆粒占比較少;在用砂質(zhì)量相同的情況下，因?yàn)樗嘤昧考坝盟肯嗤?，粗砂的比表面積相對(duì)較少，且砂漿中的水泥漿量相同，在細(xì)度模數(shù)較大時(shí)，有多余的水泥漿可以保證強(qiáng)度。即在標(biāo)號(hào)上相同等級(jí)的砂漿，粗砂配置的砂漿強(qiáng)度更高。

（2）結(jié)合表4和表5進(jìn)行分析可知，對(duì)于每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的試件，用水量保持不變，保水率隨著砂的細(xì)度模數(shù)的增加而降低，稠度隨著砂的細(xì)度模數(shù)的增加而增大。這是因?yàn)榧?xì)砂中細(xì)顆粒相對(duì)較多，比表面積大，能夠結(jié)合更多的水，這導(dǎo)致了顆粒之間的自由水減少，因此造成細(xì)砂的保水率較粗砂高，而稠度較粗砂低。

3?結(jié)論

本文以砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)砂漿性能的影響為研究目標(biāo)，通過三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)共九組砂漿試件的制備及性能測(cè)試，得到了以下結(jié)論：砂漿強(qiáng)度等級(jí)不變時(shí)，砂漿抗壓強(qiáng)度隨砂細(xì)度模數(shù)的增加而增大，保水率隨砂細(xì)度模數(shù)的減小而升高，稠度隨砂細(xì)度模數(shù)的減小而減小。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)工程對(duì)砂漿的強(qiáng)度等級(jí)及相應(yīng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，通過試驗(yàn)確定砂的合理細(xì)度模數(shù)，對(duì)砂漿生產(chǎn)線路進(jìn)行精細(xì)化管理，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)有特殊要求的砂漿進(jìn)行合理配比，這有利于保證砂漿質(zhì)量，降低砂漿成本。

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作者簡介：孫玉龍（1986-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學(xué)本科，工程師，主要從事預(yù)拌混凝土及預(yù)拌砂漿技術(shù)質(zhì)量管理工作。?