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外加劑對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿施工性能的影響
摘要：針對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿現(xiàn)場(chǎng)施工岀現(xiàn)的問題主要硏究了纖維素醚、引氣劑膨潤(rùn)土和減水劑及其復(fù)摻對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿性能的影響規(guī)律，結(jié)果表眀纖維柰醚槮量増加砂漿保水率眀喦增加8d抗壓強(qiáng)度下降但過(guò)量増加纖維素醚會(huì)降低施工性能増加引氣劑施工性能好28d抗壓強(qiáng)度急劇降低増加膨潤(rùn)土和減水劑砂漿抗下垂性好有利于施工但砂漿稠化快結(jié)論是幾種外加劑合理復(fù)摻的機(jī)制砂抹灰砂漿不僅具有良好的保水率和28d抗壓強(qiáng)度而且具有良好的施工性能。
引言：
隨著各地推行預(yù)拌砂漿政策的落實(shí)全國(guó)掀起了一股砂漿預(yù)拌化的熱潮。由于天然河砂正在枯竭以及天然河砂干燥消耗大量能源的現(xiàn)實(shí)機(jī)制砂的生產(chǎn)及在預(yù)拌砂漿中的應(yīng)用已成主流例如鄭州市近三年就投產(chǎn)了10余家機(jī)制砂預(yù)拌砂漿廠。機(jī)制砂是由石灰石經(jīng)機(jī)械破碎篩分而成其顆粒尖銳粗糙且?guī)в欣饨峭瑫r(shí)機(jī)制砂在生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生一定量的石粉。將部分石灰石粉摻入砂漿中在滿足砂漿的性能要求的同時(shí)即降低了砂漿原材料成本又避免了二次污染。在機(jī)制砂抹灰砂漿中摻入適量保水材料(纖維素醚)產(chǎn)品各性能均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT25181-2010《預(yù)拌砂漿》對(duì)干混普通抹灰砂漿的性能指標(biāo)要求但在現(xiàn)場(chǎng)施工會(huì)反應(yīng)出各種問題纖維素醚摻量太少砂漿上墻容易下垂纖維素醚摻量太多砂漿太黏大面積施工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等。本文就針對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿在施工中出現(xiàn)的問題對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿中外加劑種類、摻量、作用及機(jī)理進(jìn)行了研究。
試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方法
試驗(yàn)原材料：
水泥：強(qiáng)度等級(jí)為P·O 42.5 級(jí)水泥其他技術(shù)指標(biāo)均滿足GB 175通用硅酸鹽水泥》規(guī)定的指標(biāo)要求。
機(jī)制砂：取自鄭州市某干混砂漿企業(yè)主要礦物是碳酸鈣顆粒粒徑大于0.075mm機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.8,符合級(jí)配2區(qū)。
石灰石粉：由石灰石袆崙機(jī)制砂過(guò)程形成的未再加工),主要礦物是碳酸鈣顆粒粒徑小于0.075mm小于45μm顆粒含量占總石粉量的65%
外加劑：羥丙基甲基纖維素醚(簡(jiǎn)稱纖維素醚國(guó)產(chǎn))、引氣劑、減水劑、膨潤(rùn)土均為市售產(chǎn)品。
水:城市自來(lái)水。
試驗(yàn)方法：
干混抹灰砂漿的稠度、保水性、體積密度和硬化后抗壓強(qiáng)度均按JJT702009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定進(jìn)行其中干混抹灰砂漿的稠度通過(guò)加水量控制為90-100mm。
干混抹灰砂漿的基準(zhǔn)配合比及性能見表1。
外加劑對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿性能的影響規(guī)律的研究是以表1的配合比為基準(zhǔn)采用固定變量法研究外加劑種類及參量的變化對(duì)抹灰砂漿性能影響規(guī)律。
試驗(yàn)結(jié)果及分析
保水劑(纖維素醚)的影響
從表1可以看出本試驗(yàn)的基準(zhǔn)砂漿的保水率為87.6%,不滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT25l812010《預(yù)拌砂漿》對(duì)干混抹灰砂漿的保水率的要求(≥88%)所以要添加保水材料。目前在干混砂漿中使用的保水材料主要是甲基羥乙基纖維素醚(MHEC)和甲基羥丙基纖維素醚(MHPC)本試驗(yàn)使用的纖維素醚是甲基羥丙基纖維素醚(MHPC)(國(guó)產(chǎn)),黏度為7.5萬(wàn)(廠家標(biāo)注)試驗(yàn)結(jié)果見表2。
從表2可以看出隨纖維素醚摻量的增加在摻水量基本不變的條件下砂漿稠度(包括靜置2h后)基本不變但保水率明顯提高濕密度下降28d抗壓強(qiáng)度明顯下降。
干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚0.2kg砂漿抗下垂性能很差(即砂漿在上墻時(shí)容易下滑)如果干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚大于等于0.3kgt砂漿的抗下垂性能增加但是砂漿黏度太大導(dǎo)致施工性能變差(即不容易抹開工人勞動(dòng)強(qiáng)度大)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT25181—2010《預(yù)拌砂漿》對(duì)干混普通抹灰砂漿的主要性能指標(biāo)水率≥88%凝結(jié)時(shí)間3~9h,2h稠度損失率≤30%強(qiáng)度等級(jí)(M5M75、M0.0、M50等)。從表2還可以看出干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚0.2kgt砂漿即可滿足保水率≥88%的要求其他指標(biāo)也均滿足要求。但是工程應(yīng)用中表明如果
導(dǎo)致上述結(jié)果的機(jī)理有三個(gè)方面:
(1)主要是由其分子結(jié)構(gòu)決定的纖維素醚同時(shí)具有親水基團(tuán)(羥基醚基)和憎水基團(tuán)(甲基、葡萄糖環(huán))是一種表面活性劑具有表面活性從而具有引氣效應(yīng)在砂漿中引入均勻細(xì)小氣泡一方面改善施工性能另一方面降低砂漿強(qiáng)度。
(2)纖維素醚內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)對(duì)水有一定的吸附性這些水在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)慢慢蒸發(fā)使砂漿保水性提高。
(3)纖維素醚溶于水后成為一種膠體在砂漿顆粒之間形成一層潤(rùn)滑膜促使水泥和砂漿顆粒的均勻融合另外這種膜還具有潤(rùn)滑效果提高砂漿的和易性從而防止離析并獲得均勻一致的可塑體但工程應(yīng)用表明纖維素醚摻量過(guò)大導(dǎo)致砂漿黏聚力過(guò)大(特別是機(jī)制砂砂漿中含一定量石粉)又導(dǎo)致砂漿施工性能變差。
引氣劑的影響
傳統(tǒng)抹灰砂漿是通過(guò)摻入石灰膏改善施工性能后來(lái)通過(guò)摻入引氣劑來(lái)改善砂漿的施工性能。傳統(tǒng)的砂漿引氣劑也稱砂漿王主要在現(xiàn)場(chǎng)拌制砂漿時(shí)摻入由于砂漿中引氣量不僅與引氣劑本身的質(zhì)量、摻量等有關(guān)還與砂漿其他原材料的質(zhì)量、摻量有關(guān)其次還與攪拌方式及攪拌時(shí)間等因素有關(guān)所以現(xiàn)場(chǎng)拌制砂漿摻砂漿王經(jīng)常出現(xiàn)砂漿掉粉的質(zhì)量問題但不能完全否認(rèn)引氣劑在抹灰砂漿(特別是機(jī)制砂抹灰砂漿)中的作用。
本試驗(yàn)在纖維素醚摻量為0.3kg的機(jī)制砂基準(zhǔn)砂漿中摻入一種市售的引氣劑試驗(yàn)結(jié)果如表3。
從表3可以看出隨引氣劑的增加摻水量基本不變時(shí)砂漿稠度基本不變砂漿保水率稍有增加28d抗壓強(qiáng)度明顯下降當(dāng)砂漿濕密度小于1800kgm3時(shí)硬化體28d抗壓強(qiáng)度急劇下降。
工程應(yīng)用表明抹灰砂漿濕密度越小(即砂漿中含氣量越大)砂漿越好施工這是因?yàn)橐龤鈩┮氲臍怏w在砂漿中起到滾珠軸承的作用改善了砂漿的工作性能是濕砂漿中含氣量越大硬化后的孔隙率越多硬化體力學(xué)性能大為降低。綜合砂漿的施工性能和力學(xué)性能砂漿的濕密度應(yīng)該控制在1800-1900kgm3。
影響砂漿中含氣量的因素有纖維素醚的種類和摻量、引氣劑的種類和摻量、減水劑的種類和摻量以及外加劑之間的相互作用本試驗(yàn)研究還表明水泥的種類以及粉煤灰的質(zhì)量對(duì)砂漿引氣劑的引氣效果也有很大影響一般燒失量越大、顏色越深的水泥和粉煤灰會(huì)嚴(yán)重抑制引氣劑的引氣效果。此外干混砂漿加水后攪拌速度越快和攪拌時(shí)間越長(zhǎng)砂漿含氣量越多。
砂漿中含氣量(用砂漿濕密度表示)應(yīng)該作為砂漿的一項(xiàng)施工性能指標(biāo)在工地隨時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)不符合指標(biāo)要求,可以反映到產(chǎn)品生產(chǎn)廠通過(guò)調(diào)整配合比來(lái)控制。
增稠劑(膨潤(rùn)土)及減水劑的影響
砂漿增稠劑是能改變砂漿稠度能改變砂漿施工性能和抗下垂性的外加劑。有機(jī)增稠劑有淀粉醚無(wú)機(jī)增稠劑有膨潤(rùn)土、海泡石等在抹灰砂漿中必須要摻入適量的增稠劑以增加砂漿的抗下垂性對(duì)于大面積抹灰這是很重要的一項(xiàng)施工性能指標(biāo)。本試驗(yàn)對(duì)鈣基膨潤(rùn)土對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究試驗(yàn)結(jié)果見表4。
從表4可以看出隨著膨潤(rùn)士摻量的增加(代替石粉)摻水量不變稠度值明顯減小(說(shuō)明砂漿變稠)保水率增加濕密度增加強(qiáng)度約有降低。該結(jié)果說(shuō)明膨潤(rùn)土對(duì)機(jī)制砂抹灰砂漿有明顯的增稠作用而且對(duì)強(qiáng)度影響較小。
膨潤(rùn)土( Bentonite)在砂漿中的作用是由膨潤(rùn)土的組成成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:型皛體結(jié)構(gòu)由于蒙脫石昰胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽(yáng)離子如Ca、MgNa、K等且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定易被其他陽(yáng)離子交換,故具有較好的離子交換性、吸水膨脹性、觸變性等。膨潤(rùn)土吸水體積膨脹補(bǔ)償水泥砂漿的體積收縮使砂漿具有抗裂的性能膨潤(rùn)土在水中可形成懸浮的膠狀物具有黏結(jié)性增強(qiáng)砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度防止砂漿剝落膨潤(rùn)土還能形成層間水膜具有潤(rùn)滑性能冋以提高砂漿的和易性、可塑性。總的來(lái)說(shuō)膨潤(rùn)土在砂漿中能起到保水增稠的作用。此外,膨潤(rùn)土有很好的觸變性即膨潤(rùn)土漿體在靜置以后變稠,但再次攪拌則可恢復(fù)原來(lái)的流動(dòng)狀態(tài)這種性能賦予抹灰砂漿很好的抗下垂性和抹平性能。
表4表明每噸干混機(jī)制砂抹灰砂漿中摻入5kg膨潤(rùn)土砂漿稠度就滿足不了施工稠度要求。要解決這個(gè)問題有兩個(gè)方案:是增加水二是摻減水劑。增加水會(huì)進(jìn)一步降低強(qiáng)度所以本試驗(yàn)硏究采用摻適量減水劑的辦法采用脂肪族高效減水剜減水率25%紅色粉末)試驗(yàn)結(jié)果見表5。
從表5可以看出當(dāng)干混砂漿中外拷土5kg并摻水量不變時(shí)隨脂肪族減水劑摻參量增加砂漿稠度明顯增加保水率濕密度和28d抗壓度均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)砂漿靜置2h后砂漿稠度失鈥大但還在標(biāo)規(guī)定范圍內(nèi)(≤309%)工程應(yīng)用表明摻膨潤(rùn)土和減水劑的砂漿大面積抹灰砂漿抗下垂性好但砂漿干的快特別是夏季施工問題較嚴(yán)重經(jīng)試配表明夏季施工砂漿中摻入適量緩凝劑,大面積施工有很好效果。
摻復(fù)合外加劑的機(jī)制砂抹灰砂漿的性能
根據(jù)每種外加劑對(duì)機(jī)制砂?；疑皾{性能的影響規(guī)律確定機(jī)制砂抹灰砂漿中的復(fù)合外加劑由每噸干混砂漿中外摻571kg復(fù)合外加由5kg膨潤(rùn)士、025kg纖維素醚006kg引氣劑、04kg脂肪族減水劑組成)。砂漿的配合比見表6。
從表6可以看出摻復(fù)合外加劑的機(jī)制砂抹灰砂漿的保水性和28d抗壓強(qiáng)度均已滿足M7.5干混普通抹灰砂漿的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。工程應(yīng)用表明該配合比的機(jī)制砂抹灰砂漿的施工性很好抗下垂性好、容易抹平施工中砂漿不黏抹刀砂漿硬化后不空鼓、不開裂。在夏季施工中可以摻入適量(約0.Ikg砂漿)緩凝劑如葡萄糖酸鈉。
結(jié)論
對(duì)于機(jī)制砂抹灰砂漿在每噸干混砂漿中摻入02kg纖維素醞就能滿足砂漿的保水率要求但在現(xiàn)場(chǎng)施工會(huì)反應(yīng)出各種問題砂漿太黏黏抹刀砂漿上墻容易下垂大面積施工砂漿容易干(特別是夏天)等本試驗(yàn)的硏究結(jié)果表明在機(jī)制砂抹灰砂漿中要摻入復(fù)合外加才能具有較好的施工性能本硏究確定機(jī)制砂抹灰砂漿中的復(fù)合外加劑由每噸干混砂漿中外摻571kg復(fù)合外加劑該復(fù)合外加岫5kg土、025kg纖維素醚、006kg引氣劑04kg脂族減水劑組成。返回搜狐，查看更多
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