湿拌砂浆的试验研究及应用

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1、湿拌砂浆的试验研究及应用湿拌砂浆的试验研究及应用丁健美李光中胡晓(南京普迪混凝土有限公司,南京210015)【摘要】研究各种普通预拌砂浆配合比的设计,试配及应用机理.通过掺入不同品种保水增稠材料和外加剂对预拌砂浆性能影响的试验.并根据各种普通预拌砂浆的技术性能要求,确定不同品种各标号预拌砂浆的生产配合比.【关键词】预拌砂浆;稠度;分层度;凝结时间;保水率;强度预拌砂浆在现场使用时.需保证一定的凝结时间及存放时间,本文通过试验,研究如何从原材料方面人手,满足砂浆在稠度,分层度(保水率),凝结时间和强度等方面的要求.这是配制预拌砂浆的技术关键.1原材料和试验方法1.1原材料水泥:42.5级普通硅酸

2、盐水泥(中国海螺).黄砂:长江河砂,密度2450kg/m3,堆积密度1420kg/m3.含泥量1.O%,最大粒径5.0mm.粉煤灰:华能电厂I/II级灰.保水增稠材料:主要采用上海某公司稠化粉A1,上海某公司稠化粉A2.南京某公司稠化粉A3等.外加剂:主要采用上海某公司外加剂B1.上海某公司预拌砂浆缓凝塑化剂B2.南京某公司缓凝减水剂B3和南京某公司复合型塑化剂S等.拌和水:自来水.1.2试验方法采用机械拌和.首先将干物料加入搅拌机中干拌2min.然后加入水剂外加剂和拌和水搅拌2min后出料.砂浆性能试验按JGJ701990建筑砂浆基本性能试验方法,DGJ32/J132005预拌砂浆技术规程,

3、DG/TJ085022ooo(预拌砂浆生产与应用技术规程方法和规程进行2试验结果2.1预拌砂浆基本性能的研究前期进行部分空白试验,例如:拌和水,水泥,砂三种物料.拌和水,水泥,砂,粉煤灰四种物料以及拌和水,水泥,砂,粉煤灰,混凝土外加剂五种物料的试验.无论选用何种品牌的水泥来试验.最后做出的空白预拌砂浆的可操作性都很差.尤其是掺加了混凝土外加剂的砂浆泌水率非常高.几乎无法使用.更谈不上能够保持一定的缓凝时间.所以.砂浆的保水增稠材料和砂浆专用外加剂在预拌砂浆中缺一不可.经过前期策划,我们进行了三个系列的预拌砂浆级配试验和对比试验2.2上海某公司稠化粉A1和外加剂B1系列砂浆稠化粉A1的主要作用

4、是改善砂浆的和易性.减少水泥用量.在增加配砂量的同时保证砂浆的工作性能及强度.起保水增稠的作用.外加剂B1属于改性木质素璜酸盐类缓凝剂.主要作用是延长预拌砂浆的凝结时间.同时增强砂浆的塑性.在减少稠度损失的同时降低泌水率.掺加了砂浆专用稠化粉A1和外加剂B1的预拌砂浆性能明显优于传统自拌砂浆.表现为表面不泌水,砂浆变得轻柔,细腻,黏性大,操作手感佳,稠度,分层度等性能指标均满足规范要求.见表1.表1稠化粉A1和外加剂B1系列(一)初始试验配合IZ(kg/m)砂浆性能序标稠外稠度分层度容重R28号号水泥砂化F(I)加粉剂(mil1)(mm)(kg/m)(MPa)1M5.O18014804011O

5、3.1909196o6.42M7.52oo146040l1O3.3102719707.63M1O220144045903.4937194011.04M1529o14oO50903.9989196515.25M2O3oo125050904.28516194018.26M25330132060804.5915197522.7注:水泥品种选用京IP042.5R,用水量均为2ook咖左右,砂的含水率5%左右.?42?2007年12期通过实验可得.这一系列配合比的砂浆可操作性能较好,3h内基本无泌水.操作手感佳.5h,-,6h后仍可操作.但试块强度却不令人满意.考虑到试验环境条件,原材料品种及数量,试验

6、方法和操作过程等多方面因素.我们进行了同养和标养试块对比.适当增加或减少某一原材料品种.增加配合比中胶凝材料含量等试验.以确定影响试块强度的原因.表2为增加胶黏材料试验结果.表2稠化粉A1和外加剂B1系列(-】增加胶凝材料配合比(km砂浆性能序标号稠外号水泥砂化F(I)加稠度分层度容重R28(mm)(mm)(kg/m3)fMPa)粉剂1M5.O190146040l153.6951O19956.62M7.52101440401203.8901420108.O3M1O230140045803.489121965l1.14M1531O138050904.38310196015.65M2O325133

7、050905.38810201518.56M25350132060905.884102oo523.1通过实验得知.虽然增加了胶凝材料.但强度增加并不明显砂浆的其他操作性能虽能达到要求.但由于稠化粉Al和外加剂Bl用量很大.相互适应性较好.砂浆的凝结时间过长.有的3d都不能拆模.28d强度显然受到了影响由此最终确定试块强度较低的主要原因是:(1)当时环境温度较低.(2)所用试块是有底的而不是无底的,强度会有一定的下浮.(3)砂浆外加剂中的引气成分含量太多,减少了用水量,在满足砂浆黏性和塑性的同时,降低了砂浆的容重.从而降低了试块的抗压强度.通过以上分析.我们适当减少了外加剂Bl的用量.试验结果见

8、表3.表3稠化粉A1和外加剂B1系列(三)减少缓凝剂用量配合(kg/m3)砂浆性能序标号水泥稠外稠度分层度容重R28号砂化F(I)加(京阳)粉剂(mm)(mn1)(kg/m3)(MPa)1M5.O19O1460401153.6951019956.62M7.521O1440401202.589l12O658.13M1O2351415451oo2.880102035l1.O4M153oo139050903.481132oo515.95M2O325133550903.87910203518.76M25350132060904.18512203023.47M1O31O144045601.8831021

9、6015.18M1O31O144045609313222518.1从增加胶凝材料和减少缓凝剂用量两组实验可知.单一减少砂浆外加剂Bl用量.对试块强度的增强效果并不明显.只是稍微缩短了凝结时间.为27h(试验环境温度为I(YC,环境湿度6O%).表3中7和8相比较.未掺外加剂Bl的砂浆开放时间为4hh.凝结时间在6h左右.掺加05%的外加剂Bl可以有效调节凝结时间.但减水效果不明显.而且7和8的用水量都有所提高.在233kg/m3250kg/m,.此配合比可以为生产配合比提供参考.为了全面把握AlBl组合砂浆的技术性能.我们做了添加两种组合型稠化粉,外加剂与添加复合型塑化剂的对比试验.见表4.表

10、4稠化粉A1和外加剂B1系列(四)与S复合型塑化剂对比试验配合比(km砂浆性能序标号水泥稠外稠度分层度容重R28号砂化F(I)加(中国)(mm)(蚴)(kg/m)(MPa)粉剂11M5.O260142040502.574819758.721M7.5280142040502.769918859.531M1O3oo140040502.9901O18701O.941M15330140050703.3717192016.151M2O360135050703.68113192521.261M25390132060703.9859197027.112M5.O26o1420503.491818707.822

11、M7.52801420503.687618258.332M1O3oo1400503.89010181O10.O42M153301400704.483l1181O14.952M2O3601350704.8907182520.762M253901320705.2951O190526.3表4中一1系列试验为稠化粉Al和外加剂Bl组合,一2为S复合型塑化剂.S的凝结时间为15h40min,可操作时间8h左右.AlBl的凝结时间为20h,可操作时间为12h左右:S塑化剂(掺量1.2%1和AlB1(掺量0.9%1相比.前者和易性略好,更细腻,塑性更好,后者上墙后比前者失水快.2.3上海某公司缓凝塑化剂A2

12、和B2系列为了寻求品种更多,性能更全面的稠化粉和外加剂.我们又对上海某公司稠化粉A2和外加剂B2进行了系列试验.见表5.表5中一1系列为预拌砌筑砂浆.其中外加剂B2掺量为0.7%左右:一2系列为预拌抹灰砂浆,其中外加剂B2掺量为0.8%:一3系列为预拌砌筑砂浆,其中外加剂B2掺量为0.9%左右:-4系列为预拌地面砂浆,其中外加剂B2掺量为0.4%左右.砌筑和抹灰砂浆的凝结时间和可操作时间均能达到预期效果.保水性较好,强度较高.但砂浆容重大,操作手感偏重.有一定量的泌水,尤其是高标号的砂浆,结底时间明显提前.2007年12期?43?表5上海某公司稠化粉A2和缓凝塑化剂B2系列表6南京某公司A3砂

13、浆稠化粉和B3型缓凝减水剂系列配合(kg,/m3)砂浆性能稠外加稠度分层容重R7R28序号标号水泥砂化F(I)剂(mm)(mm)(kg,/m3)(MPa)(中国)粉11RM5.O1851395451302-3111O1221254.11O.12-1RM7.52oo1385451302.4831321555.412.O3-1RM1O21O1370451302.51071121657.714.54-1RM1526o135545l1O2.7781O216513_318_35-1RM2O3301320451053.1979216520.924.86-1RM2536o131O401oo3_3981O21

14、4024.527.512RP5.O1951370451603.O1o6321758.715.92-2RP7.52O51350451703.1296421609.317.O32RP1O2301350451353.04986215511.819.24-2RP15270133045.1403.4955217017_323.25-2RP2O34013oo45l1O3.721oo6214523.629.O13RM5.O1951450451303.O692921703.79.42-3RM7.52051435451303.1588721855.711.73-3RM1O2301420451253_339832

15、1657.713.74-3RM15265139045l153.551oo6215512.817.95-3RM2O335133040l1O4.551026216520.723.66-3RM2536o1315401oo4.7955217024.125-31-4RS1531O15oo40701.566512222517_325.124RS2O36o145540601_32658220524.729.93-4R$2536515oo4060O.877513224525.532.9图1为外加剂B2掺量与凝结时间/可操作时间的关系.t,JJu剂B2的一个显着特点是,其本身的有效性随存放时间的增加而衰退.且变

16、化明显.其优越性是掺量较小,性价比相对较高.35扈30曾252015lO50掺量(%)图1外加剂132掺量与凝结时间/可操作时间的关系2.4南京某公司砂浆稠化粉A3和缓凝减水剂B3系列我们还对南京某公司砂浆稠化粉A3和缓凝减水剂B3进行了系列试验.见表6从表6可知.此系列的新拌砂浆状态较软.黏性较好,保水性也好,但砂浆的气泡增多;单方砂浆的掺量较高.而28d抗压强度不够高.图2为外加剂B3的掺量与凝结时间/可操作时间的关系图.从图中可以看出.B3的掺量不是越高越配合tt(kgCm)砂浆性能稠外稠度分层度容重R28序号标号水泥砂化F(I)加(中国)粉剂(mm)(mm)(kgCm)(MPa)11M

17、5.O19514504513O2.729213216o9.72-1M7.52O514354513O2.88914215512.931M1O23014JDO451252.96939219514.64-1M15265139o45l153.69410220514.55-1M2O350133540l1O3.769013221521.16-1M253701315401053.889511220520.91-2RP7.5205134o451703.91oo1O215515.42-2RP1O23013354516O4.O919215512.632RP152701330451405.1967216515.94

18、2RP2O34512oo451205.761oo11218023.65-2RP25370133040l1O5.881oo1O221528.135釜00翟25201510501l_52掺量(%)图2外加剂B3的掺量与凝结时间/可操作时间的关系好,每个操作时间段都有一个最佳掺量.而且随季节变化需适当调整3分析与讨论不同生产厂家,不同品种的水泥,其自身技术指标的稳定性不一.且与稠化粉和缓凝剂的适应性存在很大区别.粉煤灰的品种和级别对砂浆的性能有一定影响,但不是级别越高越好,II级灰即可.粉煤灰的掺量与强度增长有一定关联,掺量在30%50%比较适宜.黄砂的细度对砂浆会有影响,过粗不便于施工.过细则增大

19、用水量,影响砂浆性能.不同环境下.室内和室外砂浆稠度经时损失很复杂,稠度损失与外加剂掺量,温度,湿度,太阳直射系数及盛放砂浆的容器规格都有一定的关系,砂浆的稠度保持不变的时间段是砂浆最佳施工期间.砂浆试块成型时的环境对检测数据的影响也很大,主要表现在标养和自养,有底和无底及试块和试条的强度等的差异性.另外.对砂浆稠度经时损失重塑后的强度损失也要引起重视保水率指标和分层度类似.是衡量砂浆稠度经时损失的重要参数,它和所使用的保水增稠材料有很大关系.同时与?44?2007年12期外加剂,粉煤灰的质量也有关.在选择原材料的时候应从这些方面慎重考虑通过以上三个系列的多元化试验,分析砂浆配合比中P042.

20、5水泥的用量和7d/28d抗压强度的关系.如图3.实际应用中并非绝对遵循图中的变化规律.还应考虑其他原材料的区别,特别是粉煤灰的质量,砂子的级配,保水增稠材料和外加剂的适应性3O2520邑15蓍o50水泥用量(kg)图3水泥用量和7d/28d抗压强度的关系4实际生产应用情况为检验上述配合比.现用生产预拌混凝土的自动化秤量,搅拌,卸料系统生产RP10砂浆,配合比及砂浆性能见表7.表7生产砂浆中试配合比及砂浆性能配合t(kg/m3)砂浆性能序标号水泥稠外稠度分层度容重R28号砂化FfI1加中国fnlm1(mm)(kg/m)(MPa)粉剂1RPIO2301350451353421093213015.

21、7从中试结果看.除了由于机械方面所造成的搅拌不均匀,夹有部分水泥团和黄砂团,砂子中有大颗粒,不便于抹灰施工外.砂浆的分层度,凝结时间和强度都达到了预期效果与混凝土的坍落度指标类似.施工过程中砂浆的稠度是一个非常关键的技术指标.它反映的是砂浆拌和物在外力作用下变形大小的一个物理量.砂浆的稠度越大.流动性越好.施工强度越低.砂浆的存放时间直接影响到施工的可操作性和工程的工期.所以我们做了一组对比试验.图4为某种砂浆稠度经时损失在室内外环境中的对比11释时间(h)图4砂浆稠度室内,室外经时损失和凝结时间的关系由图4可见:(1)砂浆在拌和成型后4h6h内稠度变化不显着,而后稠度损失较快.同时.砂浆的抗

22、压强度降低,力学性能变差.(2)在室外环境中砂浆稠度损失大.所以在施工现场需要重视砂浆的存放环境.尤其需加强盛放容器的密闭和保湿.避免因稠度损失过大而造成强度降低.砂浆重塑后的强度甚至会降低20%以上.并且加水量越多.抗压强度损失越大5结语配制预拌砂浆的技术关键在于采取有效措施降低砂浆的分层度,提高砂浆的保水率.并解决掺加外加剂和其他物质后砂浆分层度与其强度之间的矛盾预拌砂浆主要是对凝结时间和保水性要求较高.对强度要求不是太高.但也不可忽视砂浆的强度.在进行砂浆配合比设计时要考虑到工地的恶劣环境和稠度损失.适当提高12个标号进行实际应用大多数情况下.不能简单判断某一种稠化粉或外加剂的好坏.要结

23、合其他原材料品种性能进行综合分析可以根据砂浆要求的高低.选择不同性价比的原材料.材料品种和适宜掺量须同时考虑.以降低砂浆的综合成本.参考文献:【1】王培铭商品砂浆的研究与应用机械工业出版社,20061【2GJ32/J132005预拌砂浆技术规程长春散装水泥预拌砂浆管理出新政本刊讯长春市散装水泥管理办法于今年12月3日起正式施行该办法将散装水泥及预拌混凝土,预拌砂浆.均纳入管理范围.办法规定:水泥生产企业应当按照散装水泥发展规划的要求.达到70%以上的散装水泥发放能力;水泥使用总量在300t以上的工程建设项目和本市城市规划区内交通,能源,水利,市政工程建设项目,散装水泥使用量应当达到水泥使用总量的70%以上:长春城市规划区域内.禁止现场搅拌混凝土;自2009年7月1日起.禁止现场搅拌砂浆.如预拌混凝土及预拌砂浆,水泥制品生产企业未能全部使用散装水泥,将被处以每立方米混凝土l00元或者每吨袋装水泥300元.总额不超过3万元的罚款.未能达到7OZ散装水泥使用要求的.处以5000元以上1万元以下罚款.现场搅拌混凝土可被处以1万元以上5万元以下罚款2007年12期?45?