偏高嶺土對(duì)干粉砂漿性能的影響

肖雪軍，鞠宇飛，劉文斌，謝君

（1. 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213164；2. 常州市眾華建材科技有限公司，常州 213021）

0 前言

我國對(duì)建筑產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，加之各級(jí)政府對(duì)節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)方面的政策及法規(guī)的出臺(tái)，大力發(fā)展新型建材、綠色建材已納入我國發(fā)展規(guī)劃。如同商品混凝土的推廣與發(fā)展一樣，干粉砂漿在我國得到了迅速發(fā)展。干粉砂漿是指經(jīng)干燥篩分處理的細(xì)集料與無機(jī)膠結(jié)料、保水增稠材料、礦物摻合料和添加劑按一定比例進(jìn)行物理混合而成的一種顆粒狀或粉狀，以袋裝或散裝的形式運(yùn)至工地，加水拌合后即可直接使用的物料。干粉砂漿中重要的一組分就是能夠改善砂漿和易性的保水增稠材料。本文主要在纖維素醚用量一定的前提下，研究偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿性能的影響，為無機(jī)和有機(jī)保水增稠材料的復(fù)配使用提供一定試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方案

1.1 原材料

水泥：本試驗(yàn)使用的是市售32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥。其基本性能見表1。

表1 32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥的基本性能

表2 黃砂的性能

表3 偏高嶺土的化學(xué)組成 %

表4 偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿工作性能的影響

黃砂：本實(shí)驗(yàn)使用的是市售普通黃砂，其性能見表2。

偏高嶺土：山西琚豐高嶺土有限公司生產(chǎn)的1250目偏高嶺土，具體成分見表3。

纖維素醚：HERCULES的甲基纖維素醚C8681，粘度為75000 mPa·s/20℃（2%）。

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)以灰砂比1:3，纖維素醚摻量為干粉砂漿總質(zhì)量的0.4‰，偏高嶺土取代水泥摻量分別為0、1%、2%、3%、4%和5%，研究在纖維素醚摻量確定的情況下，偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿工作性能、力學(xué)性能以及耐久性能的影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿工作性能的影響

在配合比確定的情況下，內(nèi)摻偏高嶺土(0%～5%)，根據(jù) 《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》（JGJ70-2009）試驗(yàn)規(guī)范，對(duì)干粉砂漿稠度、密度、分層度、保水率以及凝結(jié)時(shí)間做了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4中的試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）隨著偏高嶺土摻量的增加，干粉砂漿需水量略有增加，這主要是由于偏高嶺土過細(xì)造成的。干粉砂漿的密度沒有多大的變化，密度控制在1760 kg/m3左右。

（2）隨著偏高嶺土摻量的增加，其分層度值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(10～25mm范圍內(nèi))，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)摻量在3%時(shí)分層度值最小，此時(shí)性能最佳。

（3）隨著偏高嶺土摻量的增加，保水率呈增長趨勢(shì)。偏高嶺土摻量為1%時(shí)，其保水率增加了2%左右，這表明偏高嶺土作為干粉砂漿外加劑，有較好的保水增稠效果。這是由于偏高嶺土具有較高的比表面積和片狀特征，親水性好，加入到干粉砂漿中，可以保持水分，減少泌水，與未摻偏高嶺土相比較，可降低泌水率。偏高嶺土摻量在3%以上時(shí)，對(duì)干粉砂漿保水率增長趨勢(shì)變緩，維持在96%左右。

（4）未摻偏高嶺土的干粉砂漿凝結(jié)時(shí)間為7小時(shí)45分鐘。在干粉砂漿中摻入偏高嶺土后，不同摻量下的干粉砂漿凝結(jié)時(shí)間在7小時(shí)15分鐘與7小時(shí)50分鐘之間，與未摻偏高嶺土?xí)r的凝結(jié)時(shí)間相差不大，表明在一定的摻量范圍內(nèi)，偏高嶺土對(duì)干粉砂漿凝結(jié)時(shí)間的影響較小。

2.2 偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿力學(xué)性能的影響

圖1反應(yīng)了不同偏高嶺土摻量下，干粉砂漿3d、28d抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果。從圖1中可以看出：

（1）隨著偏高嶺土摻量的增加，干粉砂漿3d強(qiáng)度呈先增長后下降趨勢(shì)。偏高嶺土摻量在1%～3%之間，強(qiáng)度呈增長趨勢(shì)，但強(qiáng)度增幅不大。偏高嶺土摻量為4%和5%時(shí)，3d強(qiáng)度低于未摻偏高嶺土。

（2）28d齡期干粉砂漿的強(qiáng)度變化明顯，當(dāng)內(nèi)摻偏高嶺土為3%時(shí)，其28d強(qiáng)度高于未摻偏高嶺土的干粉砂漿15%左右，28d抗壓強(qiáng)度最大，此摻量下的干粉砂漿性能最佳。

2.3 偏高嶺土對(duì)干粉砂漿收縮性能的影響

綜合考慮干粉砂漿的工作性能與力學(xué)性能，偏高嶺土在3%摻量下性能表現(xiàn)較好。因此本文對(duì)未摻偏高嶺土和3%偏高嶺土摻量下的干粉砂漿的收縮做了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 收縮率試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

表5和圖2表明，偏高嶺土能降低干粉砂漿的收縮率值，提高干粉砂漿的穩(wěn)定性。與不摻偏高嶺土相比較，摻入偏高嶺土后早期收縮率較大，但是經(jīng)過21d后，收縮率值明顯呈降低趨勢(shì)。28d的收縮率僅僅是不摻偏高嶺土的0.8倍，為0.91‰，遠(yuǎn)低于江蘇省《預(yù)拌砂漿技術(shù)規(guī)程》(DGJ32/J13-2005)中0.5%的收縮標(biāo)準(zhǔn)。這表明偏高嶺土應(yīng)用于干粉砂漿，能夠有效地減少砂漿開裂現(xiàn)象。

3 結(jié)論

本文主要討論了在纖維素醚摻量固定的情況下，偏高嶺土摻量對(duì)干粉砂漿工作性能、力學(xué)性能以及耐久性能的影響。試驗(yàn)的主要結(jié)論為：

（1）偏高嶺土摻入到干粉砂漿中，能夠提高干粉砂漿的保水率。隨著偏高嶺土摻量的增加，砂漿保水率呈增長趨勢(shì)。偏高嶺土對(duì)干粉砂漿凝結(jié)時(shí)間的影響不大，與不摻偏高嶺土相近。

（2）隨著偏高嶺土摻量的增加，干粉砂漿強(qiáng)度呈先增長后下降趨勢(shì)。偏高嶺土摻量在3%時(shí)，其3d、28d強(qiáng)度為最佳。

（3）偏高嶺土對(duì)改善干粉砂漿收縮性能，減少砂漿開裂有一定的促進(jìn)效果。

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