機制砂在濕拌砂漿中的應用研究

■易海林 ■深圳市港嘉工程檢測有限公司，廣東 深圳 518126

所謂的機制砂，是指通過制砂機和其它附屬設備加工而成的砂子，而濕拌砂漿是一種新型綠色建筑材料，是繼預拌混凝土之后又一節(jié)能減排的重大舉措。雖將機制砂應用到濕拌砂漿中有一定的幫助，但由于機制砂質量參差不齊，對于濕拌砂漿的工作性能以及施工應用卻存在有不良影響?；诖耍疚木蜋C制砂在濕拌砂漿中的應用進行了研究，對機制砂在濕拌砂漿中的應用提供了較高的參考價值。

1 原材料與試驗方案

1.1 原材料

(1)水泥:P·O42.5R 水泥，其基本性能見表1。

(2)粉煤灰:II 級粉煤灰，細度13.9%，燒失量4.6%，需水量比98%。

(3)機制砂:產(chǎn)自于廣州深圳，細度模數(shù)2.7，石粉含量5%，根據(jù)試驗需要，人工調配，其級配如表2。

表1 普通硅酸鹽水泥的基本性能

表2 機制砂顆粒級配

(4)外加劑:廣州深圳某公司的塑化劑G1 和調節(jié)劑G2。

1.2 試驗方法

機制砂的篩分、細度模數(shù)的計算及石粉含量，參照標準GB/T14684-2011《建設用砂》。

機制砂的容重測試、稠度、分層度、保水性、抗壓強度、凝結時間及干燥收縮等，參照標準JGJ/T70 -2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》。

濕拌砂漿開放時間，是指砂漿能夠滿足生產(chǎn)、運輸及施工質量要求的最長存放時間。

1.3 試驗配合比設計

本文選用M10、M15 為例，研究不同級配以及石粉含量對機制砂性能的影響，其具體的配比，見表3。其中，編號1～5 為不同級配機制砂對M10 影響試驗配比;6～10 為不同級配機制砂對M15 影響試配配比;11～14 為不同石粉含量(0%～15%)對M15 影響試驗配比;15～17為不同石粉含量(0%～15%)對M15 影響試驗配比。

表3 試驗配合比設計 kg/m3

2 試驗結果與分析

2.1 不同級配機制砂對濕拌砂漿性能的影響

2.1.1 不同級配機制砂對工作性能的影響

五種不同級配機制砂對濕拌砂漿工作性能的影響如表4 所示。表4 中選用A、B 機制砂制備的濕拌砂漿出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，保水性較差;選用C、D 制備的濕拌砂漿工作性能良好，粘度合適，無泌水現(xiàn)象，分層度小;A、B 型機制砂，粗顆粒多，細顆粒少，濕拌砂漿的流動性以及保水性變差;同時，其石粉含量低，固體顆粒的比表面積小，容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。C、D 型機制砂，級配較A、B 型好，其流動性與保水性均較好，含有適量的細顆粒，能夠填充在粗顆粒之間，降低內部摩擦力，提高其流動性能。E 型機制砂細顆粒更多，其需水量更大，其流動性與保水性都較差，而且由于其粉料的增多，容易使?jié)癜枭皾{粘度增大，造成施工不便，同時后期易粉化，收縮大。因此，機制砂級配及細度模數(shù)對濕拌砂漿工作性能影響較大。在制備濕拌砂漿的過程中，應嚴格控制機制砂的級配，以滿足濕拌砂漿工作性能的要求。

表4 不同級配機制砂對濕拌砂漿工作性能的影響

2.1.2 不同級配機制砂對開放時間的影響

開放時間是指預拌砂漿加水拌合后，在初凝以前所具有足夠的工作性、尚能進行正常施工操作的時間。不同級配機制砂對濕拌砂漿開放時間的影響如表5。

表5 不同級配機制砂對濕拌砂漿開放時間的影響

選用A 型機制砂制備的濕拌砂漿開放時間最小，選用C 機制砂的開放時間最長。其主要原因:A 型砂粗顆粒較多，保水性差，在放置過程中失水快，表面硬化快，外加劑沒有發(fā)揮出緩凝效應;E 型砂細顆粒較多，需水量增大，石粉對于外加劑的吸附加強，使得外加劑實際效應降低，不能提高開放時間;C 型砂級配合適，外加劑作用效果最優(yōu)。

2.1.3 不同級配機制砂對抗壓強度與干燥收縮影響

不同級配機制砂對抗壓強度影響如圖1 所示，隨著細度模數(shù)的增大，濕拌砂漿的抗壓強度先增大后降低，其中C 型砂制備的濕拌砂漿強度最優(yōu)，B、D、A 型砂次之，E 型砂最差。

圖1 不同級配砂對濕拌砂漿抗壓強度影響

圖2 不同級配砂對濕拌砂漿干燥收縮影響

C 型砂級配相對較好，粗顆粒之間被有效填充，形成密實嵌擠，促使其水化后強度最好;A 型砂粗顆粒較多，細顆粒較少，骨架之間的孔隙沒有被有效地填充，而且漿體保水性差，水分散失過快，影響后期強度發(fā)展;E 型砂細顆粒較多，在預拌砂漿中沒能形成骨架結構，使得總比表面積增大，從而顆粒之間粘結強度降低，部分顆粒呈游離松散狀態(tài)，其強度降低。

不同級配機制砂對濕拌砂漿干燥收縮的影響如圖2，隨著細度模數(shù)的增大，濕拌砂漿收縮率先減小后增大，其中A 型砂收縮值最大，C型最小。其原因在于，機制砂級配不同，粗細顆粒的含量不一樣，導致形成的濕拌砂漿內部密實度不同，C 型級配合理，形成良好的孔結構;然而，A 型砂細顆粒含量少，內部孔隙率大，收縮值大。

2.2 不同石粉含量機制砂對濕拌砂漿性能影響

2.2.1 不同石粉含量機制砂對工作性能影響

不同石粉含量機制砂對濕拌砂漿工作性能的影響如表6 所示。其中，對于M10 砂漿，石粉含量在10%時，工作性能與保水性最好;對于M15 砂漿，石粉含量在15%時，其工作性能與保水性最優(yōu)。隨著石粉摻量的提高，濕拌砂漿的工作性能得到改善，當石粉摻量超過一定量，反而會降低濕拌砂漿的工作性能。這主要是由于過量的石粉不能被足夠的水泥粘結，從而影響其保水與工作性。

表6 不同石粉含量機制砂對濕拌砂漿性能影響

2.2.2 不同石粉含量機制砂對開放時間影響

不同石粉含量機制砂對開放時間影響如表7 所示。對于M10 和M15 砂漿，當石粉摻量為10%時，凝結時間最長;當不含石粉時，凝結時間最短。其主要原因:當機制砂中不含有石粉，其保水性差，水分散失快，影響緩凝效果;當石粉含量過高，石粉對外加劑的吸附明顯，從而降低對水泥的緩凝效應。

表7 不同石粉含量機制砂對開放時間的影響

2.2.3 不同石粉含量機制砂對抗壓強度與收縮性能的影響

不同石粉含量機制砂對抗壓強度的影響如圖3 所示，對于M10 砂漿，當石粉含量在10%，其抗壓強度最高;對于M15 砂漿，隨著石粉含量的提高，抗壓強度逐漸增大。石粉在適宜摻量內，可以提高試件的抗壓強度，主要是由石粉的微集料效應、微晶核效應和特定的化學效應所決定。然而，隨著石粉含量的增加，強度也會隨之降低，這主要是在水泥漿用量一定的情況下，不足以包裹集料，其粘附性減小，粘聚力降低，最終在硬化后期抗壓強度下降。

不同石粉含量機制砂對干燥收縮的影響，如圖4 所示，對于M10砂漿，當石粉摻量為10%，56d 收縮率最小，僅為6.85 ×10-4;對于M15 砂漿，當石粉摻量為10%，56d 收縮率最小，為8.32 ×10-4。主要原因，石粉含量較少時，水泥顆粒間的毛細孔隙不能被充分填充，以及粗顆粒之間的孔隙沒有足夠的漿體填充，拌合物的整體孔隙率較大，砂漿收縮較大;當石粉含量增大到達一定程度，即石粉顆?？梢愿嗵畛淇紫?，收縮率最小;隨著砂漿強度等級的提高，水泥用量的增多，干燥收縮率增大。

圖3 石粉摻量對砂漿抗壓強度影響

圖4 石粉摻量對砂漿收縮率影響

從結果可以看出，石粉摻量的變化對工作性能、開放時間、抗壓強度、收縮性能都不一致，這與其強度等級、膠材體系、用水量等都有關系。在生產(chǎn)應用時，一定要將石粉含量控制嚴格，選取較低限制，才能有效的防止質量問題。

3 結論

(1)選用級配良好的機制砂配制的濕拌砂漿，工作性能、力學性能、收縮性能都較好，很好的滿足施工質量要求，研究表明:細度模數(shù)應控制在1.8～2.3。當機制砂細度模數(shù)大于2.6，粗顆粒含量較多，濕拌砂漿的保水性和流動性都較差且抗壓強度和開放時間有所下降;當機制砂細度模數(shù)低于1.6，細顆粒含量較多，特別是石粉顆粒較多時，濕拌砂漿的工作性能降低，力學性能降低。

(2)適量的提高機制砂中石粉含量，能夠改善濕拌砂漿的工作性能，提高抗壓強度，降低收縮;隨著砂漿強度等級的不同，石粉含量的最宜摻量也不同。研究表明:制備濕拌砂漿宜將石粉含量控制在10%。

4 結語

綜上所述，選擇品質良好的機制砂用于濕拌砂漿施工技術中，能有效改善濕拌砂漿的各項指標性能。因此，為提高濕拌砂漿的施工質量，應選取級配良好的機制砂，控制好機制砂的石粉含量，以保障和改善濕拌砂漿的各項性能符合標準要求，真正意義上達到機制砂在濕拌砂漿施工中的顯著作用。

［1］李從波，陳均僑，周常林，樂曉鵬，謝浩.淺談濕拌砂漿的發(fā)展之路［J］.廣東建材，2013(08).

［2］施健，韋幫雄，羅小青，李紹新，黃崇奕.機制砂在預拌砂漿中的應用研究［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2014(10).