不同養(yǎng)護(hù)濕度和時間對水泥砂漿強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

摘要：試驗(yàn)研究在保持養(yǎng)護(hù)溫度（20 oC）不變，相對濕度（55%，75%，95%），養(yǎng)護(hù)（3d，7d，14d）對水泥砂漿強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：延長養(yǎng)護(hù)時間，水泥砂漿抗壓強(qiáng)度增大；隨著相對濕度增加，水泥砂漿抗壓強(qiáng)度也逐漸增大。為提高水泥砂漿強(qiáng)度，優(yōu)化養(yǎng)護(hù)條件方案為：養(yǎng)護(hù)溫度20 oC，相對濕度95%，養(yǎng)護(hù)時間14d。因此，夏季高溫要注意砂漿強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)。

關(guān)鍵詞：抗壓強(qiáng)度；養(yǎng)護(hù)溫度；相對濕度；養(yǎng)護(hù)時間

1 引言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程和房地產(chǎn)事業(yè)的不斷發(fā)展和深入，消費(fèi)者對住宅工程質(zhì)量要求越來越高。砌筑砂漿強(qiáng)度是反映磚砌體施工質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，而實(shí)際工程砂漿配制施工往往因計(jì)量不準(zhǔn)、攪拌不均勻、或未能隨拌隨用、間歇時間長等原因，造成砂漿強(qiáng)度低等質(zhì)量問題。影響水泥砂漿強(qiáng)度的因素有水泥基體參數(shù)（水灰比、灰砂比、水泥細(xì)度、水泥品種、礦物摻合料和外加劑）和環(huán)境條件（養(yǎng)護(hù)時間、養(yǎng)護(hù)溫度和環(huán)境的相對濕度[1，2] ）?？紤]到各種條件約束，本文僅對試件的養(yǎng)護(hù)條件對砂漿強(qiáng)度的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2 試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)研究方案的確定

福建年平均氣溫自北而南大部為17～21oC之間，規(guī)范要求砂漿試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（水泥砂漿為20+3oC，相對濕度90%以上）養(yǎng)護(hù)至28d，然后進(jìn)行試壓。本文研究在溫度不變的條件下不同養(yǎng)護(hù)濕度和時間對水泥砂漿強(qiáng)度的影響，所以溫度取20oC。試驗(yàn)是多因素分析，采用"正交試驗(yàn)法[3] "?？紤]到條件約束，每個因素只取三個水平來分析，因素：濕度A（%）取55%、75%、95%；時間B（d）取3、7、14。所以二因素三水平32參照正交試驗(yàn)中正交表，取L9（34），試驗(yàn)共分為九組。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 測定砂的堆積密度

將砂徐徐裝入1L容量筒內(nèi)（容量筒m1=0.445kg），按步驟要求重復(fù)六次稱得質(zhì)量m2，測定第1次m2=1.940kg、第2次m2=1.980kg、第3次m2=1.920kg、第4次m2=1.930kg、第5次m2=1.950kg、第6次m2=1.945kg。計(jì)算砂的堆積密度 （精確至10kg/m3）：以六次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值

2.2.2 配合比的計(jì)算

1）計(jì)算每立方米M7.5砂漿中的水泥用量Qc（kg/m3）

強(qiáng)度等級M7.5～M10，水泥用量（kg）取 230～280[4]。取水泥用量Qc=250kg/m3。

2）確定砂用量Qs（kg/m3）

1m3的砂漿含有1m3堆積體積的砂子，所以立方米砂漿中砂的用量應(yīng)以干燥狀態(tài)（含

水率小于0.5%）的堆積密度值作為計(jì)算值[4]。計(jì)算用砂量Qs=1500kg/m3。

3）確定用水量Qw（kg/m3）

砂漿中用水量的多少對其強(qiáng)度等性能的影響不大，水泥砂漿的用水量在270～330 kg[4]，選擇用水量為Qw=320 kg/m3。

則砂漿試配時各材料的用量比例為：水泥：砂；水=250：1500：320=1：6：1.28

2.2.3 砂漿試件制作

按上述配合比配制砂漿制作試件。首先將試模內(nèi)壁事先涂刷薄層機(jī)油或脫模劑；然后將拌好的砂漿一次裝滿試模，并用搗棒均勻由外向里按螺旋方向插搗25次，接著用刮刀在四側(cè)沿試模內(nèi)壁插搗數(shù)次，砂漿應(yīng)高出試模頂面6～8mm；待砂漿表面開始出現(xiàn)麻斑時約（15～30min），將高出部分的多余砂漿沿試模頂面刮去并抹平；試件制作后應(yīng)在（20+5）oC溫度環(huán)境下靜置一晝夜（24+2）h，當(dāng)氣溫較低時，可適當(dāng)延長時間，但不應(yīng)超過兩晝夜，然后對試件編號并拆模[4]。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

試件拆模后，對試驗(yàn)試塊進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。本試驗(yàn)按上述確定的養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)后

要先測量試件尺寸（精確至1mm），并據(jù)此計(jì)算試件的受壓面積A（mm2）。然后用壓力機(jī)對試件進(jìn)行試壓[4]。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，算出水泥砂漿抗壓強(qiáng)度，見表1。

1）計(jì)算每個因素在各水平上的考核指標(biāo)和K

對于因素A、B在三水平上的3次試驗(yàn)中的 之和由表1得知。本文研究要求 的值愈大愈好，于是比較因素A所在列的三個K值看出，K3值最大，故因素A的水平A3（相對濕度95%）比其余兩個水平要好。同理，因素B的水平B3（養(yǎng)護(hù)天數(shù)14d）比其余兩個水平要好。

2）計(jì)算各因素的極差R

R由因素所在列中的K1、K2、K3或 、 、 三個數(shù)中的最大值減去最小值得到。各列極差R值的大小用來衡量試驗(yàn)中相應(yīng)因素的作用大小。由極差R的大小可以看出因素的主、次順序?yàn)锳

3）方差分析

本研究是雙因素試驗(yàn)，因素A（濕度）有三個水平即p=3，因素B（時間）有三個水平即q=3，在每個試驗(yàn)條件上只進(jìn)行一次試驗(yàn)。

可求得因素A平方和為0.17、自由度為2、均方為0.085、F值為 。因素B平方和為0.97、自由度為2、均方為0.485、F值為 。誤差：平方和0.04、自由度4、均方0.01?？偤停浩椒胶?.24、自由度8。算出臨界值 ， 。

對于因素A，因 > > ，故因素A（濕度）對試驗(yàn)的

影響顯著；對于因素B，因 > ，因此，因素B（養(yǎng)護(hù)時間）對試驗(yàn)的影響特別顯著[10]。由正交設(shè)計(jì)分析表中極差R和K值分析、方差分析表，最后得最佳的試驗(yàn)條件是A3B3。

3.2.1 養(yǎng)護(hù)時間對水泥砂漿強(qiáng)度的影響

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出在相同的濕度下，水泥砂漿抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)時間的延長而增大，在濕度55%養(yǎng)護(hù)3d、7d、14d后的28天抗壓強(qiáng)度值為：6.2MPa、6.5MPa、6.8 MPa；在濕度95%養(yǎng)護(hù)3d、7d、14d后的28天抗壓強(qiáng)度值 分別為：6.3MPa、6.9MPa、7.3MPa。隨著濕度55%增到95%，在潮濕養(yǎng)護(hù)3d后的28天抗壓強(qiáng)度增長1.61%；在潮濕養(yǎng)護(hù)7d后的28天抗壓強(qiáng)度增長6.15%；在養(yǎng)護(hù)14d后的28天抗壓強(qiáng)度增長7.35%，從增長關(guān)系可以表明，在潮濕養(yǎng)護(hù)3d后的28天抗壓強(qiáng)度增長的很緩慢，所以要注重早期的養(yǎng)護(hù)。一般情況下，水泥砂漿澆水養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)不少于7d。

3.2.2 相對濕度對水泥砂漿強(qiáng)度的影響

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在濕度55%，養(yǎng)護(hù)時間3d到7d的28天的抗壓強(qiáng)度 從6.2MPa增到6.5MPa，增長了4.84%；7d到14d的28天的抗壓強(qiáng)度 從6.5MPa增到6.8MPa，增長了4.61%。所以當(dāng)養(yǎng)護(hù)濕度較低時，后期強(qiáng)度還是在增長，但增長的很緩慢，所需的齡期較長。所以在夏季，由于蒸發(fā)比快應(yīng)特別注意澆水養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)論

通過上面的研究分析可以得出以下結(jié)論：

1）不同的養(yǎng)護(hù)條件影響砂漿的性能。正交試驗(yàn)表明，養(yǎng)護(hù)時間對砂漿抗壓強(qiáng)度的影響較顯著。優(yōu)化養(yǎng)護(hù)條件方案為： 恒定養(yǎng)護(hù)溫度20 oC，相對濕度為95%，養(yǎng)護(hù)時間為14d。

2）延長養(yǎng)護(hù)時間，水泥砂漿強(qiáng)度逐漸增加。隨著濕度55%增到95%，在3d水泥砂漿強(qiáng)度增長1.61%，7d增長6.15%，14d增長7.35%，所以要注重早期的養(yǎng)護(hù)；

3）養(yǎng)護(hù)濕度對砂漿強(qiáng)度也有很大影響，特別是對其前期的強(qiáng)度影響較大。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡安蘭，嚴(yán)生.水泥基體參數(shù)對砂漿干縮性能的影響[J].水泥工程，2004（6）：16-19.

[2] Neubauer CM， Bergstrom T B， Sujata K， et al. Drying shrink2age of cement paste as measured in an environmental scanning e2lectron microscope and comparison with microstructural models[J].Journal of Materials Science， 1997（32）： 6415 - 6427.

[3] 劉數(shù)華，冷發(fā)光，羅季英，等.建筑材料試驗(yàn)研究的數(shù)學(xué)方法[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2006.147-149.

[4] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ98 - 2000） [S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[5] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50203 - 2002） [S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：

鄭秋鳳（1984.5），女，漢族，福建泉州人，講師，碩士，主要從事建筑和交通方向研究