Fuller曲線在瓷磚膠中河沙級(jí)配的選擇和應(yīng)用

冉東升

（咸陽(yáng)東方雨虹建筑有限公司，咸陽(yáng) 禮泉 713200）

瓷磚膠一般由河沙、水泥、以及各種外加助劑組成，它作為一種新型的建筑粘結(jié)劑，其用途十分的廣泛。尤其是外墻磚的粘結(jié)使用，能夠增強(qiáng)瓷磚的附著力，更好的保證外墻瓷磚［1］不會(huì)脫落，造成危險(xiǎn)。本文通過(guò)河沙級(jí)配［2］的調(diào)整來(lái)分析對(duì)瓷磚膠性能的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原材料

水泥：海螺42.5水泥；河沙：市售 （級(jí)配自調(diào)）；其他市售外加助劑

1.2 主要儀器

拉拔試驗(yàn)機(jī)，LBY-V，北京天譽(yù)科技有限公司；水泥膠砂攪拌機(jī)，無(wú)錫建儀儀器機(jī)械有限公司；標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)。

1.3 基礎(chǔ)配方

試驗(yàn)采用符合JC/T547-2017陶瓷墻地磚膠粘劑的C1型瓷磚膠，如表1所示

水泥 河沙 其他外加助劑30 65 5

1.4 試驗(yàn)方法

首先，F(xiàn)uller曲線［3］是一種骨料理想級(jí)配的曲線，按確定的比例混合時(shí)原則上會(huì)達(dá)到最緊密堆積，此時(shí)該材料體系具有最小空隙率，基礎(chǔ)公式如下：

其中：P為小于粒徑 d的百分比 （%）；d為篩孔尺寸（mm）；Dmax為骨料最大粒徑 （mm）；n為指數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 Fuller曲線在瓷磚膠應(yīng)用中指數(shù)

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如圖1

Fuller曲線在瓷磚膠應(yīng)用中指數(shù)n的確定，瓷磚膠行業(yè)中常將0.425目網(wǎng)孔最為河沙挑選的上限，則假定若最大沙顆粒的粒徑為0.425mm（40目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)）。若P的約束條件為：通過(guò)0.075mm（200目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)）可認(rèn)為石粉，占比小于5%時(shí)候，認(rèn)為下限級(jí)配合適。通過(guò)0.212（70目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)），占比大于65%時(shí)候，認(rèn)為上限級(jí)配合適。

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為5.24%，下線稍微偏細(xì)。上限通過(guò)0.212為30.66%，上限偏粗。與約束指標(biāo)背離。

2）若指數(shù)為1.8

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如下圖2

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為4.41%，合適；通過(guò)0.212含量為28.6%，上限不合適。將指數(shù)調(diào)高后，上限和下限通過(guò)率均會(huì)偏低，出現(xiàn)背離不符合調(diào)整趨勢(shì)。

結(jié)論：Dmax=0.425mm，不符合限定條件。

2.2 若最大沙顆粒的粒徑

若最大沙顆粒的粒徑為0.25mm（60目標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)）。P的約束條件為：通過(guò)0.075mm占比小于5%時(shí)候，認(rèn)為下限級(jí)配合適。通過(guò)0.212mm，占比大于65%時(shí)候，認(rèn)為上限級(jí)配合適。

1）若指數(shù)為2.4

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如下圖3

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為5.56%，不合適；通過(guò)0.212含量為67.32%，合適。

2）將指數(shù)調(diào)為2.5

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如下圖4

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為4.93%，合適；通過(guò)0.212含量為66.22%，合適。

3）將指數(shù)調(diào)為2.6

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如下圖5

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為4.37%，合適；通過(guò)0.212含量為65.14%，合適。

4）指數(shù)調(diào)為2.7

河沙Fuller曲線計(jì)算體系的理想級(jí)配如下圖6

從圖中可以看出通過(guò)0.075mm含量為3.87%，合適；通過(guò)0.212含量為64.07%，上限不合適。

結(jié)論：Dmax=0.25mm，F(xiàn)uller曲線公式為P=100×為適合約束條件下P的公式。

2.3 約束條件P下，F(xiàn)uller曲線公式驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)室配置好A、B、C、D、E，共5組樣品級(jí)配河沙，配制成C1型瓷磚膠，做性能驗(yàn)證。

2）不同級(jí)配沙對(duì)瓷磚膠原粘結(jié)的影響

按照標(biāo)準(zhǔn)JC/T547-2017對(duì)五組樣品河沙配制好的C1型瓷磚膠進(jìn)行處理，測(cè)試性能如下圖7所示

從圖7中可以看出隨著指數(shù)n的調(diào)整，原粘結(jié)強(qiáng)度呈先下降后上升，然后再下降的趨勢(shì)，其中C、D組的原粘結(jié)強(qiáng)度較好。

3）不同級(jí)配沙對(duì)瓷磚膠晾置粘結(jié)的影響

按照標(biāo)準(zhǔn)JC/T547-2017對(duì)五組樣品河沙配制好的C1型瓷磚膠進(jìn)行處理，測(cè)試性能如下圖8所示

從圖8可以看出，晾置粘結(jié)的變化趨勢(shì)隨著指數(shù)n的調(diào)整，原粘結(jié)強(qiáng)度呈先下降后上升，然后再下降的趨勢(shì)，其中C、D組的晾置粘結(jié)強(qiáng)度較好。

3 結(jié)語(yǔ)

1）瓷磚膠中骨料河沙級(jí)配的優(yōu)化，能夠提升瓷磚膠的粘結(jié)性能。2）在瓷磚膠的應(yīng)用方面，F(xiàn)uller曲線用于指導(dǎo)河沙級(jí)配的選擇時(shí)候，最大粒徑的選取以及指數(shù)n的確定，對(duì)河沙級(jí)配的影響以及瓷磚膠性能都有較大的影響。3）當(dāng)河沙最大粒徑選取0.25mm時(shí)候，F(xiàn)uller曲線公式為P=100為適合約束條件下P的公式。滿足瓷磚膠的河沙級(jí)配選擇和性能的最佳要求。