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砂的颗粒级配对自流平砂浆性能的影响 (陈岩)

添加日期:2014/6/19 13:58:27   作 者:  来源:   浏览次数:
                                        砂的颗粒级配对自流平砂浆性能的影响
                                                                                    陈岩
                                                                      干粉砂浆研发课题组
 
摘要:
 
   本文研究了采用不同颗粒粒径级配的砂配制的自流平砂浆的初始流动度、流动度损失,以及硬化砂浆的力学性能。并介绍了骨料级配对自流平砂浆流动度、强度的影响,以及自流平材料的最佳配比。
 
关键词:自流平砂浆;级配;流动性;强度
 
1前言
 
自流平地面材料是20世纪70年代发展起来,以无机胶凝材料或者有机材料为基材,与超塑化剂等外加剂及细砂等混合而成的建筑地面找平材料。使用时只需按规定的水灰比加水拌合均匀,机械泵送或人工施工后,无需人工抹平,靠浆体在自重作用下流动形成平整表面。随着现代工业技术和生产的发展,低弹性模量的薄饰面材料(如PVC地板,橡胶地板卷材,木地板等)越来越广泛的应用,以往地面施工的质量要求已达不到这些对地面要求非要严格的饰面材料的要求,且地面自流平具有良好的耐久性,高精度的平整性和合理的吸水性,可很好地解决传统木地板龙骨结构的不耐久,不吸潮等问题。
水泥基自流平砂浆的研究一般是在低水灰比的前提条件下,尽可能的提高材料的流变性能,以满足高强和大流动性要求,同时保证其具有良好的粘聚性。通常采取减水剂、膨胀剂、缓凝剂等高效外加剂复合使用的方法,而对集料方面的研究相对较少。尽管自流平砂浆所用的多种细砂,但其颗粒级配对自流平砂浆的性能仍有着重要的影响。较好的颗粒级配不但可以改善拌合物的和易性、流动性,还可提高硬化后砂浆的力学性能和粘结性能。
因此,文中针对砂的颗粒级配对自流平砂浆的工作性和力学性能影响方面开展试验研究,为其在工程中的应用提供理论依据。
 
2 试验材料
 
2.1水泥
本试验采用海螺PO42.5R普通硅酸盐水泥,其物理性质如表2.1所示。
表2.1 水泥的物理性能
2.2砂
本试验采用本地中砂和特细砂组成混合砂,特细砂的细度模数M=1.6,中砂的细度模数M=2.89。中砂及特细砂的粒径如表2.2所示
表2.2 中砂及特细砂的粒径
2.3高效减水剂
试验采用苏州弗克科技有限公司生产的聚羧酸减水剂C900粉剂。
2.4矿物掺合料
2.4.1 粉煤灰
试验采用二级粉煤灰,比表面积2600cm²/g。
2.4.2 矿渣
试验采用矿渣,比表面积4900cm²/g。
2.5可再分散乳胶粉
试验采用德国瓦克的可再分散乳胶粉5010,具有良好抗皂化性能。
2.6水
试用水为自来水。
 
3 试验方法
 
3.1 标准试验条件
按照JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》规定的标准实验条件,环境温度23±2℃,相对湿度50%±5%。
3.2 流动度试验
按照JC/T985-2005《地面用水泥基自流平砂浆》试验方法进行。将制备好的试样注入内径30mm±0.1mm,高50mm±0.1mm的金属空心圆柱体中,将试模按垂直方向提起,4min后测两个垂直方向的直径,取两个直径的平均值作为砂浆的流动度。
3.3 抗压强度,抗折强度试验
按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》试验方法进行。试件无需振动。
 
4 试验结果与分析
 
砂的级配是砂浆中的一个重要的组成部分,砂子的级配合细度模数会影响砂浆的塑性以及起硬化体的力学性能。级配合格的骨料堆积起来,孔隙率低,用于砂浆中可以形成良好的骨架,既可节约水泥,又能得到和易性好,较密实的砂浆。根据流变学原理自流平砂浆要求有很低的屈服极限和塑性粘度,而使砂浆在自重应力作用下能够自动找平,影响因素主要有骨料和浆体的相对含量、骨料的粒度和形状以及浆体的粘度。
经对多种骨料、填料的对比试验, 实验采用特细砂与中砂混合组成级配较好的砂浆集料。有研究得出自流平材料最佳配比: C/( F+S)=2/3, F/S=0.6, 其中C为胶凝材料, F为填料,S为骨料。各性能指数如下表所示:
由上表可以看出随着粗砂在骨料中比例的提高,材料的流动度随之显著增加,强度先增后减,粗、细骨料比例达到一定大的比例时,砂浆开始离析。说明在自流平砂浆的开发过程中因追求较好流动度和表面效果而盲目选用超细骨料是不可取的。一定量的砂浆拌合物中, 骨料越细,颗粒越多,则有较多的固体质点发生相互作用,阻力大,粘度也大;另外, 骨料粒径越小,比表面积越大,包裹颗粒的浆体层就越薄,颗粒相互作用的几率增加,塑性粘度提高。材料的强度遵循相同机理,骨料太细,包裹颗粒的水泥石相对较少,强度就低, 粗骨料太多时,孔结构较差,强度同样不好。
当集料只用特细砂时,砂浆的流动度最小,这是由于特细砂的比表面积较大,包裹所用水泥浆体多。当增大混合砂里中砂的比例时,砂浆的流动度逐渐增大。这是由于混合砂的比表面积逐渐减小,包裹所用的水泥浆体减少。但是,当中砂所占比例较大时,砂浆的抗压及抗折强度降低,这是由于它与水泥浆所组成的体系级配不好,使得整个混合体系不密实,影响了砂浆的力学性能。只有当特细砂:中砂=1:2.5时,砂浆的流动度和抗压、抗折强度较好。
 
5 结语
 
(1)砂的颗粒级配对自流平砂浆流动度具有重要影响,粗颗粒越多,颗粒总表面积越小,新拌砂浆流动度越大,但保水性相对较差,流动度损失也较大,采用同时兼具较小的颗粒总表面积和良好的颗粒级配的砂才能制配出流动性最佳的自流平砂浆。
(2)砂颗粒级配对自流平砂浆的力学性能同样具有显著影响,对自流平砂浆抗折强度的影响程度高于抗压强度,兼具较小的颗粒总表面积和良好颗粒级配的砂浆强度最高。
 
参考文献
 
[1] 钟世云,马英,聚合物改性自流平水泥砂浆的力学性能[J].建筑材料学报,2005,8(1):78-81
[2] 黎力,吴芳,自流平材料的应用发展综述[J].新型建筑材料,2006,(4):28-30
[3] 陈剑雄.新型自流平修补砂浆的性能与制备[J].混凝土,2007,(7):44-46
[4] 王新民,李颂.新型建筑干粉砂浆指南.81-82.

 


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