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稠化粉的性能和应用 (2014)

添加日期:2015/4/28 13:47:37   作 者:杨文凯  来源:   浏览次数:

稠化粉的性能和应用

杨文凯

干粉砂浆课题组

摘要:

砂浆添加剂是预拌砂浆的技术核心,稠化粉是一种用于干拌砂浆的新型添加剂,它具有保水增稠作用,掺入之后不仅能改善砂浆的和易性和保水性,还能明显提高砂浆的各项性能指标。对比其他市场销售的稠化材料,稠化粉具有更好的性价比。

关键词:稠化粉;干拌砂浆

1  前言

建筑砂浆作为大宗建材在建筑工程中发挥着极其重要的作用,按组份可分为水泥石灰混合砂浆(简称混合砂浆)和水泥砂浆。由于混合砂浆加入了石灰膏,砂浆柔软、保水、易操作,但同时也带来了砂浆硬化后不耐水、收缩大、粘结力低等弊病,并且石灰膏本身含水50%,呈膏状,计量十分困难,砂浆质量难以控制,粉刷层的渗漏裂等质量通病也最易在混合砂浆中发生。因此,有关规范规定工程±0.0m以下不能用混合砂浆,必须用水泥砂浆。外墙粉刷也大多采用水泥砂浆,以克服混合砂浆之缺陷。然而水泥砂浆也有其缺陷,就是砂浆和易性差、泌水大、硬化快。因此,研制开发既有混合砂浆硬化前易操作,又有水泥砂浆硬化后高强、耐水的特点的新型保水增稠材料就迫在眉睫了。

2  原材料与方法

2.1原材料

水泥采用海螺水泥厂生产的PO42.5 级水泥;

河砂细度模数为2.3;

粉煤灰为 II级。

所配制的新型稠化粉是以具有高吸附性的层状硅酸盐类无机材料和工业废渣为主要材料,选用无机盐改性剂和有机烷基盐改性剂进行复合改性,试验代号为ZW,推荐掺量为砂浆总量的4%。

为进行对比,试验选择了在广东地区销售的部分稠化材料进行了比对研究,分别是:

      稠化粉A:华东某地生产稠化材料,推荐掺量4%;

      稠化粉B:华东某地生产稠化材料,推荐掺量4%;

      稠化粉C:台湾产稠化材料,推荐掺量1%(水泥用量);

      稠化粉D:广东产稠化材料,推荐掺量 0.4%(水泥用量);

      稠化粉E:广东产稠化材料,推荐掺量3%(水泥用量)。

2.2试验方法

     根据JG/T230--2007《预拌砂浆》标准规定的试验方法进行试件制备和性能测试。

     稠化粉的掺量按照产品推荐掺量掺加。

     砂浆配合比:外购的稠化材料配合比均按照其推荐配合比进行,稠化粉 A和 B 由于没有提供配合比,其配合比选择与 ZW一致,具体配合比见表1

表1 对比试验配合比

稠化粉代号

水泥/%

粉煤灰/%

砂/%

稠化粉/%

A

12.8

6.4

76.8

4.0

B

12.8

6.4

76.8

4.0

C

25.0

0

75.0

0.2

D

25.0

0

75.0

0.1

E

24.8

0

74.4

0.7

ZW

12.8

6.4

76.8

4.0

3.试验结果

 

3.1不同稠化粉的稠度和用水量比较

从试验的目的出发,保持一致的稠度可以使试验结果更具有可比性,而从施工性能的角度出发,较少的用水量就可以达到较大的稠度可以使砂浆的施工性能更好,同时可以减少砂浆泌水、强度和耐久性达到最佳。稠化粉A和B在用水量达到22%时砂浆稠度仍然较小,同时拌和后滞后泌水已经很严重,C、D、E、ZW均可以以16%--18%的用水量就达到90mm以上的稠度,且砂浆拌和后表面没有明显泌水,其中C和ZW砂浆滑移性好,拌和阻力小。

 

图1 不同稠化粉砂浆的用水量和稠度比较

3.2不同稠化粉的保水性比较

      稠化粉 C和ZW均可以使砂浆保水性达到95%左右,而其他稠化粉的砂浆保水性均达不到88%的要求,砂浆在静置一段时间后出现明显分层,再拌和时阻力明显增加。

 

 

图2 不同稠化粉砂浆的保水性比较

3.3不同稠化粉的气含量、强度比较

     砂浆含气量的增加可以使砂浆稠度变大,而过大的含气量又会使砂浆的强度下降、抗渗性能变差,一般而言,砂浆含气量不宜超10%,英国标准规定T类砂浆含气量不大于12%,其他砂浆最大不超过15%。对砂浆产品而言,合适的含气量对砂浆的各项性能影响很大,如果以提高砂浆工作性能为目的增加含气量,则必然要增加其他提高砂浆黏结性能和抗渗性能的组分,使得砂浆成本剧增。稠化粉A、B砂浆虽然含气量很小,但其流动性能太差。而C、D、E砂浆含气量均大于10%,研究配制的稠化粉ZW砂浆含气量为 6.5%,结合图 1、3、4可见,砂浆稠度和用水量适中,强度和抗渗压力均较为理想。

 

图3 不同稠化粉砂浆的含气量比较

 

 

图4 不同稠化粉砂浆的立方体强度和抗渗压力比较

3.4新型稠化粉掺量对砂浆性能的影响

     为试验ZW新型砂浆稠化粉对砂浆性能的影响,试验研究了不同掺量情况下稠化粉对砂浆性能的影响。试验统一用水量为17%。

 

图5稠化粉ZW掺量对砂浆稠度和保水性的影响

     随着ZW稠化粉掺量的增加,砂浆稠度下降,同时保水性显著提高。当掺量达到5%时,砂浆稠度低于90mm,同时砂浆保水性增加趋势变缓,此时要保持较好的流动性能,则需要增加用水量。ZW稠化粉的增加可以提高砂浆的抗渗能力和黏结性能,如图6,同时砂浆立方体抗压强度也逐渐提高,在水泥用量只有12.8%的情况下,掺加2%的ZW稠化粉,砂浆强度既可以达到10MPa,但当掺量达到5%时,强度增幅趋缓,如图7。由于ZW稠化粉是以层状硅酸盐类无机材料微细粉体为主要原料,添加到砂浆内可以填充到砂浆内部的孔隙中,使得砂浆更加密实,从而提高砂浆的各项力学性能。但当稠化粉掺量较大时,由于本试验所配制砂浆的水泥用量较少,ZW稠化粉掺量的继续增加使得水泥在砂浆中的掺量相对减少,当ZW掺量达到一定程度时,砂浆的抗压强度下降。因此在使用中,需要根据砂浆的要求,调整水泥用量和ZW稠化粉的掺量,以使砂浆的性能和成本达到最优。

 

图6 稠化粉ZW掺量对砂浆抗渗和粘结性能的影响

 

图7稠化粉ZW掺量对砂浆强度的影响

     在本研究中,ZW稠化粉的适宜用水量为17%,当掺量为4%时,砂浆中水泥用量为12.8%,所配制的砂浆可以达到M10普通防水砂浆的水平,掺量为 3%时,砂浆各项指标可以达到M10砌筑砂浆的水平。

4 结果讨论

干拌砂浆中稠化材料组分起到至关重要的作用,影响了砂浆的各种性能,同时也决定了砂浆的生产成本,是砂浆是否具有产品竞争力的核心。对比市售的各类稠化材料,本试验研究的新型稠化材料具有较为明显的优势:

(1)具有较少的用水量、较低的含气量,砂浆工作性能和各项力学性能指标良好,可以使砂浆减少水泥用量,提高砂浆的抗渗性能和黏结性能。

(2)特别适合于普通干拌砂浆的生产,有利于砂浆的生产质量控制,降低砂浆的生产成本,使得砂浆具有较高的性价比。

(3)通过调整ZW稠化粉掺量和水泥用量可以生产各种干拌砂浆。当水泥用量为12.8%时,掺4%ZW稠化粉可以生产普通防水砂浆和抹灰砂浆,掺量为3%时,可以配制M10干拌砌筑砂浆和地面砂浆,砂浆各项性能均超过JG/T230--2007《预拌砂浆》标准要求。

5 结论

稠化粉是一种非石灰、非引气型的新型保水增稠材料。它呈粉状,易计量,无放射性和无腐蚀性,针对不同的原材料可以适当调整配比以达到最佳效果。水泥稠化粉砂浆具有耐水、抗渗、收缩小、粘结力高的特性,其性能指标均优于传统砂浆,从材性上解决了水泥砂浆操作性差和混合砂浆强度低、收缩大和不耐水的问题。

按不同用途,用水泥、稠化粉、粉煤灰、砂、水,可配制出不同强度等级的商品砂浆,最高强度等级可达到M30,能用于一般工业与民用建筑物及构筑物的砌筑、抹灰和地面工程。用稠化粉技术配制的商品砂浆已在上海得到了全面推广应用,其材料成本略低于传统砂浆,经济社会效益好,并经大量工程使用,效果良好。

参考文献

【1】田秋玉.砂浆组成与其收缩性能的关系。建筑材料学报,1998,9

【2】王振绎.微沫砂浆砌体抗压强度试验及使用中的几个问题。建筑技术,vo2l1,第2期

【3】黄连根.纤维素醚对水泥砂浆性能的影响。江西建材,1995年第3期

【4】《砌体结构设计规范》(GB50003一2001)

【5】《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203一2002)

【6】《预拌砂浆生产与应用技术规程》(IX;厂日08一502一2000)

【7】《干粉砂浆生产与应用技术规程))(DG广TJOS一502A一2000)


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