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掺防冻剂对湿拌砂浆抗冻性能的影响new

添加日期:2017/5/18 17:23:17   作 者:杨洋  来源:   浏览次数:

 

摘要:

湿拌砂浆在应用过程中会受到冬季低温环境的影响。本文通过试验,对比研究了掺防冻剂对湿拌砂浆抗冻性能的影响,试验表明在-55℃温度变化范围内,使用含防冻剂外加剂可以降低湿拌砂浆的稠度损失,改善砂浆的抗冻性能,更有利于砂浆工程施工。

 

关键词:湿拌砂浆;抗冻性能;冻融循环;防冻剂

 

1 前言

 

湿拌砂浆是预拌砂浆的一种,主要有水泥、细骨料、矿物掺合料、稳塑剂和水等材料按一定比例拌合后,运送至使用地点,并在规定时间内使用完的拌合物。近年来,随着工地现场禁止搅拌砂浆政策的落实,质量稳定、和易性好、可施工时间长等优势的湿拌砂浆得到了一定的推广和发展。然而湿拌砂浆在施工过程中必受到冬季低温环境的影响。由于湿拌砂浆的施工方式是先储存、再使用的过程,因此,其受冻主要分为两个阶段:第一阶段主要是砂浆拌合后至使用前的储存阶段,此时砂浆中水分充足,呈现出流动性;第二阶段砂浆在硬化后期,砂浆中游离水受冻产出膨胀与冰晶压力,进而导致砂浆结构破坏。因此,有必要通过试验研究湿拌砂浆在正负温度交替环境下的抗冻性能,降低工程应用风险。本文从外加剂角度出发,结合环境温度,对比研究了稳塑剂与掺防冻剂的稳塑剂对湿拌砂浆物理性能以及抗冻性能的影响规律。

 

2 试验材料和方法

 

2.1原材料

水泥采用海螺P.O 42.5级水泥,粉煤灰采用II级灰,细度13.5%,烧失量6.1%;细骨料采用中砂,细度模数2.4,含泥量2.1%;外加剂采用稳塑剂K-802和掺防冻剂的稳塑剂K-802

2.2试验方法

湿拌砂浆储存阶段的抗冻性能试验结合生产实际,采用与施工现场同条静置,观察开放时间的方法进行。湿拌砂浆抗冻性能试验按照JGJ/T 70-2009 《建筑砂浆基本性能试验方法标准》和JGJ/T 223-2010 《预拌砂浆应用技术规程》进行。试验主要测试不同外加剂对M5M10M15湿拌砂浆在正负温度交替环境下开放时间的影响,并通过25次冻融循环试验对湿拌砂浆抗冻性能进行评价。

2.3湿拌砂浆配合比设计

湿拌砂浆配合比设计参考JGJ/T 98-2010 《砌筑砂浆配合比设计规程》进行,本次试验砂浆强度分别为M5M10M15,设计砂浆初始稠度为90mm,砂浆配合比如表1:

1  湿拌砂浆配合比设计

编号

总胶/kg

/kg

稳塑剂/kg

防冻剂/kg

/kg

1

240

1360

0

 

240

2

280

1360

0

 

250

3

300

1360

0

 

270

4

240

1360

1.2

 

200

5

280

1360

1.2

 

210

6

300

1360

1.2

 

225

7

240

1360

1.2

15

200

8

280

1360

1.2

15

210

9

300

1360

1.2

15

225

 

3 结果与讨论

 

3.1储存阶段抗冻性能试验

由于前面三组没有加任何外加剂,导致前面3组损失较快,没有抗冻性能。为了准确了解防冻剂对砂浆抗冻性能的作用,试验采用同条件取样观察砂浆状态的方式进行,环境温度,最高气温5℃,最低气温-5℃,试验结果如表2:

2  湿拌砂浆正负温度交替环境下开放时间试验

编号

开放时间/h

是否结冰

稠度损失

1

2

2

2

3

2

4

10

有部分结冰

较大

5

10

有部分结冰

较大

6

10

有部分结冰

较大

7

10

较小

8

10

较小

9

10

较小

 

由表2可知,由于123组未使用外加剂,开放时间较短,出现结冰现象,此类砂浆不宜储存,施工性较差,不宜在工地使用。456组湿拌砂浆在负温条件下有少量结冰,说明稳塑剂可以相对改善砂浆的抗冻性能,而789组湿拌砂浆在负温条件下没有结冰而且稠度损失较小,说明掺入防冻剂和稳塑剂的湿拌砂浆更利于工地的储存和施工。

3.2砂浆硬化后期抗冻性能试验

本试验参照JGJ/T70-2009中砂浆抗冻性能性能试验方法,制备70.7*70.7*70.7mm的立方体砂浆试块,进行25次冻融循环试验,并且计算砂浆抗压强度损失率。

3.2.1胶凝材料总量对湿拌砂浆抗冻性能的影响

实验中胶凝材料包括水泥和粉煤灰两种,主要起到提到砂浆强度,改善砂浆和易性的作用,所以总胶量的多少对砂浆抗冻性能有明显的影响。图125次冻融循环后胶凝材料总量与砂浆强度损失率之间的关系,由图1可知随着总胶量的增加,湿拌砂浆25次冻融循环后的强度损失率呈递减趋势,而且在不同总胶量下,掺防冻剂的稳塑剂砂浆的冻融循环后强度损失率较低,表面掺入防冻剂能很好的改善砂浆的抗冻性能。

 

1总胶量对湿拌砂浆抗冻性能的影响

 

3.2.2外加剂种类对湿拌砂浆抗冻性能的影响

本次试验对比了不同外加剂对M5M10M15湿拌砂浆抗冻性能的影响,如图2所示,A为无外加剂掺入,B为掺入稳塑剂K802C为掺入防冻剂和稳塑剂K802。由图2可知不掺入外加剂时砂浆25次冻融循环后强度损失率较高,掺入防冻剂的砂浆强度损失率较低,并且标号高的砂浆经25次冻融循环后强度损失率更低,但图2中有可以看出此类防冻剂对M15及以上砂浆抗冻性能作用不明显。相比而言掺防冻剂的稳塑剂在改善低强度的湿拌砂浆抗冻性能上有很好的改善。

2外加剂种类对湿拌砂浆抗冻性能的影响

 

 

4结论

 

155℃温度变化范围内,稳塑剂可以改变砂浆的抗冻性能,相比之下,掺防冻剂的稳塑剂可以降低砂浆的稠度损失,更利于砂浆在工地的储存和施工。

2、掺防冻剂的稳塑剂可以提高低标号砂浆的抗冻性能,但对M15及以上砂浆抗冻性能作用不明显。

 

参考文献

 

[1] 张士萍,邓敏,唐明述.混凝土冻融循环破坏进展[J].材料科学与工程学报.

[2] 胡曙光,王涛,王发洲,等.CA砂浆抗冻性能的影响因素研究[J].武汉理工大学报.

[3] 史建军,宁宝宽,郑楠.冻融循环条件下对水泥砂浆强度的影响[J].低温建筑技术.

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