新疆地区水泥性能对预拌砂浆品质的影响★

2011-04-14罗玲常强苏龙云

山西建筑 2011年17期

罗玲常强苏龙云

预拌砂浆又称湿拌砂浆，是指水泥、细集料、外加剂和水以及根据性能确定的各种组分，按一定比例，在搅拌站经计量、拌制后，采用搅拌运输车运至使用地点，放入专用容器储存，并在规定时间内使用完毕的拌和物［1］。预拌砂浆与商品混凝土一样，具有一定的时效性，要求拌制完成后在一定时间内用完，而砂浆施工过程一般比较长，这就要求采取措施以保证预拌砂浆的品质，其中水泥性能的好坏对预拌砂浆的质量和性能有较大影响。

1 原材料及试验方法

1.1 试验原材料

试验所用原材料主要有天然砂，红二电厂Ⅰ/Ⅱ级粉煤灰，采用市售的预拌砂浆缓凝塑化剂、萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂，自来水。

试验采用水泥为新疆天山水泥股份有限公司生产的P.Ⅱ42.5级水泥，化学组成及矿物组成见表1，表2。

表1 水泥化学组成 %

表2 水泥矿物组成%

1.2 试验方法

砂浆的拌和采用机械拌和，首先将干物料加入搅拌机中干拌2 min，然后加入水及外加剂和拌和用水搅拌2 min后再出料。标准试验室环境为空气温度(23±2)℃，相对湿度(50±10)%。砂浆性能试验按如下方法和规程进行:JGJ 70-1990建筑砂浆基本性能试验方法;DGJ 32/J13-2005预拌砂浆技术规程;DG/TJ 08-502-2000预拌砂浆生产与应用技术规程。

2 结果与讨论

2.1 水泥细度

提高水泥的细度可以加快水泥的水化速率，并能有效提高水泥强度。但随着水泥粒径在3μm以下的超细微颗粒的增加，水泥需水量大幅度增加，水泥早期水化热的温峰提高，易于干燥收缩的凝胶等水化产物也随之增加，加剧了砂浆的自收缩和干收缩，最终影响到砂浆的长期耐久性。王刚等人的研究也表明，随着水泥比表面积从250 m2/kg提高到480 m2/kg，所配制的混凝土抗冻融循环次数从420次下降到不足100次。表3也同样表明随着水泥细度的提高，水泥强度在增加，但水泥的干缩变形性也在增加。

表3 水泥细度对水泥性能和品质的影响

2.2 水泥凝结时间

水泥对砂浆凝结时间影响较大，当水灰比一定时，其实验结果见表4。可看出水泥凝结时间每波动40 min，掺高效缓凝减水剂A的砂浆凝结时间大约波动了1.5 h，而掺缓凝时间在6 h以上的超缓凝高效减水剂B时砂浆凝结时间大致波动了3 h。正常的水泥凝结时间初、终凝时间差一般为1 h，过短可能造成砂浆初、终凝时间区别较小，给砌筑、抹面等施工工作带来不便，过长可能造成砂浆长时间得不到硬化，影响砂浆的早期强度和施工进度。

表4 水泥凝结时间对砂浆凝结时间的影响

2.3 水泥需水性

水泥标准稠度需水量对砂浆的流变性能影响很大，匡楚胜曾有研究:对普通混凝土而言，水泥的标准稠度用水量每波动一个百分点，要达到同样的坍落度，每立方米混凝土就要增加6 kg～8 kg拌和水，这势必要降低混凝土的强度［3］。我们接着可以推测，如果要维持砂浆强度基本不变，每立方米砂浆就需增加相应的水泥用量，这对预拌砂浆的成本影响就很大了;如果不增加用水量，那么砂浆的坍落度就要减少，这又会直接影响建筑施工操作。标准稠度需水量大的水泥同外加剂特别是同萘系外加剂的适应性往往很差，主要表现在混凝土坍落度经时损失偏大;不同厂家的水泥，外加剂对它的初始塑化效果同标准稠度相关性不强，见表5。

表5 不同标准稠度的水泥同萘系外加剂的适应情况

2.4 水泥同外加剂的适应性

按照GB/T 8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方法进行试验，找出三种减水剂的饱和点，其饱和点掺量的水泥净浆流动度经时变化对比见图1。

由图1可以看出，三种减水剂的初始流动度差异很小，但经时变化差异很大。在150 min的时间内，净浆流动度损失最小的是聚羧酸系高效减水剂，只有38 mm(15.2%)，趋势较为平缓;其次是氨基磺酸盐系高效减水剂;效果最差的是萘系高效减水剂，损失90 mm(36%)。与水泥的适应性优劣依次为聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、萘系高效减水剂。这主要是因为在水泥浆体系中由于水化的进行，粒子进一步活化与分散，这些超细粒子的水化物进一步吸附更多的高效减水剂分子，萘系、氨基磺酸盐系以及聚羧酸系高效减水剂以各种形态吸附在胶凝材料的粒子表面。萘系是刚直棒状的分子结构刚性链横卧吸附，氨基磺酸盐系是环形分子结构，聚羧酸系是接枝共聚物的齿型吸附，吸附形态的不同也就使得三种减水剂的减水效果以及经时损失效果不同。而聚羧酸系高效减水剂特有的吸附形态使水泥粒子间高分子吸附层的作用是立体静电斥力，ξ电位变化小、稳定分散，浆体的经时损失较小［4］。