配制干混砌筑砂浆的试验研究

2013-11-06李建国

山西建筑 2013年2期

李建国

(山西省建筑科学研究院，山西太原 030001)

随着建筑技术的飞速发展，对建筑节能环保提出了更高的要求，而预拌砂浆则是继商品混凝土之后的又一大节能建筑材料。2007年国家六部委下发了《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》，目前全国已有127个城市开展砂浆“禁现”工作，这给预拌砂浆的发展带来了前所未有的机遇［1］。与现场搅拌砂浆相比较，砂浆外加剂和掺合料的应用是核心技术，科学合理使用优质砂浆外加剂和工业废渣粉是保证干混砂浆耐久性好、性能高、成本低的重要手段。目前国内生产普通干混砂浆的企业所使用的外加剂主要包括纤维素醚、可再分散乳胶粉和以膨润土及镁质粘土为载体的保水增稠材料等［2］。但纤维素醚价格高，膨润土及镁质粘土为载体的保水增稠材料保水效果较差，对强度也有较大的影响。本研究采用生产金属镁排出的废渣，经粉磨后作为载体辅以保水增稠组分和可再分散乳胶粉配制普通干混砌筑砂浆，该砌筑砂浆工作性和保水性得到了明显改善，节约了生产成本，使干混砂浆真正达到节能环保的目的。

1 试验用原材料及方法

1)试验用原材料。水泥采用太原智海水泥厂生产的P．O42．5水泥，砂采用筛去5 mm以上的烘干河砂，磨细到220目的金属镁渣粉，粉煤灰为Ⅱ级灰，市售羟丙基甲基纤维素的粘度为12 000 MPa·s，市售可再分散乳胶粉。

2)试验方法。根据JCJ/T 70-2009建筑砂浆基本性能测试方法和JG/T 230-2007预拌砂浆标准规定的试验方法进行试样制备和性能检测;采用日本S-4800型扫描电镜进行微观结构分析。

2 试验结果及分析

1)试验配方及结果分析。通过大量试验遴选出4个强度等级的干混砌筑砂浆配方，以1 t干混砌筑砂浆作为配方，水为1 t干混砂浆的用量。4个强度等级的配方和4个配方的性能检测结果如表1，表2所示。由表2可以看出，4个强度等级的普通干混砌筑砂浆的保水率均达到91%以上，远高于标准中88%的要求;凝结时间较现场搅拌的砌筑砂浆有所延长，这有利于保证施工的延续性;粘结强度也均有较大提高，而传统现场搅拌的砌筑砂浆粘结强度都比较低，甚至达不到标准要求，对砌筑物的安全留下隐患;稠度和28 d抗压强度均满足施工、设计要求。

表1 不同强度等级干混砌筑砂浆试验配方

表2 不同强度等级干混砌筑砂浆的性能

4个强度等级的普通干混砌筑砂浆拌合物的工作性能和长期性能均优于传统现场搅拌砂浆，这主要是由于镁渣粉、粉煤灰与保水增稠组分纤维素醚、可再分散乳胶粉的复合叠加效应在一起作用。工业废渣——镁渣粉具有吸湿性强和潜在的活性，与粉煤灰的化学组成优势互补，其水化产物对后期强度和耐久性的贡献较大，既降低了生产成本，又达到了节能降耗保护环境的目的，再加入少量的保水增稠组分使普通干混砌筑砂浆的保水率大大提高。

2)微观分析。为了分析镁渣粉辅以保水增稠组分和可再分散乳胶粉在普通干混砌筑砂浆中的作用机理，本试验对4个强度等级的普通干混砌筑砂浆28 d的抗压强度试件进行了SEM微观分析，其试验结果如图1～图4所示。

图1 M5强度等级SEM微观形貌

图2 M10强度等级SEM微观形貌

图3 M15强度等级SEM微观形貌

图4 M20强度等级SEM微观形貌

由图1～图4的SEM微观形貌可以看出，干混砌筑砂浆硬化产物表面都布满了细致较均匀的花纹状晶须物质，形成了毛细管状的细小空隙，结晶物之间无较大空腔，结构比较致密，结晶完好、均匀的多空隙、气孔细小均匀的网状结构，使得砂浆的内部充满水分，使得保水性大大提高;随着强度等级的提高，胶凝材料用量的增加，砂浆硬化体变得越来越致密，硬化结晶物之间的毛细空隙也越来越短小，孔径分布更加合理，结晶物质也越来越完整，都没有出现比较大的缺陷，M5砂浆部分空隙较大，这与胶凝材料用量较少有关。由于加入镁渣粉、保水增稠组分和可再分散乳胶粉使干混砌筑砂硬化体的微观结构更加致密，也就解释了4个强度等级的普通干混砌筑砂浆的物理性能优于传统现场搅拌砂浆。