混合砂干混砂浆专用保水增稠材料性能研究

胡浩然 邱云超 李静

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2开封市筑邦商品砂浆有限公司（475000）

混合砂干混砂浆专用保水增稠材料性能研究

胡浩然1邱云超2李静1

1河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）2开封市筑邦商品砂浆有限公司（475000）

简述了干混砂浆产品对于细集料及外加剂的要求，以自主研制的混合砂干混砂浆专用外加剂ZB-05为重点，对比研究了纤维素醚、ZB—05及市售保水增稠材料对砂浆表观密度、保水率、黏结强度、抗压强度等性能的影响，结果表明:与纤维素醚和市售稠化粉相比，添加ZB—05复合外加剂的砂浆产品保水效果良好，拉伸黏结强度显著提高，表观密度和抗压强度等指标符合标准要求。

干混砂浆；混合砂；保水增稠；外加剂；黏结强度

目前，干混砂浆用砂主要是天然砂，这种资源因短期内不可再生而日渐减少，加之采挖区域限制，致使价格节节攀升，在此背景下，混合砂的研究应用引起了业内热议。混合砂是指不同性状和来源的硅质原料，按照一定比例混合后，能够满足干混砂浆使用指标的细集料，与天然砂相比，取材更广，成本更低，环境效益显著，应用前景广阔。众所周知，干混砂浆的种类和特性与外加剂密切相关，由于外加剂品类繁多，每种又有其独特的作用，多种外加剂同时使用时，对砂浆性能的影响更为复杂。因此，研究开发适用于混合砂干混砂浆的优质高效、经济实用的外加剂，解决共性技术问题，可谓顺应市场潮流。经过一系列探索，我们研制出一种混合砂干混砂浆系统专用的复合外加剂ZB—05，并通过与某品牌纤维素醚HPMC、市售某品牌保水增稠材料(稠化粉)的对比试验，分析了ZB—05对砂浆主要性能的影响。

1 原材料及配合比

1.1 原材料

①水泥:采用新乡天瑞水泥厂生产的P·O42.5普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，性能指标见表1。

表1 水泥性能指标

②粉煤灰:采用新乡建垣建材有限公司出售的F类I级粉煤灰作为活性掺合料,性能指标见表2。

表2 粉煤灰性能指标

③混合砂:采用信阳浉河的粗砂和开封永兴黄河沙深加工有限公司生产的特细砂，性能指标见表3和表4。

表3 粗砂性能指标

表4 特细砂性能指标

1.2 对比试验配合比

对比试验分为三组，外加剂为原材料中唯一的变量，具体配比见表5。

表5 对比试验配合比

2 试验过程及数据分析

按照GB/T 29756—2013《干混砂浆物理性能试验方法》分别测试三组砂浆的表观密度、保水率、14 d拉伸黏结强度、7 d抗压强度、28 d抗压强度等性能；主要仪器:DYE—300S型全自动恒应力压力试验机、UJZ—15砂浆搅拌机、LDS—5全自动电子拉力试验机等。试验结果及讨论如下:

2.1 表观密度

控制相同的加水量(160∶1 000)，测试三组砂浆产品的表观密度，结果见表6和图1。

表6 试验砂浆表观密度

由图表可见，与纤维素醚相比，添加ZB-05对砂浆的表观密度影响不大，添加市售稠化粉的砂浆密度最小。原因在于纤维素醚虽有一定的引气作用，但引气量有限，砂浆绝对密度的降低并不十分明显；市售稠化粉一般采用烷基类表面活性材料作为引气剂，特点是用量少、引气多、气泡体积大，对砂浆密度影响较大；ZB—05采用生物类活性材料，可以在不降低砂浆表观密度的基础上，显著改善其触变性。

图1 试验砂浆表观密度对照

2.2 保水率

控制相同的加水量(160∶1 000)，测试三组砂浆产品的保水率，结果见表7和图2。

表7 试验砂浆保水率

图2 试验砂浆保水率对照

由图表可见，在相同的原料配比及用水量下，ZB—05的保水效果与纤维素醚基本持平，市售稠化粉略差，但都符合国家标准或行业标准要求(如JG/T 291—2011《建筑用砌筑和抹灰干混砂浆》)。

2.3 拉伸粘结强度

对三组砂浆产品进行14 d拉伸黏结强度测试，结果见表8和图3。

表8 试验砂浆14 d拉伸黏结强度

由图表可见，ZB—05砂浆的拉伸黏结强度远高于市售稠化粉砂浆，也明显优于添加纤维素醚的砂浆。原因在于ZB—05能够提高砂浆的保水性，增强胶凝材料的水化效果，同时引入活性成分，增进颗粒扩散的均匀度，对集料和胶凝材料起到良好的分散作用，从而显著提高砂浆对基层材料的铆合黏结能力。

图3 试验砂浆14 d拉伸黏结强度对照

2.4 抗压强度

对三组砂浆产品进行7 d和28 d抗压强度测试，结果见表9和图4。

表9 试验砂浆7 d和28 d抗压强度

图4 试验砂浆7 d和28 d抗压强度对照

由图表可见，纤维素醚砂浆的7 d强度为其28 d强度的61.6%，ZB—05砂浆的7 d强度为28 d强度的58.5%，市售稠化粉砂浆的7 d强度为28 d强度的62.1%；以纤维素醚砂浆为基准，ZB—05砂浆的28 d抗压强度降低了4.6%,市售稠化粉砂浆的28 d抗压强度降低了23.2%。可见与纤维素醚砂浆相比,市售稠化粉砂浆水化前期强度的增长速率基本处于正常范畴，但水化后期的强度不甚理想；ZB—05对砂浆水化前期强度的增长速率有轻微的消极影响，但对其28 d抗压强度影响较小(与纤维素醚相差无几)。

3 结论

通过与纤维素醚HPMC、市售保水增稠材料的对比试验可知，混合砂干混砂浆系统专用外加剂ZB—05具有良好的保水效果，能够显著提高砂浆的拉伸黏结强度，对其表观密度和抗压强度没有明显的不利影响；市售稠化粉由于引气量较大且稳定性不好，令砂浆在抗压强度方面表现不佳，拉伸黏结强度损失尤为显著，施工应用时存在一定的隐患。此外，ZB—05采用天然活性材料，在改善集料分散均匀度、砂浆触变性和流变效果方面效果十分理想。当前，在全国打响大气污染攻坚战的背景下，干混砂浆行业展现出了良好的发展态势，混合砂干混砂浆系统及相应外加剂的推广是大势所趋，具有可观的应用前景。

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