一种通用型湿拌砂浆外加剂的研究
2018-05-31邓磊蒋禹沈建荣刁立柱
邓磊,蒋禹,沈建荣,刁立柱
(贵州科之杰新材料有限公司,贵州 龙里 551206)
0 引言
随着建筑业技术的进步和文明施工技术的提高,现场拌制的砂浆日益凸显出其固有的缺陷,如配合比不合理、质量难以控制、生产效率低、污染环境等[1]。近几年来,国家推行节能环保、可持续发展政策,现场水泥搅拌砂浆已被政府强制禁止使用,这极大地加速了湿拌砂浆的推广及应用[2-3]。
湿拌砂浆是将细集料、水泥、矿物掺合料、外加剂及水等组分,按一定比例,在搅拌站经准确计量,拌制后由专用搅拌运输车运至使用地点,存放且需要在规定时间内使用的拌合物。相对于干混砂浆,现场搅拌砂浆具有质量稳定、施工性能优良、节能环保等优势,有利于文明施工并有效保证工程质量。
然而,目前市场上湿拌砂浆外加剂保水性能差、开放时间短、配制强度低或施工效果差等问题限制了湿拌砂浆外加剂的推广及使用。本文针对湿拌砂浆外加剂存在的以上问题,结合我司新研发的抗泥型聚羧酸减水剂、缓凝剂及引气剂等合成了一种保水性能优良、缓凝效果较好、施工性能优越的通用湿拌砂浆外加剂。
1 试验
1.1 试验材料及方法
考虑到近期市场上各种原材料的成本以及我司这些年混凝土外加剂行业的相关经验,选用了以下性能较好,成本相对较低的原材料进行复配。
(1)水泥:红狮 P·O 42.5 水泥,技术指标如表1。
表1 水泥性能指标
(2)粉煤灰:贵州名川Ⅱ级粉煤灰,45μm 筛余13.6%,需水量比为 99%,烧失量为 4.3%。
(3)砂:四种贵州本地产机制砂,细度模数2.2~2.4,石粉含量 7% 以上,亚甲蓝值:白砂 1.8、青泥砂 2.0、黄泥砂 2.1 和黑泥砂 2.1。
四种机制砂的外观见图1。
图1 贵州本地产机制砂
(4)缓凝剂:葡萄糖酸钠(H2)。
(5)粘度调节剂:羧甲基纤维素醚(CMC),粘度 100000mPa·s。
(6)引气剂(Y27):有机活性剂,德国产。
(7)消泡剂(X5):有机活性剂,德国产。
(8)抗泥型聚羧酸减水剂(S10D):固含量10%,减水率 14.3%,贵州科之杰新材料有限公司产。
1.2 试验部分
按照 JGJ/T 70—2009 《建筑砂浆基本性能试验方法》中的规定测定砂浆的稠度、保水性、凝结时间和强度。
1.3 砂浆试验配合比
根据贵州地材石粉较多的特点,为了增强外加剂的普适性,我们用贵州机制砂与面砂按 1∶1 配合使用,以 M10 抹灰砂浆强度,自制湿拌砂浆外加剂的掺量0.6%,具体配比见表2。
表2 砂浆配合比 kg/m3
2 结果与讨论
2.1 砂浆外加剂配方筛选
为了同时满足湿拌砂浆具有良好的和易性,开放时间以及 28d 抗压强度,采用相同量的 S10D(3g)对原材料的不同用量进行了筛选,具体结果见表3 所示。
以上配样均为 500g,试验所用砂均为同一青泥砂(亚甲蓝 2.0),从表3 可以看出,随着 CMC 用量的增加,砂浆粘度明显增大,CMC 用量为 7g 时,松软度最适宜施工;随着 H2 使用量的增加,砂浆开放时间增长,每增加 5g H2,砂浆开放时间约增加 4h,按实际施工需求,15~18h 较为适宜;Y27 与 X5 的搭配使用,在砂浆中引入了适宜的气泡,砂浆松软,和易性较好,施工方便,且不影响 28d 强度。从以上试验结果可以看出,配方 5 的施工性能最优,砂浆外加剂的配方:CMC∶S10D∶Y27∶X5∶H2∶水=7∶3∶25∶0.5∶50∶ 415.5,配方编号为 M300。
2.2 M300 在不同泥砂中的普适性试验
为验证 M300 施工性能的普适性,使用市场上普遍使用的河南某建材厂家生产的砂浆外加剂 M200 与之对比砂浆保水性,开放时间以及 28d 强度,具体试验结果见表4。
表3 砂浆外加剂配比的确定
表4 两种砂浆外加剂在不同泥砂中的性能对比
2.2.1 保水率对比
M300 和 M200 在四种泥砂混凝土中的保水率对比图见图2。
图2 保水率对比
从试验可以看出,白砂含泥量相对较低,两种外加剂保水率均在 92% 以上,其中 M300 的保水率高达96.5%;当砂含泥量增加时(白砂→青泥砂→黄泥砂→黑泥砂),两种外加剂保水率大幅度下降,M300 保水率在含泥量大的砂中保水率高于 M200,这可能与M300 的特殊抗泥效果有关。
2.2.2 开放时间对比
M300 和 M200 在四种泥砂混凝土中的开放时间对比图见图3。
图3 开放时间对比
M300 与 M200 两种外加剂在四种泥沙中对砂浆开放时间的影响趋势一致,均是随着含泥量的增加开放时间变短,M200 开放时间在含泥量较大的泥砂中低于10h,不利于现场施工。
2.2.3 28d 抗压强度对比
M300 和 M200 在四种泥砂混凝土中的 28d 抗压强度对比图见图4。
图4 28d 抗压强度对比
两种砂浆外加剂 28d 抗压强度均随泥砂含泥量的增加下降,但 M300 的 28d 强度在前三种泥砂中略高于M200,黄泥砂中强度最低,M200 的 28d 抗压强度为17.5MPa,M300 为 18.8MPa;在黑泥砂中,两种砂浆外加剂 28d 抗压强度相同,均满足施工性能要求。
3 结论
(1)本文采用抗泥聚羧酸减水剂(S10D)、引气剂(Y27)、消泡剂(X5)、缓凝剂(H2)、粘度调节剂(CMC)及水(W)等通过一定比例复配成一种通用型的湿拌砂浆外加剂 M300,其配方为 CMC∶S10D∶Y27∶X5∶H2∶W= 7∶3∶25∶0.5∶50∶415.5。
(2)M300 砂浆外加剂在含泥量较大的砂中,保水性、开放时间以及抗压强度等均优于市场上砂浆外加剂,对不同含泥量的泥砂适应性好。
(3)目前市场上 8% 固含量的 M200 的售价为1700 元/吨,而 M300 配成等固含成本为 1200 元/吨,具有较高性价比。
[1]徐芬连,叶海艳,李预奇.一种适用于普通预拌砂浆的复合型稠化剂的试验研究[J].混凝土,2012,278(12)∶ 90-92.
[2]王晶晶,陈景,刘永道,等.一种湿拌砂浆外加剂的研制[J].商品混凝土,2017(1)∶ 64-67.
[3]李从波,陈均侨,周常林,等.浅谈湿拌砂浆的发展之路[J].材料研究与应用,2013(8)∶ 12-13.