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    施工工藝

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    外加劑對機制砂抹灰砂漿施工有哪些影響?
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    外加劑對機制砂抹灰砂漿施工性能的影響

    摘要:針對機制砂抹灰砂漿現場施工岀現的問題主要硏究了纖維素醚、引氣劑膨潤土和減水劑及其復摻對機制砂抹灰砂漿性能的影響規律,結果表眀纖維柰醚槮量増加砂漿保水率眀喦增加8d抗壓強度下降但過量増加纖維素醚會降低施工性能増加引氣劑施工性能好28d抗壓強度急劇降低増加膨潤土和減水劑砂漿抗下垂性好有利于施工但砂漿稠化快結論是幾種外加劑合理復摻的機制砂抹灰砂漿不僅具有良好的保水率和28d抗壓強度而且具有良好的施工性能。

    引言:

    隨著各地推行預拌砂漿政策的落實全國掀起了一股砂漿預拌化的熱潮。由于天然河砂正在枯竭以及天然河砂干燥消耗大量能源的現實機制砂的生產及在預拌砂漿中的應用已成主流例如鄭州市近三年就投產了10余家機制砂預拌砂漿廠。機制砂是由石灰石經機械破碎篩分而成其顆粒尖銳粗糙且帶有棱角同時機制砂在生產過程產生一定量的石粉。將部分石灰石粉摻入砂漿中在滿足砂漿的性能要求的同時即降低了砂漿原材料成本又避免了二次污染。在機制砂抹灰砂漿中摻入適量保水材料(纖維素醚)產品各性能均滿足國家標準GBT25181-2010《預拌砂漿》對干混普通抹灰砂漿的性能指標要求但在現場施工會反應出各種問題纖維素醚摻量太少砂漿上墻容易下垂纖維素醚摻量太多砂漿太黏大面積施工工人勞動強度大等。本文就針對機制砂抹灰砂漿在施工中出現的問題對機制砂抹灰砂漿中外加劑種類、摻量、作用及機理進行了研究。

    試驗原材料及試驗方法

    試驗原材料:

    水泥:強度等級為P·O 42.5 級水泥其他技術指標均滿足GB 175通用硅酸鹽水泥》規定的指標要求。

    機制砂:取自鄭州市某干混砂漿企業主要礦物是碳酸鈣顆粒粒徑大于0.075mm機制砂的細度模數為2.8,符合級配2區。

    石灰石粉:由石灰石袆崙機制砂過程形成的未再加工),主要礦物是碳酸鈣顆粒粒徑小于0.075mm小于45μm顆粒含量占總石粉量的65%

    外加劑:羥丙基甲基纖維素醚(簡稱纖維素醚國產)、引氣劑、減水劑、膨潤土均為市售產品。

    水:城市自來水。

     

    試驗方法:

    干混抹灰砂漿的稠度、保水性、體積密度和硬化后抗壓強度均按JJT702009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》的規定進行其中干混抹灰砂漿的稠度通過加水量控制為90-100mm。

    干混抹灰砂漿的基準配合比及性能見表1。

    外加劑對機制砂抹灰砂漿性能的影響規律的研究是以表1的配合比為基準采用固定變量法研究外加劑種類及參量的變化對抹灰砂漿性能影響規律。

    試驗結果及分析

    保水劑(纖維素醚)的影響

    從表1可以看出本試驗的基準砂漿的保水率為87.6%,不滿足國家標準GBT25l812010《預拌砂漿》對干混抹灰砂漿的保水率的要求(≥88%)所以要添加保水材料。目前在干混砂漿中使用的保水材料主要是甲基羥乙基纖維素醚(MHEC)和甲基羥丙基纖維素醚(MHPC)本試驗使用的纖維素醚是甲基羥丙基纖維素醚(MHPC)(國產),黏度為7.5萬(廠家標注)試驗結果見表2。

    從表2可以看出隨纖維素醚摻量的增加在摻水量基本不變的條件下砂漿稠度(包括靜置2h后)基本不變但保水率明顯提高濕密度下降28d抗壓強度明顯下降。

    國家標準GBT25181—2010《預拌砂漿》對干混普通抹灰砂漿的主要性能指標水率≥88%凝結時間3~9h,2h稠度損失率≤30%強度等級(M5M75、M0.0、M50等)。從表2還可以看出干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚0.2kgt砂漿即可滿足保水率≥88%的要求其他指標也均滿足要求。但是工程應用中表明如果干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚0.2kg砂漿抗下垂性能很差(即砂漿在上墻時容易下滑)如果干混普通抹灰砂漿中摻入纖維素醚大于等于0.3kgt砂漿的抗下垂性能增加但是砂漿黏度太大導致施工性能變差(即不容易抹開工人勞動強度大)。

     

    導致上述結果的機理有三個方面:

    (1)主要是由其分子結構決定的纖維素醚同時具有親水基團(羥基醚基)和憎水基團(甲基、葡萄糖環)是一種表面活性劑具有表面活性從而具有引氣效應在砂漿中引入均勻細小氣泡一方面改善施工性能另一方面降低砂漿強度。

    (2)纖維素醚內部分子結構對水有一定的吸附性這些水在很長時間內慢慢蒸發使砂漿保水性提高。

    (3)纖維素醚溶于水后成為一種膠體在砂漿顆粒之間形成一層潤滑膜促使水泥和砂漿顆粒的均勻融合另外這種膜還具有潤滑效果提高砂漿的和易性從而防止離析并獲得均勻一致的可塑體但工程應用表明纖維素醚摻量過大導致砂漿黏聚力過大(特別是機制砂砂漿中含一定量石粉)又導致砂漿施工性能變差。

    引氣劑的影響

    傳統抹灰砂漿是通過摻入石灰膏改善施工性能后來通過摻入引氣劑來改善砂漿的施工性能。傳統的砂漿引氣劑也稱砂漿王主要在現場拌制砂漿時摻入由于砂漿中引氣量不僅與引氣劑本身的質量、摻量等有關還與砂漿其他原材料的質量、摻量有關其次還與攪拌方式及攪拌時間等因素有關所以現場拌制砂漿摻砂漿王經常出現砂漿掉粉的質量問題但不能完全否認引氣劑在抹灰砂漿(特別是機制砂抹灰砂漿)中的作用。

    本試驗在纖維素醚摻量為0.3kg的機制砂基準砂漿中摻入一種市售的引氣劑試驗結果如表3。

    從表3可以看出隨引氣劑的增加摻水量基本不變時砂漿稠度基本不變砂漿保水率稍有增加28d抗壓強度明顯下降當砂漿濕密度小于1800kgm3時硬化體28d抗壓強度急劇下降。
    工程應用表明抹灰砂漿濕密度越小(即砂漿中含氣量越大)砂漿越好施工這是因為引氣劑引入的氣體在砂漿中起到滾珠軸承的作用改善了砂漿的工作性能是濕砂漿中含氣量越大硬化后的孔隙率越多硬化體力學性能大為降低。綜合砂漿的施工性能和力學性能砂漿的濕密度應該控制在1800-1900kgm3。
    影響砂漿中含氣量的因素有纖維素醚的種類和摻量、引氣劑的種類和摻量、減水劑的種類和摻量以及外加劑之間的相互作用本試驗研究還表明水泥的種類以及粉煤灰的質量對砂漿引氣劑的引氣效果也有很大影響一般燒失量越大、顏色越深的水泥和粉煤灰會嚴重抑制引氣劑的引氣效果。此外干混砂漿加水后攪拌速度越快和攪拌時間越長砂漿含氣量越多。

    砂漿中含氣量(用砂漿濕密度表示)應該作為砂漿的一項施工性能指標在工地隨時監測當不符合指標要求,可以反映到產品生產廠通過調整配合比來控制。

    增稠劑(膨潤土)及減水劑的影響

    砂漿增稠劑是能改變砂漿稠度能改變砂漿施工性能和抗下垂性的外加劑。有機增稠劑有淀粉醚無機增稠劑有膨潤土、海泡石等在抹灰砂漿中必須要摻入適量的增稠劑以增加砂漿的抗下垂性對于大面積抹灰這是很重要的一項施工性能指標。本試驗對鈣基膨潤土對機制砂抹灰砂漿性能的影響進行了試驗研究試驗結果見表4。

    從表4可以看出隨著膨潤士摻量的增加(代替石粉)摻水量不變稠度值明顯減小(說明砂漿變稠)保水率增加濕密度增加強度約有降低。該結果說明膨潤土對機制砂抹灰砂漿有明顯的增稠作用而且對強度影響較小。
    膨潤土( Bentonite)在砂漿中的作用是由膨潤土的組成成分和內部結構決定的。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產蒙脫石結構是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:型皛體結構由于蒙脫石昰胞形成的層狀結構存在某些陽離子如Ca、MgNa、K等且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩定易被其他陽離子交換,故具有較好的離子交換性、吸水膨脹性、觸變性等。膨潤土吸水體積膨脹補償水泥砂漿的體積收縮使砂漿具有抗裂的性能膨潤土在水中可形成懸浮的膠狀物具有黏結性增強砂漿的黏結強度防止砂漿剝落膨潤土還能形成層間水膜具有潤滑性能冋以提高砂漿的和易性、可塑性??偟膩碚f膨潤土在砂漿中能起到保水增稠的作用。此外,膨潤土有很好的觸變性即膨潤土漿體在靜置以后變稠,但再次攪拌則可恢復原來的流動狀態這種性能賦予抹灰砂漿很好的抗下垂性和抹平性能。

     

    表4表明每噸干混機制砂抹灰砂漿中摻入5kg膨潤土砂漿稠度就滿足不了施工稠度要求。要解決這個問題有兩個方案:是增加水二是摻減水劑。增加水會進一步降低強度所以本試驗硏究采用摻適量減水劑的辦法采用脂肪族高效減水剜減水率25%紅色粉末)試驗結果見表5。

     

    從表5可以看出當干混砂漿中外拷土5kg并摻水量不變時隨脂肪族減水劑摻參量增加砂漿稠度明顯增加保水率濕密度和28d抗壓度均呈增長趨勢砂漿靜置2h后砂漿稠度失鈥大但還在標規定范圍內(≤309%)工程應用表明摻膨潤土和減水劑的砂漿大面積抹灰砂漿抗下垂性好但砂漿干的快特別是夏季施工問題較嚴重經試配表明夏季施工砂漿中摻入適量緩凝劑,大面積施工有很好效果。

    摻復合外加劑的機制砂抹灰砂漿的性能

    根據每種外加劑對機制砂?;疑皾{性能的影響規律確定機制砂抹灰砂漿中的復合外加劑由每噸干混砂漿中外摻571kg復合外加由5kg膨潤士、025kg纖維素醚006kg引氣劑、04kg脂肪族減水劑組成)。砂漿的配合比見表6。

    從表6可以看出摻復合外加劑的機制砂抹灰砂漿的保水性和28d抗壓強度均已滿足M7.5干混普通抹灰砂漿的國家標準要求。工程應用表明該配合比的機制砂抹灰砂漿的施工性很好抗下垂性好、容易抹平施工中砂漿不黏抹刀砂漿硬化后不空鼓、不開裂。在夏季施工中可以摻入適量(約0.Ikg砂漿)緩凝劑如葡萄糖酸鈉。

    結論

    對于機制砂抹灰砂漿在每噸干混砂漿中摻入02kg纖維素醞就能滿足砂漿的保水率要求但在現場施工會反應出各種問題砂漿太黏黏抹刀砂漿上墻容易下垂大面積施工砂漿容易干(特別是夏天)等本試驗的硏究結果表明在機制砂抹灰砂漿中要摻入復合外加才能具有較好的施工性能本硏究確定機制砂抹灰砂漿中的復合外加劑由每噸干混砂漿中外摻571kg復合外加劑該復合外加岫5kg土、025kg纖維素醚、006kg引氣劑04kg脂族減水劑組成。

     

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