环氧砂浆性能影响

环氧砂浆性能影响（精选7篇）

环氧砂浆性能影响 第1篇

本文主要分析了稀释剂对体系强度的影响,并探讨了不同固化剂对操作时间的控制及其力学性能的影响,以及从不同种类填料的配比和掺量方面研究其力学性能的变化,对环氧砂浆的研制具有参考和指导意义。

1 试验

1.1 主要原料

环氧树脂(EP),E-51,工业级,无锡蓝星新材料有限公司;稀释剂AGE,工业级,安微新远化工有限公司;固化剂QS-J004(R),工业级,北京金岛奇士材料有限公司;固化剂2758,工业级,空气化工产品(中国)投资有限公司;42.5级普通硅酸盐水泥,安徽海螺水泥股份有限公司;河沙,50~70目,苏州某沙厂;石英砂,20目,浙江某沙厂。

1.2 试验仪器

JB90-D型强力电动搅拌机,上海标本模型厂;HZF-A1000型电子天平,福州华志科学仪器有限公司;0~200 mm游标卡尺,上海量具刃具厂;TYB-300B型压力试验机,无锡建仪仪器机械有限公司;WE-100型液压万能试验机,北京时代润宝科技发展有限责任公司。

1.3 试验方法

先将所需不同类型的固化剂按照要求比例混合好,然后再将环氧树脂与固化剂按不同比例混合,最后加入预先混合好的骨料,搅拌均匀,参考GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》,制作40 mm×40 mm×160 mm样块,待其固化后拆模,标准条件下养护7 d后测试其抗压强度和抗折强度。

2 结果与讨论

2.1 固化剂对体系性能的影响

固化剂是建筑胶粘剂中最主要的配合材料,它直接或通过催化剂与基料进行反应,使原来热塑性的线型树脂或活性单体通过固化反应变成立体网状结构或大分子聚合物。固化结果使分子间距离、形态、热稳定性、化学稳定性等都发生显著的变化,获得了更好的粘结与物理机械性能[2]。在环氧树脂建筑胶中常用的固化剂主要有脂环胺、芳香胺、脂肪胺及其相应的改性胺类固化剂。考虑到反应时间、抗压强度、抗折强度等性能要求,本研究选择了QS-J004(R)韧性固化剂和改性多胺固化剂2758。

QS-J004(R)属于改性脂环胺及液体芳香胺固化剂,综合力学性能优异,但是其反应活性温和,为了弥补和调整反应速度,采用了反应活性较高的固化剂2758进行调节。基础研究配方为:100份环氧树脂E-51、20份稀释剂AGE、50份固化剂。固化剂QS-J004(R)和固化剂2758的质量比对体系反应时间及其性能的影响见表1。

由表1可以看出,随着固化剂2758的用量增大,体系的反应时间也随着加快,根据现场操作需要,一般会选择操作时间在60~120 min,所以QS-J004(R)和2758的质量比在1∶(0.8~1.2)较为适宜。

从表1还可以看出,体系的抗压强度随着固化剂QS-J004(R)用量的减小而提高,这是因为QS-J004(R)属于柔性固化剂,在固化产物强度方面没有固化剂2758高,所以表现出随着QS-J004(R)用量的增加而降低;体系的抗折强度随着QS-J004(R)用量的增加先提高后降低,这是因为2758属于刚性强度比较好的固化剂,随着QS-J004(R)柔性固化剂的加入,体系的韧性慢慢上升,相应的会损失一些抗压强度,在QS-J004(R)和2758质量比为1∶1时抗折强度达到最高为60 MPa(此时,抗折实验的结果都是折断的),随着QS-J004(R)用量继续增加,由于体系的柔性继续上升,刚性持续下降,抗折强度越来越低,同时表现出的破坏效果为实验样品由于柔性太高而无法折断。综上,QS-J004(R)和2758质量比为1∶1最佳。

2.2 稀释剂对体系性能的影响

在环氧砂浆中加入一定量的稀释剂,不但可以降低体系的黏度,增加流动性,提高对填料的浸润性和对基材的渗透能力,而且还可以提高骨料的添加量,从而达到降低成本的目的。常用的溶剂可以分为活性的和非活性的,非活性的一般有二甲苯、丙酮、DBP等,其中二甲苯和丙酮等是挥发性比较大的,在施工过程中对环境和施工者都不环保,并且环氧砂浆层本身具有一定的厚度,固化后,会有一些溶剂未挥发而残留在体系内,由于其不参与固化反应,仍然以原来的分子形势存在,游离于砂浆层中,而影响砂浆层的整体强度性能。而高沸点酯类DBP等非活性溶剂虽然不挥发,但不参与体系反应,因此也会残留在体系内而影响环氧砂浆的力学强度。活性溶剂一般是含有1个或2个环氧基的低分子化合物,它们参与固化反应[3]。常用的活性稀释剂有:碳12-14烷基缩水甘油醚(AGE)、正丁基缩水甘油醚(BGE)、苄基缩水甘油醚(692)等,考虑到黏度、性能、气味、价格等因素,本研究选取AGE作为主要稀释剂。AGE活性溶剂在常温下黏度约为10 m Pa·s,而且无色无味,基本不挥发,可以参与环氧树脂和固化剂的化学反应。试验配比为:100份环氧树脂E-51,50份固化剂[QS-J004(R)与2758均为25份]。稀释剂用量对体系强度的影响见图1。

从图1可以看出,体系的抗压强度随稀释剂AGE用量的增加而降低,这主要是因为AGE用量增加,降低了体系的分子交联密度。由于一开始AGE的添加可以增加体系的韧性,降低脆性,因此抗折强度是先提高的;AGE用量从20份继续增加,体系刚性强度下降明显,体系变软,导致抗折强度下降。综合对抗压、抗折强度的影响、施工方便性、对基材的渗透性和后续成本控制来讲,稀释剂用量控制在20~25份比较适合。

2.3 填料对体系性能的影响

填料的添加,不仅可以降低体系的收缩率和热膨胀系数,增加导热率和机械强度[4],提高材料的粘结力、耐磨性,改善材料的老化性能,增长其使用寿命等[5];还可以使得环氧树脂的用量下降,从而降低环氧砂浆的成本。选取了42.5级普通硅酸盐水泥、50~70目河砂、20目石英砂这3种材料作为主要填料,按照m(水泥)∶m(河砂)∶m(石英砂)=1.0∶1.5∶1.5的比例预先混合好,液料各组分用量为:100份环氧树脂E-51,20份稀释剂AGE,50份固化剂[QS-J004(R)与2758均为25份],总液料固定为170份,填料用量对体系性能的影响见图2。

从图2可以看出,随着填料用量的增加,体系的抗压强度缓慢提高,当m(填料)∶m(液料)=3.5时,体系的抗压强度达到最高为93 MPa,之后随着填料用量的继续增加,抗压强度随之降低。这主要是因为填料用量增加,环氧砂浆的密实度得到提升,从而提高了固化产物的刚性强度,所以表现出一开始的抗压强度增加;但当填料用量过大时,由于液料不能很好地浸润包裹填料,使得某些填料增加无效,表现出抗压强度的降低,这种无效填料的继续超负荷增加,使得抗压强度大幅下降,当m(填料)∶m(液料)=5.5时强度下降极其明显。

从图2还可以看出,随着填料用量的增加,体系的抗折强度一直降低,这主要是因为填料的增加提高了体系的刚性强度,韧性随之降低,固化产物变脆;当m(填料)∶m(液料)>5.5后,由于填料过多,液料无法浸润包裹填料,使得填料无效,体系的抗折强度快速下降。

在整个试验过程中还发现,当填料过少的时候,环氧砂浆在固化过程中会出现分层现象,粗颗粒填料会慢慢沉降到环氧砂浆的底部,分布不均,影响其性能的稳定性,只有当m(填料)∶m(液料)≥3时,这种填料沉淀现象才得以解决,直至环氧砂浆固化结束,都未看到有分层现象。

针对上述不同填料和液料质量比,本研究还进行了钢-混拉拔实验,选用C40混凝土,参照GB 50550—2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》中附录E进行测试,结果见表2。

从表2可以看出,随着填料液料比增大,钢-混拉拔强度一开始变化不大,当m(填料)∶m(液料)=4∶1时,拉拔强度有所降低。这是由于填料用量的增加,环氧砂浆稠度也不断上升,除了液料没有很好地浸润填料造成环氧砂浆本身的强度降低外,还使得环氧砂浆对基材混凝土的渗透能力变差,粘结能力随之下降。甚至随着填料用量的继续增加,其钢-混拉拔强度进一步降低,拉拔破坏形式也从混凝土内聚破坏到混凝土浅层破坏,直至最后的混凝土表皮破坏。

从实际操作来看,填料太少时,环氧砂浆太黏,流动性强,液料和各种填料不稳定,容易分层,成型不方便。随着填料增加,和易性逐渐变好,但是太多时砂浆就会太干,不容易振捣,工作性变差。综合考虑,m(填料)∶m(液料)=3.0或者3.5比较适宜。

2.4 不同级配砂对体系性能的影响

为了降低成本,可以添加成本便宜的填料,但是不同大小颗粒的填料对体系的性能影响不同,全部选择细填料,会降低体系的流动性,而且由于细填料的吸油性通常比粗填料大,所以能添加的最大量受到限制。全部选择粗填料,由于填料粒径比较大,添加量过大后,填料与填料之间会有空隙,造成整体力学性能下降,因此有必要对粗细填料的添加量进行研究。在液料E-51为100份,AGE为20份,固化剂为50份[QS-J004(R)与2758均为25份],总液料为170份的基础上,选择42.5级普通硅酸盐水泥、50~70目河砂、20目石英砂为填料,填料总量为600份,其中水泥150份不变,河砂和石英砂总量为450份,改变河砂和石英砂的质量比,进行抗压、抗折强度测试,结果见表3。

从表3可以看出,在填料总量为600份、液料为170份时,体系抗压和抗折强度受粗细填料的影响不大,随着石英砂用量的增加,体系的强度先提高后降低,当m(河砂)∶m(石英砂)=1.5∶1.5时,体系的抗压、抗折强度均达到最高,之后随着石英砂用量继续增加,体系内部空穴形成的情况增加,抗压和抗折强度开始缓慢下降。

3 结论

(1)通过选用反应较快的改性多胺固化剂2758和反应较慢的韧性固化剂QS-J004(R)复配来调节环氧砂浆的反应时间,并改善其韧性,从而提高抗折强度,固化剂QS-J004(R)和固化剂2758质量比为1∶1时达到最佳。

(2)为了降低成本,在对性能影响不大的情况下能够更多的添加填料,提高液料的润湿性和流动性,不建议以非活性溶剂来稀释,而选取了活性稀释剂AGE,用量控制在m(环氧树脂E-51)∶m(AGE)=(4~5)∶1比较合适。

(3)从添加的填料量以及粗细填料不同添加量对环氧砂浆强度的影响实验中得出,m(填料)∶m(液料)=3.5比较适宜,其中各填料的比例为m(水泥)∶m(河砂)∶m(石英砂)=1.0∶1.5∶1.5,这样可以保证在液料完全浸润填料,而且不发生原料分层、沉淀的基础上最大限度地添加填料,降低成本,还能解决因粗颗粒填料过多,砂浆内部产生空穴的问题,从而保证环氧砂浆具有较好的抗压、抗折强度。

摘要：主要分析了稀释剂对环氧砂浆体系强度的影响,并探讨了不同固化剂对操作时间的控制及其力学性能的影响,以及从不同种类填料的配比和掺量方面研究其力学性能的变化,对环氧砂浆的研制具有参考和指导意义。

关键词：环氧树脂,环氧砂浆,石英砂

参考文献

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[3]翟海潮.工程胶黏剂[M].北京:化学工业出版社,2005.

[4]周梅,刘书贤.填料品种和用量对树脂混凝土强度的影响[J].新型建筑材料,2001(3):5-6.

环氧砂浆性能影响 第2篇

摘 要：在两种不同搅拌工艺（普通法和水泥砂浆法）下，分别对C20、C30、C40三种普通水泥混凝土的和易性、抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行试验测试，并对其结果进行分析研究，经对比分析，水泥砂浆法搅拌工艺主要可通过提高水泥石与集料粘结力及改变内部孔隙分布，提高混凝土的力学强度及耐久性。

关键词：搅拌工艺；水泥砂浆法；普通水泥混凝土；强度；耐久性

中图分类号：TU642 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0187-02

Abstract：In two different mixing process （general method and cement mortar method）， respectively workability， compressive strength， flexural strength， wear resistance， permeability resistanceof ordinary cement concrete（C20，C30，C40） were tested respectively， and the results were analyzed and studied， by comparative analysis， cement mortar method can improve mechanical property and durability of the concrete through improving the bond strength between cement and aggregate，and changing distribution of the internal pore.

Key words：mixing process；cement mortar method； ordinary cement concrete； strength； durability

1 概 述

水泥混凝土土木工程中应用最为广泛的材料，如何提高其使用性能，一直备受国内外专家关注。目前提高混凝土使用性能的方法主要有提高原材料质量、优化配合比、加外加剂、改变搅拌施工工艺等，前三种方法在改善混凝土使用性能的同时也伴随有工程造价或难易程度提高缺点，相对前三种方法，最后一种通过改变搅拌施工工艺的方法，更简单易行、经济适用。受日本SEC混凝土技术的启发，我国一些研究人员先后提出了水泥净浆法、水泥裹石法、水泥裹砂及水泥砂浆法四种主要的二次投料搅拌施工工艺[1]。这四种方法目的都是在提高混凝土力学性能及耐久性的同时能节约水泥的目的，由于相比之下，水泥砂浆法施工工艺更简单一些，故本论文仅分析研究该方法对混凝土使用性能的影响。

2 原材料及试验方案设计

2.1 原材料

水泥选用西安蓝田尧柏水泥厂生产的尧柏42.5（R）硅酸盐水泥，水采用符合《公路水泥混凝土施工规范》要求的自来水；砂选用渭河水洗砂，表观密度2 680 kg/m3，自然堆积密度

1 410 kg/m3，含泥量0.7%，细度模数为2.7；碎石采用陕西渭南产的人工轧制碎石，其中粒径0.5～1 cm占碎石总重量35%，粒径1～2 cm占65%，级配良好。

2.2 试验方案设计

本文选用普通法和水泥砂浆法两种搅拌方法对水泥混凝土进行搅拌。普通法是指先将水泥、砂及碎石搅拌均匀，再加水搅拌180 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺[2]；水泥砂浆法是指先将水泥、砂搅拌30 s，使其成为水泥砂，再在水泥砂中加水搅拌60 s，使其成为水泥砂浆，最终向水泥砂浆中加入碎石拌制90 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺。

在以上两种不同搅拌工艺下，分别对强度等级为C20（mc：ms：mg：mw=1：2.15：3.79：0.63）、C30（1：2.15：3.79：0.63）、C40（1：1.18：2.67：0.42）的三种普通水泥混凝土进行性能试验测试。

3 试验测试与结果分析

3.1 新拌混凝土拌合物和易性

在普通法和水泥砂浆法两种不同搅拌工艺下，按表3中配合比拌制混凝土，测定其坍落度，见表1，观测粘聚性、保水性均满足要求。

由表1可看出，在相同强度等级、相同配比，同测试条件下，相比普通法，水泥砂浆法可提高混凝土的坍落度，改善其和易性，改善程度随水灰比的提高而增大。

3.2 混凝土力学性能与耐久性

按照文献[2]分别测试两种不同搅拌工艺下，硬化后混凝土抗折、抗压强度、耐磨性及抗渗性，试验结果，见表2。

表2中试验结果表明，相对普通法搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，可使混凝土7 d、28 d抗折及抗压强度均会有所提高，其中7 d抗压强度提高8.2%～11.1%，抗折强度提高10.5%～14.1%，28 d抗压强度提高9.5%～14.8%，抗折强度提高10.9%～13.7%，总体来看，抗折强度提高幅度比抗压强度稍大，28 d抗折、抗压强度提高幅度较7 d大，强度等级越低提高幅度越大，由此可推断，该搅拌工艺对改善混凝土抗折强度更有利，且强度提高幅度会随混凝土龄期增长及强度等级的提高而增大。见表3。

由表3可看出，水泥砂浆法搅拌工艺可提高混凝土耐磨性、抗渗性，磨损量降低幅度0.1%～4.2%，渗水量降低幅度24.5%～34.3%，综合来说，对混凝土耐磨性改善不大，但对抗渗性改善显著，混凝土强度等级变化对耐磨性、抗渗性影响无规律可循。

3.3 水泥砂浆搅拌工艺改善混凝土性能机理分析

水泥混凝土是由水泥、砂、石、水及内部的空气等组成复合性建筑材料，各组成之间有可能产生物理化学变化，最终影响着混凝土的使用性能[3]。

3.3.1 改善水泥石与集料的粘结力

当水泥开始水化时，最先形成絮凝结构，普通搅拌工艺，一方面使水泥絮凝结构解体，使其分散度提高，但同时另一方面，在粗集料运行的背面，絮凝结构是很少受到影响的，故此分散度差，影响水泥石与集料的粘结力，是强度的薄弱环节[4]。

相对于普通搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，由于将水泥、水、砂拌制成水泥砂浆，砂被水泥浆包裹，完全破坏了絮凝结构，分散度提高，使其内部水泥可进一步水化，水化程度增大，速度加快，当再干燥状态的碎石加入砂浆中继续搅拌后，碎石表面可吸附部分水泥砂浆中的自由水分，最终可在其表面形成一层低水灰比的水泥浆壳，进而增强了水泥石与碎石之间的黏结力，混凝土强度提高，力学性能得以改善[5]。

3.3.2 改变混凝土中的孔隙分布

普通搅拌工艺，由于干燥的集料吸水性较强，在砂、石材料表面吸附有较厚的水膜，石子表面形成一个高水灰比的净浆壳，水泥石粘结强度低，硬化后，失水收缩造成内部孔隙、裂纹数量增多；同时，混凝土在浇筑初期初凝状态下，比重大的砂石材料下沉，比重较小的水分和气泡上浮，向上迁移过程中，遇到粗糙碎石的阻碍，有部分水分和气泡将聚集在其周围，促使混凝土硬化后，在粗骨料界面处形成大孔隙；正是由于以上两方面原因，混凝土整体性、均匀性遭到破坏[6]。

水泥砂浆法搅拌工艺，在石子表面形成低水灰比净浆壳，不仅可加强水泥石与集料的界面强度，而且起到阻碍自由水分向石子表面集中的屏障，消除了水分和气泡向石子表面不断聚集现象，避免了混凝土的分层现象，减少了水泥石与集料界面的裂缝和孔径尺寸，混凝土的密实度、强度、抗渗性等得到了很好改善[6]。

4 结 语

本文在两种不同搅拌工艺下，通过对三种不同强度等级混凝土的抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行测试，可得出如下结论：

①水泥砂浆搅拌工艺可增强水泥石与集料的界面黏结强度，进而提高混凝土的强度，改善其力学性能，相对于普通法，平均提高幅度，抗压强度提高10.9%，抗折强度提高12%，对提高抗折强度更有利，且随强度等级及龄期的增加而增加。

②水泥砂浆搅拌工艺通过改变孔隙分布，提高混凝土密实度、抗渗性及耐磨性等，相对于普通法，平均降低幅度，单位面积磨损量降低1.9%，渗水量降低30.2%，对混凝土抗渗性改善更大一些。

参考文献：

[1] 吴明杰，任兆林. SEC混凝土技术及其应用[J].交通科技与经济，2000

（04）.

[2] JTG_E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].

[3] 王长青，肖建庄，孙振平.现浇再生混凝土框架模型结构地震损伤评估 [J].同济大学学报（自然科学版），2015，（02）.

[4] 秦昉.水泥混凝土投料搅拌工艺及其影响试验研究[D].西安：长安大

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[5] 马骉，张文静，秦昉，等.投料搅拌工艺对嵌锁密实水泥混凝土性能的影 响分析[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015（02）.

环氧砂浆性能影响 第3篇

本文对废旧轮胎橡胶微粒对环氧砂浆强度、弹性模量、破坏变形量和破坏吸收能的影响进行研究, 为废旧橡胶微粒在环氧砂浆中的有效利用提供试验依据, 为废旧轮胎的绿色化处理寻找新的途径。

1 试验

1.1 原材料

湖南岳阳市化工厂生产的E-44环氧树脂为基础树脂, 乙二胺 (分析纯) 为固化剂, 邻苯二甲酸二丁酯 (化学纯) 为塑化剂, 丙酮 (分析纯) 和无水乙醇 (分析纯) 为稀释剂。砂子为细砂, 粒径0.3~0.6 mm, 堆积密度1425 kg/m3。橡胶微粒为北京泛洋华腾科技有限公司生产的200目橡胶微粒, 堆积密度355 kg/m3。

1.2 试验配比

本研究采用的环氧树脂体系各物料配比见表1。为了与橡胶微粒更好拌合, 稀释剂的用量较大。200目橡胶微粒等体积取代砂子, 橡胶集料环氧砂浆配比见表2。

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1.3 试验方法

首先将环氧树脂在60℃下预热20 min, 使其具有较好的流动性。按表1配比加入邻苯二甲酸二丁酯后充分搅拌, 使其完全溶解, 此时称为环氧树脂胶, 环氧树脂胶冷却至室温后加入乙二胺, 搅拌均匀, 即成环氧粘接剂。按表2配比配制环氧砂浆, 用20 mm20 mm20 mm金属模具成型试样, 在实验室内带模具养护24 h后脱模, 继续养护7 d, 采用WDW-20电子万能材料试验机测试试样单轴压缩应力-应变曲线。

2 试验结果与讨论

2.1 抗压强度及弹性模量

橡胶集料环氧砂浆抗压强度及弹性模量测试结果分别见图1、图2。

由图1、图2可以看出, 随橡胶微粒取代量的增加, 环氧砂浆抗压强度先增加后降低, 在取代量为20%~40%时, 试样的抗压强度大于空白试样。弹性模量测试结果与抗压强度规律相同。橡胶微粒取代量为30%的试样EMR30抗压强度和弹性模量最高, 分别比空白试样EM0提高36.6%和11.2%。

环氧砂浆体系中所含的稀释剂在环氧砂浆固化过程中会逐渐挥发, 未能挥发的稀释剂会严重影响试样的强度。本试验中, 空白试样EM0含有较多的稀释剂, 固化后可能有较多的稀释剂留在了试样内部, 橡胶微粒的加入可以吸收部分稀释剂, 从而使环氧砂浆基体强度增加。但由于橡胶微粒与环氧砂浆基体弹性模量相差较大, 试样受到压缩时, 橡胶微粒周围会产生应力集中, 造成试样强度降低, 所以, 当橡胶微粒取代量大于40%后, 砂浆的抗压强度低于空白试样。

2.2 试样破坏点应变

橡胶微粒取代量与环氧砂浆破坏点应变的关系见图3。

由图3可以看出, 随橡胶微粒取代量的增加, 试样破坏点应变逐渐增大, 橡胶微粒取代量达到50%前, 破坏点应变增加较慢, 取代量大于50%后, 破坏点应变快速增加。这是由于橡胶微粒具有很好的弹性, 而且可以和环氧树脂良好结合, 在环氧砂浆试样压缩过程中, 橡胶微粒可以阻止裂纹扩展, 同时本身可产生较大变形, 从而使试样在破坏前具有较高的变形能力。

2.3 试样破坏压缩能

应力-应变曲线与横轴所围成的面积与试样压缩过程中所吸收的能量成正比, 取试样破坏前应力-应变曲线下面积 (见图4) 表示试样破坏时所吸收的能量, 其与橡胶微粒取代量之间的关系如图5所示。

由图5可以看出, 随橡胶微粒取代量增加, 破坏点压缩能总体趋势是逐渐增大的。这主要是因为橡胶微粒的掺入增加了环氧砂浆的变形能力, 试样在破坏前不仅有弹性变形, 而且产生了较大的塑性变形, 提高了破坏所需能量。

3 结语

(1) 橡胶微粒取代量为20%~40%时, 橡胶微粒等体积取代环氧砂浆中的砂子可以提高环氧砂浆的抗压强度和弹性模量。

(2) 随橡胶微粒取代量的增加, 环氧砂浆破坏点变形和吸收能增大, 橡胶微粒有利于提高环氧砂浆的塑性。

摘要：用废旧橡胶微粒等体积取代环氧砂浆中的砂子, 研究橡胶微粒对环氧砂浆抗压强度、弹性模量、变形能力和破坏压缩能的影响。结果表明, 随橡胶微粒取代量增加, 环氧砂浆的破坏点应变和压缩能不断增大, 而抗压强度和弹性模量先增加后降低。当橡胶微粒取代量为30%时, 抗压强度和弹性模量达到最大值, 分别比未取代环氧砂浆提高36.6%和11.2%。

关键词：环氧砂浆,废旧橡胶,抗压强度,弹性模量

参考文献

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[6]孙以实.橡胶增韧环氧树脂机理的研究[J].高分子学报, 1988 (2) :101-107.

环氧砂浆性能影响 第4篇

1试验方法

混合料高温性能的试验研究及评价指标的选取是沥青混合料设计的关键技术之一。目前沥青混合料高温稳定性能的试验方法主要有:单轴高温蠕变试验(无侧限);车辙试验(浸水车辙);SHRP-Superpave设计中评价沥青混合料高温性能的体积指标试验,即最大旋转压实次数下的残余空隙率。

车辙试验最初由英国道路研究所(TRRL)开发,方法简单,结果直观而且与实际路面的车辙相关性甚好,因此,在日本、欧洲、北美都得到了广泛应用。车辙试验是评价沥青混合料在规定温度条件下抵抗塑性变形能力的方法。现在国内的车辙试验仪器基本都是采用日本的技术。

在车辙试验过程中,板状沥青混合料试件上轮辙的产生与发展都与实际沥青路面车辙的产生与发展十分相似,大量的调查也表明,车辙试验动稳定度与实际路面的车辙相关性很好,考虑到车辙试验有也较好的可操作性,最终选择车辙试验为本次研究的主要方法。

2拌合工艺及级配选择

混合料的拌合步骤如下:(1)将沥青、固化剂与介质混合(介质选取轻脂油),温度控制在80～90℃,搅拌时间为1.5 h;(2)环氧树脂放置在80℃烘箱保温,集料在130～140℃烘箱保温;(3)将步骤(2)中的2种物质加入温度为120℃的拌合锅内拌合,拌合时间为270 s,保证出料温度为110～121℃之间;(4)压实前将拌好的混合料放置120℃烘箱保温70 min;(5)压实成型,并将高温试件放置120℃烘箱保温4 h。

拌合过程中应严格控制温度和拌合顺序;成型试件之前建议进行60～70 min的保温过程,一方面模拟现场运输的过程,另一方面可以使混合料粘度达到最佳压实粘度。

为了作对比,本文选取了3种级配,SMA,AC和一种施工用的按大档配的测评级配,分别属于骨架密实型、悬浮密实型的混合料,具有一定的代表性。图1是试验采用的3种级配曲线。

3试验结果分析

3种混合料的车辙试验结果见表1。由于矿粉的存在大大增加了集料比表面面积,减少了裹覆集料的环氧沥青量,减少了集料表面沥青膜的厚度,大大影响了集料之间的粘附性,进而影响到混合料的高温稳定性能。

由表1可知,测评级配的动稳定度最大,AC-10与SMA-13相差不大。

基于高温稳定性能的环氧沥青混合料级配选择,不能只看一般的车辙试验结果,还应关注混合料在水作用下的高温稳定性,即在浸水车辙下的动稳定度。如前述矿粉会影响混合料的粘附性,在水的作用下混合料的粘附性会受到更大的考验。所以对3种级配进行浸水车辙试验,结果如表2所示。3种混合料浸水前后的动稳定度对比见图2。

由图2可以看出,SMA-13浸水车辙试验动稳定度下降得最多,下降了65%,其次是AC-10,测评级配下降得最少。虽然SMA混合料在车辙性能上表现良好,但其水稳定性能不及AC和本文中的测评级配。环氧沥青混和料对压实后的空隙率要求很高(空隙率≤3%),混合料的压实过程就是固态颗粒在弹性介质中的填实定位,形成更密实和有效的颗粒排列形式的过程。测评级配减小了2.36～4.75 mm的用量,对孔隙率的降低有积极作用。由于环氧沥青在施工时要特别注意水的侵害,因而对水稳定性的要求较高。

4结语

良好的高温性能是钢桥面铺装非常重要的一点,而环氧沥青混合料适合连续级配,本文根据常规车辙试验和浸水车辙2种方法,综合考虑了高温与水稳定性能,并选取了一种测评级配。就目前常用的级配,AC级配优于SMA级配,测评级配优于AC级配。在后续研究中应完善其各档料的配比,使之适合桥面铺装的各种路用性能。

参考文献

[1]曹林涛.沥青混合料高温抗变形能力研究[D].上海:同济大学,2004.

[2]钟建驰,李洪涛,冯兆祥.润扬大桥刚桥面铺装工程实施与质量管理简介[J].世界桥梁,2007,(2):68-71.

[3]孙曼灵.环氧树脂应用原理与技术[M].北京:机械工业出版社,2002.

[4]闵召辉,黄卫.环氧沥青的粘度与施工性能研究[J].公路交通科技,2006,23(8):5-8.

[5]李洪涛,黄卫.润扬大桥钢桥面铺装实桥试验研究[J].公路交通科技,2005,22(4):76-78.

粉煤灰对砂浆的性能影响 第5篇

水泥砂浆在建筑工程中起粘结、衬垫和传递应力的作用, 它是由胶凝材料、细集料、水配制而成的建筑工程材料, 其拌合物的和易性是一项综合的技术性能, 包括流动性、粘聚性、保水性等方面[1]。在水泥砂浆中掺入一定量的粉煤灰, 可增加新拌砂浆在施工过程中具有一定的粘聚力, 不产生分层泌水现象, 显著改善砂浆的物理性能, 对硬化砂浆的力学性能也产生一定的影响[2,3], 本文通过试验来分析不同等级粉煤灰及其用量对砂浆泌水性和强度变化规律的影响。

1 试验原材料与方法

1.1 水泥:

水泥:PO42.5级硅酸盐水泥, 山东水泥集团产;砂:中砂, 细度模数2.6, 济南长清产;粉煤灰:龙口电厂, 质量等级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级, 其性能见表1。

1.2 试验方法

试验方法参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性能试验方法》和JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程标准》。保持基准配合比不变, 控制拌合物的稠度在80±10mm范围内, 通过改变粉煤灰的产品等级以及不同的粉煤灰掺量来测试砂浆泌水率, 成型砂浆试件, 分别测试3d、7d、14d、21d、28d的抗压强度。

2 试验结果及分析

2.1 不同等级粉煤灰对砂浆泌水性能

不同等级粉煤灰及其用量对砂浆泌水性能测试结果见表2。

由表2的试验结果分析, 与基准配合比配制的砂浆相比较, 采用Ⅰ级粉煤灰配制的砂浆泌水减少22.1～34.9%;采用Ⅱ级粉煤灰配制的砂浆泌水减少17.4%～30.2%, 但采用Ⅲ级粉煤灰配制的砂浆泌水增加2.3～15.1%, 这是由于在保持基准配合比及控制稠度不变的前提下, 掺入Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰后, 砂浆具有较好的可塑性和粘聚性, 同时粉煤灰含有较多的微细玻璃球形颗粒, 有利于浆体的流动性能, 并有助于截断砂浆内泌水通道。而且粉煤灰越细, 玻璃球形颗粒效应越大, 要满足试验所需的设计稠度, 其相应的用水量较小。由于Ⅲ级粉煤灰中碳粒等多孔颗粒含量较多, 吸附作用大, 要满足试验所需的设计稠度, 其相应的用水量较多, 同时由于多孔颗粒吸水后的释水, 导致砂浆的泌水量增加。

2.2 不同等级粉煤灰对砂浆抗压强度的影响

不同等级粉煤灰及其用量对砂浆抗压强度测试结果见表3。

分析表3中数据可以看出, Ⅰ级粉煤灰掺量在20%时, 各龄期的抗压强度比最大, 7d龄期时等于基准配合比强度, 各掺量超过2 1d的抗压强度均大于基准配合比强度。Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰随掺量增大, 各龄期抗压强度比降低。Ⅱ级粉煤灰掺量小于20%时, 28d的抗压强度超过基准配合比强度。掺有不同等级粉煤灰的砂浆随龄期的增加, 抗压强度均有增大的趋势。

3 机理探讨

粉煤灰中含有大量SiO2、AL2O3等能反应产生凝胶的活性物质, 它们在粉煤灰中以球形玻璃体的形式存在[4], 这种球形玻璃体比较稳定, 表面又相当致密, 不易水化, 水泥粉煤灰早期反应主要是水泥遇水后产生水解与水化反应, 水泥水化生成硅酸钙晶体, 这些晶体产生部分强度, 同时水泥水化生成氢氧化钙通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面, 发生化学吸附和侵蚀, 生成水化硅酸钙与水化铝酸钙, 大部分水化产物开始以凝胶体出现, 随着凝期的增长, 逐步转化为纤维状晶体, 并随着数量的不断增加, 晶体相互交叉, 形成连锁结构, 填充混合物的孔隙, 形成较高的强度[5], 随着粉煤灰活性的不断调动, 使水泥粉煤灰不仅有较高的早期强度, 而且其后期强度也有较大提高。

4 结论

4.1 掺入Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰, 砂浆具有较好的可塑性和粘聚性, 采用Ⅰ级粉煤灰泌水减少22.1～34.9%, Ⅱ级粉煤灰泌水减少17.4%～30.2%。

4.2 掺有不同等级粉煤灰的砂浆随龄期的增加, 抗压强度增大。Ⅰ级粉煤灰掺量在20%时, 各龄期的抗压强度比最大, Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰随掺量增大, 各龄期抗压强度比降低。

参考文献

[1]蒋林华, 刘振清, 叶义群.大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土耐久性研究.建筑材料学报.2004 (9) :328~331.

[2]林旭建, 林锋挺.大掺量低质粉煤灰配制中高强度混凝土.混凝土.2004 (3) :29~31.

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[4]刘数华, 方坤河, 申海莲.粉煤灰对混凝土的需水量、坍落度和泌水性的影响.粉煤灰综合利用..2005 (3) :47~48.

饰面砂浆性能影响因素的实验研究 第6篇

饰面砂浆是由无机胶凝材料、填料、添加剂和骨料组成用于建筑墙体表面及顶棚装饰的材料,颜色变化范围广,造型丰富。饰面砂浆广泛替代涂料、瓷砖用作建筑外墙装饰材料,装饰效果自然独特。饰面砂浆一般涂抹厚度为2~5 mm,且可加工成各种风格的纹理表面,当阳光照在有纹理的涂层表面会产生一种平面涂层无法比拟的、赏心悦目的效果。

饰面砂浆作为建筑物的外饰面不仅要赋予建筑物丰富的外观特征,还要形成一道屏障,保护墙体免受环境侵害。因此,要求砂浆必须具有以下性能:良好的柔韧性,且涂层较厚,能有效吸收变形应力,防止表面裂纹的出现;色彩持久,耐久性好,能适应不同地区的气候环境;对基层的平整度要求不高,可省略腻子层,能消除建筑立面细微的不平整处;容易施工,具有良好的涂抹性,施工方法多样化,手工涂抹或机械喷涂,施工快捷简便;单组份,现场加水拌合即可使用,品质稳定;弹性模量、热膨胀系数等与抹面砂浆基本接近,与外墙外保温系统具有良好的匹配性和相容性;涂层抗热应力能力强,且利于散热;良好的透气性和防水性平衡,确保墙面干爽;涂层硬度高,能有效提高饰面层的抗冲击能力[1]。

本文采用正交试验方法系统研究以无机填料(偏高岭土、重钙)、有机添加剂(以丙烯酸酯共聚物为基础的可再分散乳胶粉7042W)以及膨胀剂应用于饰面砂浆中的表观性能、机械力学性能和耐久性能,综合评价了该饰面砂浆的各项性能指标,以期能够对实际工程施工给予借鉴,便于配制出具有良好施工性、耐久性、抗泛碱性和抗开裂性的水泥基饰面砂浆。

1 实验

1.1 原材料

可再分散乳胶粉:使用宝辰化学TIONESTM 7042W可再分散乳胶粉,外观为白色粉末,以丙烯酸酯共聚物为基础,具有防水性能,具体性能指标见表1。

水泥:采用安庆阿尔博有限公司生产的PO42.5白水泥。

细集料:4种级配的石英砂,10~20目、20~40目、40~70目、70~140目,按5∶10∶29∶40的质量比混合均匀。

羟丙基甲基纤维素醚:黏度为40 000 m Pas。

木质纤维:直径25μm。

减水剂:聚羧酸高效减水剂。

消泡剂:有机硅粉体消泡剂。

重钙粉:400目。

1.2 饰面砂浆的实验配方

饰面砂浆产生泛碱的原因主要可以分为:一是作为泛碱成分的砂浆原料水化产生的碱性物质的存在;二是作为泛碱载体的多余水分存在;三是作为泛碱通道的砂浆体孔隙的存在;四是外在环境的低温高湿[2,3]。

在实验中,通过向砂浆原料中掺加部分组分原料来吸收由于砂浆中水泥水化产生的游离碱性物质。本实验选取偏高岭土,使游离碱与其化合成稳定的成分,不再迁移至砂浆表面;通过添加重钙改善砂浆的密实度来抑制泛碱;通过加入膨胀剂和改变砂的颗粒级配来降低砂浆的孔隙率;添加防水型可再分散乳胶粉7042W,成膜后可以阻断水源,阻隔游离的碱向表面迁移,从而抑制泛碱。

将可再分散乳胶粉7042W、偏高岭土、重钙和膨胀剂掺入饰面砂浆中,采用正交试验方法考察各因素对饰面砂浆性能的影响,各因素掺量均为占饰面砂浆干混料总质量的百分比。试验因素水平表见表2,饰面砂浆正交试验方案见表3。

1.3 性能测试方法

(1)抗压、抗折强度参照GB/T 1767199《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行测试。

(2)拉伸粘结强度和吸水率参照JC/T 10242007《墙体饰面砂浆》标准进行测试。

(3)为了获得可靠的实验结果,本文采用2种方式来测试抗泛碱性,第1种方法是参照JC/T 10242007进行测试,即在150 mm70 mm5 mm的石棉水泥板上刮涂3~4 mm饰面砂浆,刮涂前用丙烯酸乳液对石棉水泥板作界面处理。将试件在标准养护条件下[环境温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%]养护24 h后,放置在试架上,放置的倾斜度为(60±5)°,PVC管的开孔方向及流量与试件表面基本垂直,水管与试件的垂直距离为(15±2)cm,自来水流量为300 m L/s,连续淋水10min,然后将试件放到(50±2)℃电热鼓风干燥箱中烘干4 h,取出放在标准实验条件下冷却至室温,再连续淋水10 min,循环21次后观察砂浆的泛碱现象。泛碱等级根据表4进行判定。

第2种方法是在冻融环境下测试泛碱,试件制作和养护方法与第1种方式相同。试件养护24 h后放入冷冻温度(1±0.2)℃,热融温度(10±2)℃,间隔4 h给试件喷水,冻融循环21次观察砂浆的泛碱现象。

2 实验结果与分析

各因素对饰面砂浆28 d拉伸粘结强度、抗压和抗折强度的影响见表5。

2.1 28 d拉伸粘结强度

从表5可以看出,可再分散乳胶粉7042W对饰面砂浆28 d拉伸粘结强度的影响最大,这是由于乳胶膜的形成使刚性水泥砂浆获得了内聚性、与基层的粘结性和柔性,通过这些内部作用力,砂浆的内聚强度提高。各因素对拉伸粘结强度的影响由大到小为:可再分散乳胶粉7042W>偏高岭土>膨胀剂>重钙。当偏高岭土掺量为2.5%、重钙掺量为5.0%、膨胀剂掺量为1.5%、可再分散乳胶粉掺量为7042W3.0%时,饰面砂浆28 d拉伸粘结强度最大为1.29 MPa,超过JC/T 10242007标准中28 d的粘结强度(0.5 MPa)要求。

2.2 抗压强度

从表5可以看出,可再分散乳胶粉7042W对饰面砂浆28 d抗压强度的影响最大,各因素对抗压强度的影响由大到小为:可再分散乳胶粉7042W>膨胀剂>重钙>偏高岭土。可再分散乳胶粉7042W成膜后对基层-砂浆界面的收缩裂缝进行桥接,并使收缩裂缝得以愈合,提高砂浆的封闭性,提升了材料的破坏应力和破坏应变。当偏高岭土掺量为2.5%、重钙掺量为5.0%、膨胀剂掺量为1.5%、可再分散乳胶粉7042W掺量为3.0%时,饰面砂浆28 d抗压强度最大为14.42 MPa,超过了JC/T 10242007标准28 d的抗压强度(4.50 MPa)要求。

2.3 抗折强度

从表5可以看出,可再分散乳胶粉7042W对饰面砂浆28 d抗折强度的影响最大,在饰面砂浆中,高柔性和高弹性聚合物的存在改善了砂浆的柔性和弹性,为刚性的骨架提供了内聚性和动态行为。当施加作用力时,由于柔性和弹性的改善会使微裂缝推迟,直到更高的应力时才形成[4]。各因素对拉伸粘结强度的影响由大到小为:可再分散乳胶粉7042W>偏高岭土>重钙>膨胀剂。当偏高岭土掺量为3.0%、重钙掺量为0、膨胀剂掺量为1.0%、可再分散乳胶粉7042W掺量为3.0%时,饰面砂浆28 d抗折强度最大为5.69 MPa,超过了JC/T10242007标准中28 d的抗折强度(2.5 MPa)要求。

2.4 吸水量

图1为饰面砂浆表面吸水30 min和240 min时的吸水量。

从图1可以看出,当偏高岭土掺量为3.0%、重钙掺量为0、膨胀剂掺量为1.0%、可再分散乳胶粉7042W掺量为3.0%(4#配比)时,饰面砂浆30 min和240 min的吸水量均最小,仅为0.09 g和0.26 g,远低于JC/T 10242007标准要求(30 min小于2.00 g,240 min小于5.00 g)。从图1也可以看出,实验所得的结果均小于标准要求。这是由于以丙烯酸酯共聚物为基础的可再分散乳胶粉7042W具有防水性能的同时,还能提高砂浆的粘结性、塑性、弯曲强度,改善施工性能,通过碱作用,它能够赋予建筑材料显著而长久的防水性,并使材料的吸水量大幅度降低。

2.5 抗泛碱性

泛碱现象俗称为析白或起霜,是建筑物表面经常发生的现象,其中包括砂浆表面、混凝土表面、黏土砖表面和瓷砖表面等。泛碱一般呈白色粉末、絮团或絮片状[5]。它有损建筑物外表的美观,严重影响建筑工程观感质量评定等级,有时还会影响其着色效果及基层与表面装修、贴面、粉刷层的粘结质量,甚至还会造成质量事故[6]。本实验采取2种实验方法检测饰面砂浆的抗泛碱性,检测结果如表6所示。

正交实验的每个因素对砂浆泛碱都有一定的抑制作用,当它们共同作用时,泛碱程度的抑制效果达到较理想的水平。采用第1种淋水方法饰面砂浆均无泛碱,无法判断各因素对砂浆抗泛碱性的影响。采用第2种冻融方法直观看出砂浆的泛碱情况(见图2、图3)。砂浆中加入可再分散乳胶粉7042W后,以丙烯酸酯共聚物为基础的具有防水性能的可再分散乳胶粉交联成膜阻断水源,具有抑制泛碱的作用。

3 结论

(1)采用正交试验分析法简单方便地了解各因素对饰面砂浆性能的影响,实验得出最优配合比为可再分散乳胶粉7042W掺量3.0%、偏高岭土掺量2.5%、重钙掺量5.0%、膨胀剂掺量1.5%,此时饰面砂浆28 d拉伸粘结强度、抗压强度分别为1.29 MPa、14.42 MPa,分别高于标准值158%、220%,且各项性能均有改善。

(2)以丙烯酸酯共聚物为基础的可再分散乳胶粉7042W可以显著改善饰面砂浆施工性,成型的砂浆块颜色较鲜艳。

(3)以丙烯酸酯共聚物为基础的可再分散乳胶粉7042W具有优异的防水性能,有抑制泛碱作用,非常适合在饰面砂浆中使用。

(4)偏高岭土、重钙、膨胀剂的加入提高了砂浆结构致密性,有效地抑制了干粉砂浆表面泛碱的程度,砂浆的力学性能同时也有所提高。

摘要：采用正交分析法研究了无机填料(偏高岭土、重钙)和有机添加剂(以丙烯酸酯共聚物为基础的可再分散乳胶粉7042W)以及膨胀剂对饰面砂浆性能的影响。结果表明,4个因素中可再分散乳胶粉7042W对饰面砂浆性能的影响最大,最佳实验配比为胶粉7042W3.0%、偏高岭土2.5%、重钙5.0%、膨胀剂1.5%,制备的饰面砂浆拉伸粘结强度、抗压抗折强度、吸水率及抗泛碱性均较佳。

关键词：饰面砂浆,可再分散乳胶粉,正交试验方法

参考文献

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[5]张杰.可再分散胶粉改性的憎水性装饰砂浆[J].涂料工业,2003,33(4):53-55.

机制砂对砂浆性能影响研究 第7篇

关键词：机制砂,最大粒径,细度模数,含泥量,砂浆性能

0前言

应用机制砂是解决天然砂资源匮乏的重要技术措施。据估计[1],2010年全国混凝土总用量约为21亿m3,仅混凝土中砂的用量就达到了17.8亿t。天然砂资源是一种地方资源,短时间内不可再生且不适合长距离运输。目前我国不少地区出现天然砂资源短缺,用砂高峰时甚至无砂可用的情况[2]。应用机制砂是解决天然砂匮乏的重要技术措施之一。

机制砂在砂浆中的作用是否与天然砂相同有待探讨。目前国内外对机制砂在中低强度混凝土的工作性、强度和收缩性等方面的影响作了大量的研究[3,4,5,6],对在高强混凝土中的影响也有所报道[7],而机制砂在砂浆中的行为表现以及机理研究报道较少。因此,研究机制砂对砂浆性能的影响是合理且必要的。

1试验材料及试验方法

1.1 原材料

(1)采用重庆拉法基水泥有限公司生产的P.C32.5R水泥。

(2)采用细度模数3.0的石灰石质机制砂和细度模数2.7的岳阳天然中砂,其级配见表1。

(3)自来水。

(4)采用的粉煤灰为贵州习水原状灰,其性能指标见表2。砂浆塑化剂为重庆远吉高新建材科技有限公司混凝土外加剂厂生产的YJ-1型砂浆塑化剂。

1.2 试验方法

砂浆的搅拌制备以及稠度、密度、保水性、收缩的测定均按照JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行。机制砂含泥量的测定则按照GB/T 14684-2001《建筑用砂》进行。

1.3 试验基准配合比

1.4 机制砂含泥量的调整

机制砂含泥量调整按如下步骤进行:将所选用的机制砂筛分成单粒级,配制细度模数2.0和2.6的机制砂;取样烘干,按JGJ52测其MB初始值;测定两种机制砂MB值调整为1.0、1.4、2.0时所加入的泥土质量。机制砂含泥量调整结果如表4～5所示。

2试验结果与分析

2.1 机制砂最大粒径对砂浆性能的影响

将表1中的机制砂分别筛取0.075～0.6mm,0.075～1.18mm, 0.075～2.36mm,0.075～4.75mm部分用于试验,使用表3中未掺粉煤灰的基准配比。同一强度的试验中保持相同的配合比,只改变砂子的粒径,以此分析单一因素最大粒径的变化对于砂浆性能的影响。

随着最大粒径的增大,砂浆表观密度呈现规律性的减小,如图1所示。这是因为在密度筒内,粒径小的机制砂填充率高于大粒径机制砂。稠度则整体上呈现增大趋势,如图2。相同质量情况下,砂子最大粒径越大,平均粒径变大,颗粒变粗,表面积减少,包裹在颗粒表面的水泥净浆需求量减少,而配合比不变,水泥净浆量富余导致砂浆稠度增加。保水性与颗粒细度相关,颗粒越细,保水性变好,细颗粒有利于保水性的增强(如图3所示)。

强度曲线中,直观看不出明显的规律性,各最大粒径的砂浆强度差距不大,如图4～5所示。

考虑到各粒径砂浆的稠度不在同一水平,而实际工程应用中,稠度将作为保证施工的前提条件,应该控制在同一水平。细粒径的砂浆稠度较低,将需要增加用水量来调节至所需稠度,这将导致强度的降低。将新拌砂浆拌合物稠度调节至同一水平,则随着最大粒径的增大,强度将呈增大趋势。从砂子级配角度分析,最大粒径为0.63时,粗颗粒被筛除,砂子级配不完整,失去了粗颗粒的骨架作用。随着最大粒径变大,则砂子级配趋于完整,各粒级均有,形成合理的级配,将利于砂浆硬化后的强度发展。

2.2 机制砂细度模数对砂浆性能的影响

将机制砂筛分成单粒级,按照设计的细度模数计算各粒级比例,将所需单粒级混合均匀,调整机制砂颗粒级配(参照JGJ52规定)分别制备细度模数1.8、2.0、2.3、2.6、2.8的机制砂,级配区分属于Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅱ区,测试用其配制的M5.0、M10、M15砂浆性能,并与同配比天然中砂砂浆性能对比。基准配合比掺入粉煤灰掺合料,等量取代,掺量为15%,如表3所示。试验过程中配合比不变,砂的细度模数和级配逐级变化。从图6～7可以看出强度曲线呈明显下降,这与稠度、密度和保水性的结果相统一的。

在配比不变的情况下,随着细度模数的增大,砂子比表面积减少,保持一定稠度的需水量降低,而试验用水量不变,这必将导致稠度增加,天然河砂的砂浆甚至出现了泌水现象,M5、M10、M15试件的稠度分别达到了105 mm,108 mm,115 mm。同时,过多的水会导致砂浆密度和保水性的降低。多余的水分在蒸发后会留下孔道,胶空比变小,砂浆变得不密实从而导致强度的降低,天然河砂的试件强度在各等级试验中均为最低。

对比图5和图7可以发现,相对于最大颗粒粒径,颗粒整体级配和细度模数对强度的影响更大。图5中虽然强度不变,但稠度很低,在保持相同流动性的情况下,用水量增加引起强度降低。同时机制砂级配不完整,也不利于砂浆整体强度。图7是机制砂颗粒级配和细度模数整体协调的增大,虽然颗粒平均粒径同样增大,但彼此之间更能填充密实,骨架整体空隙变小,大小颗粒之间的机械咬合处变多,在配合比不变的情况下水泥浆富余,在实际施工中可以减少用水量从而使强度明显增加。

2.3 机制砂含泥量对砂浆性能的影响

由表4～5看出,MB值与泥粉含量呈线性关系,相关性较高。随着泥粉含量的增加,MB值逐渐增大,其主要原因是泥粉属于疏松多孔型材料,有很强的吸附性,它能吸附较多的亚甲蓝颗粒从而导致MB值变大。因此,机制砂MB值的变化对应着含泥量的变化。

在配比不变的情况下,砂浆表观密度对含泥量的变化不敏感,而稠度也仅略微降低。可能是因为在砂浆体系中,相对于胶凝材料的质量,泥质量太少,不足引起表观密度和稠度较大变化,如图11～12所示。砂浆保水性有一定程度的增强,如图13,泥粉颗粒微细且疏松多孔,吸附能力强,它的掺入对增大胶凝材料比表面积,提升砂浆保水性是有好处的。

从图14～16中可以看出随着MB值增大即泥粉含量增大,强度呈现明显下降。同时,泥粉含量的增加,砂浆的干燥收缩值增加,并且砂浆的干燥收缩值都随着龄期的延长而增长。这是因为砂浆中所含的泥粉是颗粒很细的非活性物质,它们会吸附大量的水分,这些非活性物质一方面使水泥浆与集料之间的界面区粘结变差,影响了浆体与集料的粘结,使集料抑制收缩的作用减弱;另一方面它们吸附的水分是自由水,易蒸发,蒸发后,它们的变形较大,这就导致泥粉含量大的砂浆干燥收缩值明显较泥粉含量小的砂浆大。

机制砂在破碎过程中会产生一定量的石粉,同时还会带入部分泥粉,它们都会引起需水量增加。同为小于0.075 mm的颗粒,但二者需区别对待。泥粉对于砂浆是有害的,应该严格控制其含量,而机制砂中适量的石粉则是有益的。机制砂由于是机械破碎制成,其颗粒尖锐有棱角,这对骨料和水泥之间的结合是有利的,但对砂浆的和易性是不利的,特别是对强度等级低的砂浆易导致较大泌水率,而有适量石粉的存在,则可弥补这一缺陷[8]。同时,石粉的掺入对完善细骨料的级配、提高砂浆的密实性都有益处,进而起到提高砂浆综合性能的结果。

3结论

(1)机制砂最大粒径由0.6 mm逐级增加到4.75 mm,砂浆表观密度呈现规律性减小、稠度增加、保水性降低、强度变化不明显;

(2)机制砂细度模数增大,稠度增加明显,砂浆保水性和密度、强度降低,且级配和细度模数对砂浆强度的影响超过颗粒最大粒径对强度的影响;

(3)含泥量增加,砂浆表观密度不变,稠度略微降低,强度随含泥量增加而显著降低,在机制砂相同细度模数和级配的情况下,含泥量增加将导致砂浆干缩值增加。

参考文献

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