【摘要】砌筑砂漿是影響混凝土小型空心砌塊砌體性能的重要因素。外加劑雖在混凝土中已獲得廣泛應(yīng)用, 但在砂漿中的應(yīng)用卻相對比較滯后。本文研究外加劑對混凝土小型空心砌塊專用砌筑砂漿性能的影響。
【關(guān)鍵詞】外加劑; 混凝土; 砌塊; 砂漿; 強(qiáng)度; 收縮
【中圖分類號】TU528.042 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】C 【文章編號】1003- 5274(2008)01- 0025- 04
混凝土小型空心砌塊的薄壁、大孔特性, 使砌體水平灰縫結(jié)合面小、呈條狀, 砂漿受壓面不到砌塊毛面積的一半, 加之豎向灰縫高( 190mm) , 是普通燒結(jié)實心磚砌體豎縫的3倍多, 導(dǎo)致砌塊砌體灰縫砂漿飽滿度及均勻性難以保證, 砌體抗拉、抗剪強(qiáng)度偏低。若采用普通磚砌體砂漿砌筑, 更易出現(xiàn)砌體“裂、滲”的通病。為此,國家制定《混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿》JC860- 2000[1]強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn), 明確規(guī)定: “混凝土小型空心砌塊砌體必須用專用砂漿砌筑”。所謂砌塊專用砌筑砂漿系指粘結(jié)性高、流動性低、和易性好、保水性強(qiáng)[2]的砂漿。
外加劑在混凝土中已獲得廣泛應(yīng)用, 其質(zhì)量和品種也在不斷發(fā)展, 但在砂漿中的應(yīng)用卻相對滯后。目前, 砂漿中摻用的外加劑主要為替代石灰膏的砂漿塑化劑。砌筑砂漿中摻入外加劑是發(fā)展方向[3]。本文將研究減水劑、塑化劑、膨脹劑等幾種外加劑對混凝土小型空心砌塊專用砌筑砂漿性能的影響, 討論其在砂漿中應(yīng)用的可行性。
1 原材料
水泥: 青島地區(qū)市售32.5級普通硅酸鹽水泥數(shù)種。
砂: 青島大沽河河砂, 堆積密度1470kg/m3, 含泥量1.6%, 細(xì)度模數(shù)2.6, 為級配良好的中砂。石灰膏: 自制, 試驗時稠度調(diào)整至120mm。
2 減水劑
2.1 減水劑對砂漿物理性能的影響
本研究使用的減水劑為木鈣減水劑, 配合比和砂漿物理性能試驗結(jié)果見表1。由表中數(shù)據(jù)可知, 在保持一定工作度、減少單位用水量的情況下, 木鈣減水劑對砂漿物理性能的影響不大, 摻加減水劑后砂漿保水性略好于不摻減水劑的水泥砂漿。
2.2 減水劑對砂漿收縮性能的影響
木鈣減水劑對砂漿收縮性能影響見圖1。圖中數(shù)據(jù)表明, 摻加減水劑砂漿的收縮值略高于不摻減水劑的砂漿。砂漿收縮值增加是由于減水劑引氣作用所致, 從而使硬化漿體變?nèi)醵菀鬃冃我鸬腫4~5]。
2.3 減水劑對砂漿強(qiáng)度的影響
摻加減水劑砂漿強(qiáng)度試驗結(jié)果見表2。
由表2數(shù)據(jù)可知, 減水劑能提高砂漿的抗壓、抗折和粘結(jié)強(qiáng)度, 粘壓比也略有提高, 折壓比降低。摻減水
劑的砂漿強(qiáng)度提高的原因是: 減水劑減少了砂漿的用水量, 砂漿水灰比降低, 骨料———水泥石界面和砂漿粘結(jié)界面的微細(xì)結(jié)構(gòu)改善, 砂漿的強(qiáng)度相應(yīng)增長。
3 塑化劑
砂漿塑化劑采用湖南株洲市新科建材廠生產(chǎn)的ZKG型高效砂漿增強(qiáng)劑。ZKG型高效砂漿增強(qiáng)劑是一種由憎水型表面活性劑、陰離子表面活性劑及早強(qiáng)劑等多種外加劑復(fù)合而成的砂漿外加劑, 具有減水、增強(qiáng)、引氣等性能。其主要塑化組分為松香類引氣劑。
3.1 塑化劑對砂漿物理性能的影響
塑化劑對砂漿物理性能影響見表3。
由表中數(shù)據(jù)可知, 砂漿塑化劑能顯著改善砂漿的和易性、保水性及與基材的粘附性, 在達(dá)到同等稠度的情況下可減少用水量, 但砂漿的密度顯著降低。
3.2 塑化劑對砂漿收縮性能的影響
塑化劑對砂漿收縮性能影響見圖2。圖中數(shù)據(jù)表明, 摻加塑化劑砂漿的收縮值較不摻塑化劑砂漿的小。由于引氣作用會加大干縮, 減水作用可減少干縮,摻塑化劑的砂漿收縮值略有降低的原因可能是因為塑化劑的減水作用所致。
3.3 塑化劑對砂漿強(qiáng)度的影響
摻加塑化劑砂漿強(qiáng)度試驗結(jié)果見表4。摻塑化劑砂漿的抗壓強(qiáng)度降低較多, 抗折、粘結(jié)強(qiáng)度也降低, 但折壓比、粘壓比卻有提高。和同強(qiáng)度等級的混合砂漿相比, 摻塑化劑砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度降低, 但抗折強(qiáng)度提高。
4 膨脹劑
4.1 配合比設(shè)計
本試驗使用的膨脹劑為中國建筑科學(xué)研究院研制的UEA和鋁酸鈣(AEA) 膨脹劑, 膨脹劑按水泥用量的12%等量取代內(nèi)摻。砂漿配合比及物理性能試驗結(jié)果見表5。由表中數(shù)據(jù)可知, 膨脹劑對砂漿物理性能影響不大。
4.2 摻膨脹劑砂漿的收縮性能
為了比較不同養(yǎng)護(hù)條件對砂漿收縮值的影響, 安排了兩組試驗, 每組試件又分成干燥養(yǎng)護(hù)( 置于成型室中) 、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)( 砂漿養(yǎng)護(hù)室) 和濕養(yǎng)護(hù)( 混凝土養(yǎng)護(hù)室) 三種情況, 三種養(yǎng)護(hù)條件下?lián)経EA、AEA砂漿的試驗結(jié)果見圖3~4。
由圖可見, 無論是摻加UEA還是AEA砂漿, 養(yǎng)護(hù)條件對砂漿收縮性能的影響程度依次為濕養(yǎng)、標(biāo)養(yǎng)、干養(yǎng)。這是因為每克分子鈣礬石形成需要32個結(jié)晶水, 在缺水狀態(tài)下, 鈣礬石系膨脹劑水化受到影響[6],從而砂漿的收縮值也相應(yīng)受到影響。
4.3 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下砂漿性能比較
4.3.1 收縮
標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下水泥砂漿以及摻加UEA、AEA砂漿的收縮性能見圖5。由圖5可知, 在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下, 三種砂漿收縮大小的順序依次為UEA砂漿、水泥砂漿、AEA砂漿。
標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下, UEA對砂漿收縮不起作用, 其28d收縮值反而高于水泥砂漿, 這是因為缺水影響了鈣礬石的生成;AEA砂漿收縮性能好的原因可能因為AEA膨脹劑膨脹主要發(fā)生在早期, 早期砂漿含水量較大, 能給鈣礬石的生成提供較充足的水分。
4.3.2 強(qiáng)度
摻加膨脹劑砂漿的強(qiáng)度見表6。表中數(shù)據(jù)表明, 內(nèi)摻12%膨脹劑可以提高砂漿的抗壓、抗折強(qiáng)度。這是因為摻入膨脹劑增加了砂漿的密實度, 改善了骨料———水泥石界面結(jié)構(gòu), 強(qiáng)度因此而提高。兩種膨脹劑中
AEA對砂漿強(qiáng)度影響較大。
4.4 膨脹劑對混合砂漿的補(bǔ)償收縮作用
由以上分析可知, 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下, AEA膨脹劑對砂漿同樣有補(bǔ)償收縮的作用。混合砂漿的和易性好, 但
收縮值偏大, 因而在應(yīng)用中可能會降低砌塊砌體力學(xué)性能。膨脹劑對混合砂漿的收縮能否有改善作用, 對砂漿的力學(xué)性能有何影響? 為此做了以下試驗。配合比和砂漿物理性能試驗結(jié)果見表7。由表7中數(shù)據(jù)可見, 膨脹劑對砂漿的工作性能影響不大。
4.4.1 收縮
混合砂漿摻加膨脹劑的收縮試驗結(jié)果見圖6, 可見膨脹劑的加入能夠顯著改善砂漿的收縮性能, 且膨脹劑摻量越大, 砂漿的收縮值越低。
4.4.2 強(qiáng)度
摻加膨脹劑砂漿的強(qiáng)度對比結(jié)果見表8。由表中數(shù)據(jù)可見, 膨脹劑的加入提高了混合砂漿的抗壓、粘結(jié)強(qiáng)度, 這主要是由于膨脹劑的摻入增加了砂漿的密實度, 改善了骨料———水泥石界面和砂漿———混凝土粘結(jié)界面結(jié)構(gòu), 減小了骨料———水泥石和砂漿粘結(jié)界面的收縮應(yīng)力。
5 小結(jié)
1) 減水劑能顯著提高砂漿強(qiáng)度, 摻加塑化劑的砂漿強(qiáng)度降低, 膨脹劑的加入也能使砂漿強(qiáng)度提高。
2) 加入AEA膨脹劑能改善砂漿的收縮以及強(qiáng)度等性能。低強(qiáng)度等級水泥砂漿水泥用量少, 和易性較差,
應(yīng)限制使用AEA。
3) 砂漿外加劑可以使用減水劑; 膨脹劑應(yīng)經(jīng)試驗證明其在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下仍能夠補(bǔ)償砂漿收縮時方可使用; 使用砂漿塑化劑應(yīng)綜合考慮其和易性、收縮、強(qiáng)度等各項性能指標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1] JC860- 2000, 混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿[S].
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[3] JGJ98- 2000, 砌筑砂漿配合比設(shè)計規(guī)程[S].
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[5] J J Brooks.Influence of mix proportions, plasticizers and superplasticiezrson creep and shrinkage of concrete.Magazine of Concrete Research.1989, 41( 148) : 145～153.
[6] 游寶坤.膨脹劑對高性能混凝土的裂縫控制作用[A]. 游寶坤.第三屆全國混凝土膨脹劑學(xué)術(shù)交流論文集[C].北京: 中國建材工業(yè)出版社,2002, 45～53.
