新概念濕拌砂漿開放時間的研究

蔣金明　李從波　陳均僑　堯　煉

新概念濕拌砂漿開放時間的研究

蔣金明1李從波2陳均僑3堯煉3

自2007年以來，從中央到地方政府投入了大量的人力財力先后在一百多個城市推廣預拌砂漿并取得了良好的進展。隨著近幾年濕拌砂漿在廣東地區(qū)的崛起，其成熟技術和應用推廣成績引起專家和行業(yè)關注。2014年上半年,全國有17個省生產(chǎn)濕拌砂漿，產(chǎn)量為179.06萬立方米，比上年同期增加31.33萬立方米，同比增長21.21%。其中廣東省生產(chǎn)114.43萬立方米，占全國總量63.9%。預拌砂漿分為干混砂漿和濕拌砂漿，目前，就全國范圍而言，干混砂漿是預拌砂漿的主流，國家、行業(yè)和地方標準也主要針對干混砂漿，干混砂漿的技術水平也處于成熟階段。而濕拌砂漿由于擔憂其質(zhì)量穩(wěn)定性，一直受到忽略。隨著近幾年的濕拌砂漿技術體系逐步發(fā)展，濕拌砂漿的質(zhì)量穩(wěn)定性獲得了市場的認可。但是，濕拌砂漿技術體系的鞏固和完善，還需要行業(yè)人士和專家的共同努力和探討。

一、濕拌砂漿質(zhì)量穩(wěn)定性表征物理量的探討

凝結(jié)時間是指預拌砂漿從加水拌和到具有一定強度的時間間隔，可分為初凝時間與終凝時間。初凝時間是指從預拌砂漿自加水拌和到預拌砂漿剛開始失去塑性的時間間隔。終凝時間是指從預拌砂漿自加水拌和到預拌砂漿完全失去塑性的時間間隔。

可操作時間則是指預拌砂漿加水攪拌好后到能施工而不影響其性能的最長時間間隔。

開放時間是一個描述砂漿拌合物施工性的新概念。自濕拌砂漿加水攪拌起，拌合物保持其施工及力學性能持續(xù)穩(wěn)定的時間間隔。其表征濕拌砂漿從在攪拌站生產(chǎn)、運輸?shù)皆诠さ卮娣拧⒍芜\輸、抹灰操作的全過程的施工特征和力學性能的綜合性指標。與凝結(jié)時間、可操作時間不同，開放時間能表述濕拌砂漿攪拌站集中生產(chǎn)、集中配送和工地現(xiàn)取現(xiàn)用的全過程的質(zhì)量要求。

二、開放時間測試方法

在開放時間內(nèi)，濕拌砂漿的性能指標通過下面四個指標反映：稠度損失率、表觀密度變化率、相對泌水率和抗壓強度變化率。

⒈砂漿稠度損失率按S=(S0-Sk)/S0 x100%

S—砂漿稠度損失率，%，精確到0.1%；

S0—砂漿初始稠度，單位為毫米（mm）；

Sk—設計開放時間測試的砂漿稠度，單位為毫米（mm）；

⒉表觀密度變化率按ρ=|ρk-ρ0|/ρ0 x100%

ρ0—砂漿拌合物的初始表觀密度（kg/m3）；

ρk—達到設計開放時間砂漿拌合物的表觀密度（kg/m3）；

ρ—砂漿拌合物的表觀密度變化率，%，精確到0.1%；

⒊相對泌水率按B=Vk/Vx100%

B—砂漿相對泌水率（%）；

Vk—砂漿在設計開放時間時的泌水總量（ml）；

V—在量筒內(nèi)灌入的砂漿總量（ml）。

⒋抗壓強度變化率按f=|f0-fk|/f0 x100%

f—抗壓強度變化率，%，精確到0.1%；

f0—砂漿初始抗壓強度，單位為Mpa；

fk—設計開放時間測試的砂漿抗壓強度，單位為Mpa。

三、開放時間指標的確定

以廣州大學、廣州浪淘砂和廣州協(xié)堡創(chuàng)新地開發(fā)出“新概念濕拌砂漿”，并且依據(jù)建筑工程的實際需求，針對濕拌砂漿的生產(chǎn)及應用特性，在砂漿“凝結(jié)時間”的基礎上,提出一個質(zhì)量內(nèi)控的新概念：開放時間。目前，新概念濕拌砂漿成功應用國內(nèi)許多工程項目，如：廣州東塔、廣州新圖書館、廣州富力金港城、萬科府前一號、保利香雪山、華南碧桂園、廣州亞運城房建三標（南區(qū)）、敏捷錦繡新天地、杭州之江時代中心等。開放時間的指標研究試驗采用廣泛應用工程項目的成熟濕拌砂漿配方體系，本實驗方案的開放時間設計值為24小時。

⒈原材料

水泥:PO42.5水泥，211kg/m3

砂:河砂，模數(shù)2.5，含泥量1.3%，1350kg/m3

石粉：105kg/m3

減水劑:LADOS醚化聚羧酸LD-2010N8kg/m3

調(diào)節(jié)劑:LADOSLD-10N2kg/m3

水：250 kg/m3

⒉試驗方法和步驟

從濕拌砂漿加水攪拌完成后，從生產(chǎn)現(xiàn)場取10組15L砂漿拌合物分別裝入密閉容器內(nèi)，砂漿放置時間分別為：0小時、2小時、4小時、6小時、8小時、10小時、12小時、16小時、20小時、24小時，按順序編號：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。

稠度按JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》條款4規(guī)定的方法測定砂漿的稠度。測完稠度的砂漿應廢棄，編號1的濕拌砂漿不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，測定全部編號砂漿的稠度。

表觀密度按照JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》條款5進行試驗；編號1的砂漿密度不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，測定全部編號砂漿的密度。

泌水量測試方法:向1L的玻璃量筒中填灌砂漿至1000 ml的刻度值，用海綿將1000 ml的刻度線以上量筒壁擦拭干凈，然后用密封蓋蓋嚴，靜置。每隔1小時，觀察離析水的體積，到達24小時用合適的量筒測量量筒內(nèi)離析水的總體積,精確到1ml。編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，然后按照上述方法進行泌水量測試。

凝結(jié)時間按照JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》條款8進行試驗，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，記錄每組試樣時間與貫入阻力值關系圖。

編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，成型標準拉伸粘結(jié)強度試塊。測試拉伸粘結(jié)強度按照JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》條款10拉伸粘結(jié)強度試驗方法。

編號1的砂漿拌合物不需要攪拌，分別將編號2～10密閉容器內(nèi)的全部砂漿拌合物（砂漿表面泌水不清除）用砂漿攪拌機攪拌30秒，成型標準抗壓強度試塊。測試抗壓強度按照JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》條款9立方體抗壓強度試驗方法。

四、試驗結(jié)果與分析

⒈施工性能結(jié)果與分析

稠度大小在一定程度上能夠反映砂漿和易性、施工性的好壞。從表1可以看出，在開放時間內(nèi)，稠度變化趨勢是逐漸下降，稠度在開放時間內(nèi)最大變化率是18.8%，且稠度都大于80，根據(jù)施工經(jīng)驗，稠度80～100適合工地施工，砂漿容易上墻。另外，稠度結(jié)果證明醚化聚羧酸減水劑保水增稠的作用。

表1　稠度結(jié)果

圖1　稠度變化率隨放置時間變化

在開放時間內(nèi)，隨著水份細微蒸發(fā)、醚化聚羧酸減水劑的引氣效果顯現(xiàn)，砂漿表格密度變化趨勢是逐步下降，但是表觀密度最大變化率為2.0%。另一方面，減水劑良好的保水效果，才能確保表觀密度變化率符合定義要求。（表觀密度測試結(jié)果見表2）

表2　表觀密度結(jié)果

從表2泌水結(jié)果可以看出，濕拌砂漿在開放時間內(nèi)，泌水量分為三個階段，0～4小時：泌水量相對大；4～16小時：中等泌水；16～24小時：相對低泌水。在整個開放時間內(nèi)，砂漿的相對泌水率均小于3%。濕拌砂漿的相對泌水率小，才能保證砂漿上墻后有充分的和易性和施工性能。

表3　泌水量結(jié)果

圖2　相對泌水率隨放置時間變化

圖3　28d抗壓強度隨放置時間變化

⒉力學性能結(jié)果與分析

試驗濕拌砂漿抗壓強度設計值是M10，從圖3上可以得到：在開放時間內(nèi)，砂漿的抗壓強度都符合設計值要求，且抗壓強度變化率f小于15%。

試驗濕拌砂漿拉伸粘結(jié)強度測試結(jié)果見表4，根據(jù)GB/T 25181-2010《預拌砂漿》中要求濕拌抹灰砂漿強度等級>M5，14d拉伸粘結(jié)強度≥0.2Mpa。另外，試驗濕拌砂漿設計值要求≥0.3Mpa。由此可以看出，在開放時間內(nèi)，濕拌砂漿拉伸粘結(jié)強度都符合GB/T25181-2010《預拌砂漿》的要求，且符合設計值要求。

表4　拉伸粘結(jié)強度測試結(jié)果

⒊凝結(jié)時間與開放時間比較

在一定施工條件下，貫穿阻力隨著水化期的延續(xù)而增長，凝結(jié)時間在一定程度上體現(xiàn)出水泥水化進度的特征。根據(jù)每個時間點的貫穿阻力與時間關系圖得知：隨著新概念濕拌砂漿放置時間越長，貫穿阻力與時間的線性關系趨勢越來越不明朗（見圖5和圖6）。凝結(jié)時間對于新型濕拌砂漿的指導意義有限，然而開放時間包含對施工性能、力學性能的控制要求，同時開放時間是一個水泥水化的休眠期，也能夠體現(xiàn)水泥水化進度的一個特征。

圖4　凝結(jié)時間隨放置時間變化

五、結(jié)語

通過本試驗數(shù)據(jù)的結(jié)果可以看出，在開放時間內(nèi)，性能穩(wěn)定和成熟配方的濕拌砂漿的表觀密度、稠度、相對泌水率和28d抗壓強度變化趨勢在科學合理范圍內(nèi)。通過實踐得出開放時間的四個指標的規(guī)范要求：砂漿拌合物表觀密度變化率≤5%，稠度損失率≤30%，相對泌水率≤3%；28d抗壓強度變化率≤15%且不小于設計強度等級。

圖5　貫穿阻力與時間變化（放置時間：2h）

圖6　貫穿阻力與時間變化（放置時間：24h）

作者單位：（1廣州協(xié)堡建材有限公司；2廣州大學；3廣州浪淘砂建材有限公司）