混合砂干混砂漿專用保水增稠材料性能研究

胡浩然 邱云超 李靜

1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）2開封市筑邦商品砂漿有限公司（475000）

混合砂干混砂漿專用保水增稠材料性能研究

胡浩然1邱云超2李靜1

1河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）2開封市筑邦商品砂漿有限公司（475000）

簡述了干混砂漿產品對于細集料及外加劑的要求，以自主研制的混合砂干混砂漿專用外加劑ZB-05為重點，對比研究了纖維素醚、ZB—05及市售保水增稠材料對砂漿表觀密度、保水率、黏結強度、抗壓強度等性能的影響，結果表明:與纖維素醚和市售稠化粉相比，添加ZB—05復合外加劑的砂漿產品保水效果良好，拉伸黏結強度顯著提高，表觀密度和抗壓強度等指標符合標準要求。

干混砂漿；混合砂；保水增稠；外加劑；黏結強度

目前，干混砂漿用砂主要是天然砂，這種資源因短期內不可再生而日漸減少，加之采挖區域限制，致使價格節節攀升，在此背景下，混合砂的研究應用引起了業內熱議。混合砂是指不同性狀和來源的硅質原料，按照一定比例混合后，能夠滿足干混砂漿使用指標的細集料，與天然砂相比，取材更廣，成本更低，環境效益顯著，應用前景廣闊。眾所周知，干混砂漿的種類和特性與外加劑密切相關，由于外加劑品類繁多，每種又有其獨特的作用，多種外加劑同時使用時，對砂漿性能的影響更為復雜。因此，研究開發適用于混合砂干混砂漿的優質高效、經濟實用的外加劑，解決共性技術問題，可謂順應市場潮流。經過一系列探索，我們研制出一種混合砂干混砂漿系統專用的復合外加劑ZB—05，并通過與某品牌纖維素醚HPMC、市售某品牌保水增稠材料(稠化粉)的對比試驗，分析了ZB—05對砂漿主要性能的影響。

1 原材料及配合比

1.1 原材料

①水泥:采用新鄉天瑞水泥廠生產的P·O42.5普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，性能指標見表1。

表1 水泥性能指標

②粉煤灰:采用新鄉建垣建材有限公司出售的F類I級粉煤灰作為活性摻合料,性能指標見表2。

表2 粉煤灰性能指標

③混合砂:采用信陽浉河的粗砂和開封永興黃河沙深加工有限公司生產的特細砂，性能指標見表3和表4。

表3 粗砂性能指標

表4 特細砂性能指標

1.2 對比試驗配合比

對比試驗分為三組，外加劑為原材料中唯一的變量，具體配比見表5。

表5 對比試驗配合比

2 試驗過程及數據分析

按照GB/T 29756—2013《干混砂漿物理性能試驗方法》分別測試三組砂漿的表觀密度、保水率、14 d拉伸黏結強度、7 d抗壓強度、28 d抗壓強度等性能；主要儀器:DYE—300S型全自動恒應力壓力試驗機、UJZ—15砂漿攪拌機、LDS—5全自動電子拉力試驗機等。試驗結果及討論如下:

2.1 表觀密度

控制相同的加水量(160∶1 000)，測試三組砂漿產品的表觀密度，結果見表6和圖1。

表6 試驗砂漿表觀密度

由圖表可見，與纖維素醚相比，添加ZB-05對砂漿的表觀密度影響不大，添加市售稠化粉的砂漿密度最小。原因在于纖維素醚雖有一定的引氣作用，但引氣量有限，砂漿絕對密度的降低并不十分明顯；市售稠化粉一般采用烷基類表面活性材料作為引氣劑，特點是用量少、引氣多、氣泡體積大，對砂漿密度影響較大；ZB—05采用生物類活性材料，可以在不降低砂漿表觀密度的基礎上，顯著改善其觸變性。

圖1 試驗砂漿表觀密度對照

2.2 保水率

控制相同的加水量(160∶1 000)，測試三組砂漿產品的保水率，結果見表7和圖2。

表7 試驗砂漿保水率

圖2 試驗砂漿保水率對照

由圖表可見，在相同的原料配比及用水量下，ZB—05的保水效果與纖維素醚基本持平，市售稠化粉略差，但都符合國家標準或行業標準要求(如JG/T 291—2011《建筑用砌筑和抹灰干混砂漿》)。

2.3 拉伸粘結強度

對三組砂漿產品進行14 d拉伸黏結強度測試，結果見表8和圖3。

表8 試驗砂漿14 d拉伸黏結強度

由圖表可見，ZB—05砂漿的拉伸黏結強度遠高于市售稠化粉砂漿，也明顯優于添加纖維素醚的砂漿。原因在于ZB—05能夠提高砂漿的保水性，增強膠凝材料的水化效果，同時引入活性成分，增進顆粒擴散的均勻度，對集料和膠凝材料起到良好的分散作用，從而顯著提高砂漿對基層材料的鉚合黏結能力。

圖3 試驗砂漿14 d拉伸黏結強度對照

2.4 抗壓強度

對三組砂漿產品進行7 d和28 d抗壓強度測試，結果見表9和圖4。

表9 試驗砂漿7 d和28 d抗壓強度

圖4 試驗砂漿7 d和28 d抗壓強度對照

由圖表可見，纖維素醚砂漿的7 d強度為其28 d強度的61.6%，ZB—05砂漿的7 d強度為28 d強度的58.5%，市售稠化粉砂漿的7 d強度為28 d強度的62.1%；以纖維素醚砂漿為基準，ZB—05砂漿的28 d抗壓強度降低了4.6%,市售稠化粉砂漿的28 d抗壓強度降低了23.2%。可見與纖維素醚砂漿相比,市售稠化粉砂漿水化前期強度的增長速率基本處于正常范疇，但水化后期的強度不甚理想；ZB—05對砂漿水化前期強度的增長速率有輕微的消極影響，但對其28 d抗壓強度影響較小(與纖維素醚相差無幾)。

3 結論

通過與纖維素醚HPMC、市售保水增稠材料的對比試驗可知，混合砂干混砂漿系統專用外加劑ZB—05具有良好的保水效果，能夠顯著提高砂漿的拉伸黏結強度，對其表觀密度和抗壓強度沒有明顯的不利影響；市售稠化粉由于引氣量較大且穩定性不好，令砂漿在抗壓強度方面表現不佳，拉伸黏結強度損失尤為顯著，施工應用時存在一定的隱患。此外，ZB—05采用天然活性材料，在改善集料分散均勻度、砂漿觸變性和流變效果方面效果十分理想。當前，在全國打響大氣污染攻堅戰的背景下，干混砂漿行業展現出了良好的發展態勢，混合砂干混砂漿系統及相應外加劑的推廣是大勢所趨，具有可觀的應用前景。

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