淺析砂的細度模數對砂漿性能的影響

?摘要：以砂的細度模數對砂漿性能的影響為研究目標，通過九組砂漿試件的制備及性能測試，得到結論：砂漿強度等級不變時，砂漿抗壓強度隨砂細度模數增加而增大，保水率隨砂細度模數增加而減小，稠度隨砂細度模數增加而增大。

關鍵詞：砂;細度模數;砂漿;影響

中圖分類號：TU522.3

引??言

在混凝土配合比設計過程中，為了保證混凝土的和易性和力學性能，要求粗細骨料能夠滿足連續級配，這樣有利于形成致密的復合材料系統。砂漿是由膠結料（水泥、粉煤灰）、砂、水及摻合料拌合硬化而成，可分為水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿等。同混凝土一致，砂的粗細程度不僅對砂漿的和易性影響較大而且對砂漿的力學性能也有一定的影響。一般來說，砂中如果細顆粒較多，砂漿的保水性能會有所提升，卻會使流動性變差，且在使用過程中水的用量也會有所提升;如果砂中粗顆粒較多，砂漿的保水性能降低，導致在使用過程中砂漿容易分層，影響砂漿性能。

砂的粗細程度是通過細度模數進行劃分的。依照細度模數的數值界限，砂可以分為三級，細度模數為1.6～2.2時為細砂，2.3～3.0時為中砂，3.1～3.7時為粗砂。基于此，本文主要針對砂的細度模數對砂漿性能的影響進行分析。

1 試驗方案介紹

在試驗中，原材料的選取與配合比的設計對砂漿的研究有著重要影響，在砂漿試件制備以及試配過程中應精確把控各類材料的質量，務必將試配誤差對試配結果的影響降至最低。本試驗在各類材料的選取、理論配合比的計算、試件的制備、養護及檢測方式多方面進行了精確的把控，從而探究砂的細度模數對砂漿性能的影響，本章將主要圍繞試配中所涉及到的各類材料及試驗步驟進行詳細介紹。

1.1 ?試驗原材料及試驗環境

1.1.1?砂

砂采用景泰洗砂，根據試驗要求，按細度模數篩分成粗砂、中砂和細砂。根據《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52- 2006）中規定的測試方法，該砂的細度模數、含泥量、泥塊含量、級配區等主要參數見表1，三種砂的顆粒級配見表2。

1.1.2?水泥

水泥與水混合后形成漿體，主要在砂漿中產生膠凝物質對各項原材料進行膠結。它在砂漿中占的比重較多，且相應的各項水泥指標都對砂漿的多項性能都有明顯的提升。本試驗采用白銀壽鹿山水泥有限責任公司生產的42.5的普通硅酸鹽水泥，試驗測得該型號水泥比表面積為344 m2·kg-1，燒失量為4.51%。

1.1.3?水

水在砂漿試件中，與水泥反應。水與水泥的反應程度越高，砂漿的力學性能就越優異，因此試驗用水的水質直接影響到對砂漿的性能，本試驗將蘭州新區自來水作為試驗用水，滿足試驗用水對水質的要求。

1.1.4?試驗環境

本次試驗中，采用規范中規定的試驗方法，試驗養護溫度為20±2℃，相對濕度≥95%。砂漿拌制及砂漿拌合物性能測試的環境溫度為 20±2℃，濕度為≥50%。

1.2 試驗用儀器設備

本試驗用的儀器見表3：

1.3 砂漿配合比設計

在本試驗中，為了全方面的分析砂的細度模數對砂漿各項指標的影響，分別利用細砂、中砂和粗砂制備M5、M10、M15三種強度等級的砂漿，每種等級的砂漿，保持砂用量及水用量不變，根據強度等級不同改變水泥的用量，砂漿配合比見表4。

1.4 試塊的制作及養護

（1）砂漿試件的制備參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》進行操作，用于試驗的砂漿試件尺寸為70.7mm×70.7mm×70.7mm。制備試件時，特別注意要在試模內壁涂刷機油以利于脫模。

（2）根據表4中的砂漿試件配合比，每組配合比成型三塊試塊。試件制作完成后，及時將其對應的序號貼于試件模具上，之后將試件置于標準養護箱（溫度范圍：（20±1） ℃、濕度范圍≥95%）中，經過標準養護1天后拆模。然后按照相應的序號對試件進行編號，繼續放入標準養護箱中養護至28天后進行測試。要特別注意在養護過程中試塊之間的間隔應大于10mm，養護期間要勤加水，防止由于水量不足導致養護期間的濕度不夠，這極容易引起砂漿試件的性能差異而導致試驗失敗。

2 試驗結果及分析

2.1 試驗結果

（1）砂漿試件養護至28天齡期后，應提前將試件從標準養護箱中取出，用吸水性較好的海綿拭去試件表面水分，之后及時進行試驗。根據《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》（JGJ/T70- 2009）測試砂漿試件的抗壓強度，對每組試塊分別測定破壞荷載，之后計算抗壓強度，取三個試塊的平均值作為該組試塊的砂漿強度代表值。根據規范，砂漿立方體試件的抗壓強度計算方法如下：

f=KN/A

式中：f—砂漿立方體試件抗壓強度（MPa），精確至 0.1 MPa;

K—換算系數，取 1.35。

N—砂漿立方體試件破壞載荷（KN）;

A—砂漿立方體試件試件承壓面積（mm2）;

（2）砂漿拌制完后，按照JGJ/T70- 2009測定砂漿的各項性能指標。不同標號砂漿各項性能的檢測結果見表5。

2.2 結果分析

（1）結合表4和表5進行分析可知，對于每個強度等級的試件，水泥用量不變，砂漿試件的抗壓強度會隨著砂的細度模數的增加而增大。這是由于細砂中的細顆粒占比較多，中砂介于二者之間，粗砂中細顆粒占比較少;在用砂質量相同的情況下，因為水泥用量及用水量相同，粗砂的比表面積相對較少，且砂漿中的水泥漿量相同，在細度模數較大時，有多余的水泥漿可以保證強度。即在標號上相同等級的砂漿，粗砂配置的砂漿強度更高。

（2）結合表4和表5進行分析可知，對于每個強度等級的試件，用水量保持不變，保水率隨著砂的細度模數的增加而降低，稠度隨著砂的細度模數的增加而增大。這是因為細砂中細顆粒相對較多，比表面積大，能夠結合更多的水，這導致了顆粒之間的自由水減少，因此造成細砂的保水率較粗砂高，而稠度較粗砂低。

3?結論

本文以砂的細度模數對砂漿性能的影響為研究目標，通過三個強度等級共九組砂漿試件的制備及性能測試，得到了以下結論：砂漿強度等級不變時，砂漿抗壓強度隨砂細度模數的增加而增大，保水率隨砂細度模數的減小而升高，稠度隨砂細度模數的減小而減小。因此，在實際工程應用時，應根據各項工程對砂漿的強度等級及相應的各項性能指標要求，通過試驗確定砂的合理細度模數，對砂漿生產線路進行精細化管理，根據施工現場有特殊要求的砂漿進行合理配比，這有利于保證砂漿質量，降低砂漿成本。

參考文獻

[1] 劉誠斌， 紀洪廣， 劉娟紅， 等. 砂漿流動性的影響因素及控制方法[J]. 建筑工程技術與設計， 2017， 18（1）： 82-87.

[2] 吳 輝， 倪 文， 崔孝煒， 等. 水泥基砂漿力學性能測試方法[J]. 工程技術， 2018， 35（4）： 7-12.

[3] 趙宇達. 土木工程材料[M]. 武漢： 武漢工業大學出版社， 2014： 245-267.

[4] 王明， 李達一， 王小威， 等. 論水泥砂漿力學性能的影響因素[J]. 城市建筑， 2016， 27（1）： 55-56.

[5]閔波濤.砂的細度模數對水泥砂漿物理性能的影響[J].福建建材，2018（11）：24-25.

[6]孫秋硯. 干混抹灰砂漿拉伸粘結強度影響因素研究[D].浙江工業大學，2018.

作者簡介：孫玉龍（1986-），男，漢族，甘肅蘭州人，大學本科，工程師，主要從事預拌混凝土及預拌砂漿技術質量管理工作。?