?不同粗細和級配的機制砂對濕拌砂漿性能的影響研究

當前國內已針對機制砂砂漿開(kāi)展了大量研究，但研究?jì)热葜饕杏谔骄坎煌N類(lèi)機制砂、采用不同量的石粉、選用不同類(lèi)別纖維、配置不同礦物摻合料后，所制備的機制砂砂漿干縮性能、耐久性能、抗裂性能、力學(xué)性能和工作性能的差異。砂漿中，砂始終是用量最大的材料，其級配、粗細都會(huì )對砂漿整體應用性能產(chǎn)生直接影響。針對機制砂砂漿和機制砂級配、細度模數之間關(guān)系的研究尚少這一實(shí)際，本文將分析濕拌砂漿性能與機制砂級配、細度模數之間關(guān)聯(lián)性，以期為相關(guān)工程實(shí)踐提供一定參考。

1　材料及方法

1.1　試驗材料:試驗所用水泥材料均為普通硅酸鹽水泥，強度等級為P·O42.5級；

細集料為機制砂，該機制砂MB值為1.0，石粉含量約為14.0%，細度模數測試結果為3.0；

試驗中摻加調節劑摻量取2～4kg/m3，減水劑摻量取8～12kg/m3，兩者分別為L(cháng)D-10N、LD-203。測試水泥性能、篩分機制砂所得結果。

1.2　試驗方法:分別設計數組機制砂，各組之間細度模數各不相同，后續可以此為依據探究濕拌砂漿性能與機制砂細度模數之間關(guān)聯(lián)性。對機制砂進(jìn)行篩分，篩除其中公稱(chēng)粒徑在5mm以上顆粒后進(jìn)行人工調配，確保沙粒中含有大約粒徑小于80μm的顆粒，具體篩余情況。

分別取細度模數為2.0～2.6機制砂并分別設置級配，得到J系列機制砂試驗組共7組，其中J1~J5組中篩余顆粒粒徑在0.315mm以下的顆粒分別為15%、20%、25%、30%、35%，大于該粒徑的顆粒篩余相同，探究不同細顆粒含量下濕拌砂漿的性能差異。而J4、J6和J7三個(gè)試驗組之間具有相同的小于0.315mm的細顆粒含量，可通過(guò)評價(jià)該三個(gè)組別之間濕拌砂漿性能差異以探究濕拌砂漿與粗顆粒含量之間關(guān)聯(lián)性，其中各級配機制砂篩余情況。

依據JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》中相關(guān)內容計算細度模數并篩分機制砂，以JGJ/T70-2009《建筑砂漿的基本性能實(shí)驗方法標準》中相關(guān)描述為依據開(kāi)展收縮率、抗壓強度、拉伸黏結強度、保水率、表觀(guān)密度和稠度等性能測試。

2　試驗結果及分析

2.1　細度模數:固定取集灰比為6.5，取調節劑和減水劑摻量分別為1%、4%，設計濕拌砂漿配合比，確保濕拌砂漿加水時(shí)能夠保持90mm左右稠度，在達到稠度條件要求后對濕拌砂漿性能進(jìn)行測試。

各試驗組中機制砂細度模數越高，則單方用水量越小。其中，細度模數提升至3.0時(shí)，相較于細度模數為1.2時(shí)的試驗組用水量減少共60kg/m3。究其原因在于機制砂細度模數提升過(guò)程中，使其比表面積大幅提升，進(jìn)而需要提高用水量才能確保機制砂表面得以完全潤濕。其中細度模數在1.8以上時(shí)，制備的濕拌砂漿具有良好的保水性，但與此同時(shí)材料也存在較大黏性，導致應用于工程實(shí)踐時(shí)砂漿抹開(kāi)困難。提高細度模數至2.1～2.4時(shí)，此時(shí)，砂漿的黏聚性受到一定限制，手感粗糙且易出現泌水問(wèn)題。究其原因，在于這一區間范圍內的砂漿中含有大量細粉，導致潤水后，易出現砂漿體系整體稠度大幅增加的問(wèn)題。而當機制砂細度模數控制在2.4以上時(shí)，砂漿材料中還含有大量粒徑較大顆粒，導致手感粗糙。

分析不同細度模數機制砂制作濕拌砂漿之間抗壓強度差異。

濕拌砂漿抗壓強度均表現出隨機制砂細度模數提升而前期增加、后期降低的發(fā)展趨勢。其中，機制砂7d抗壓強度和28d抗壓強度均在細度模數取值為2.4時(shí)達到最大值，兩者對應抗壓強度分別為7.9、8.5MPa，而機制砂56d抗壓強度在細度模數取值為2.1時(shí)達到峰值，對應抗壓強度為9.2MPa。分析其原因，認為機制砂細度模數在2.1及以下時(shí)，濕拌砂漿內部含有大量微小顆粒，導致砂漿硬化后難以形成完整均一的骨架結構，使得結構體系依舊保持較大比表面積，同時(shí)很多顆粒在砂漿硬化之后依舊保持相對松散的游離狀態(tài)，最終表現為砂漿整體抗壓強度的下降。而提升細度模數至2.1～2.4時(shí)，硬化砂漿中存在的各類(lèi)顆粒之間保持良好的均勻性，游離顆粒能夠充分填充至結構骨架的孔隙中，強化結構整體抗壓強度。進(jìn)一步提升細度模數至2.4以上時(shí)，濕拌砂漿內部含有大量粗顆粒，細顆粒數量極少，因而砂漿硬化后骨架結構內部存在的孔隙數量增多，能夠用于填充孔隙的細顆粒數量較少，導致孔隙填充效果較差，表現為水分散失較快，且結構抗壓強度水平較低。

2.2　機制砂級配

固定取集灰比為6.5，取調節劑和減水劑摻量分別為1%、4%，設計濕拌砂漿配合比，確保濕拌砂漿加水時(shí)保持90mm左右稠度，在達到稠度要求后，對濕拌砂漿性能進(jìn)行測試，分析不同級配條件下濕拌砂漿性能差異。

顆粒粒徑在0.315mm以下的細顆粒數量隨組別從J1至J5不斷提升，在該過(guò)程中濕拌砂漿的表觀(guān)密度、用水量也隨之提升。其中J4、J6和J7三組之間具有大致相同的細顆粒含量，但粒徑在1.25mm以上的粗顆粒含量依次增加，在這一增加的過(guò)程中濕拌砂漿的表觀(guān)密度和用水量均有所提升，但提升幅度較小。整體來(lái)看，各組濕拌砂漿均具有良好的保水性能，雖隨各組砂漿差異而存在一定區別，但區別較小。究其原因在于用量相對較大的水泥有效保障了濕拌砂漿保水性能。

分析不同級配機制砂制作濕拌砂漿的抗壓強度差異。

機制砂中粒徑在0.315mm以上顆粒數量增加過(guò)程中，7、28、56d的濕拌砂漿抗壓強度均表現出前期增加、后期降低的發(fā)展趨勢。其中，7、28d抗壓強度峰值均出現于J2組中，該組機制砂中粒徑在0.315mm以下的顆粒含量在20%左右，兩抗壓強度分別為12.1和17.8MPa。而56d抗壓強度峰值出現于J3組，該組機制砂中粒徑在0.315mm以下的顆粒含量在25%左右。整體來(lái)看J1組和J5組的抗壓強度水平均處于較低水平，而J2、J3和J4組的抗壓強度則相對較高。究其原因在于，J1組中細顆粒含量較少，導致框架結構中存在的大量裂縫無(wú)法得到有效填充，表現為砂漿抗壓強度處于較低水平。而J5組含有35%左右細顆粒，雖然能夠填充大量裂縫，但體系內部存在大量松散游離顆粒且體系比表面積較大，導致結構內部顆粒黏結強度難以得到有效提升。而細顆粒含量在20%～30%的機制砂制備的濕拌砂漿體系內部能夠形成顆粒緊密堆積，進(jìn)而確?？箟簭姸忍幱谳^高水平。