【摘 要】
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砂浆作为我国建筑工程中必不可少的基础建材,每年用量仅次于混凝土和墙体材料,然而随着我国城镇化建设的不断加快以及环保意识的不断提高,传统的现场自拌砂浆已经不满足现有工程建设的要求。因此,砂浆的技术革新已迫在眉睫,相对于预拌砂浆中的干混砂浆,湿拌砂浆具有和易性好、经济、环保等优点,它是指将所有原材料在工厂经过称量、加水搅拌均匀后由砂浆搅拌车运输到施工场地后使用的绿色建筑材料。此外,由于天然砂的日益枯竭
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砂浆作为我国建筑工程中必不可少的基础建材,每年用量仅次于混凝土和墙体材料,然而随着我国城镇化建设的不断加快以及环保意识的不断提高,传统的现场自拌砂浆已经不满足现有工程建设的要求。因此,砂浆的技术革新已迫在眉睫,相对于预拌砂浆中的干混砂浆,湿拌砂浆具有和易性好、经济、环保等优点,它是指将所有原材料在工厂经过称量、加水搅拌均匀后由砂浆搅拌车运输到施工场地后使用的绿色建筑材料。此外,由于天然砂的日益枯竭以及建筑市场对砂的需求量逐渐增加,机制砂替代天然砂已成为必然趋势。机制砂与河砂相比存在针片状较多、形貌不规则等现象,而且在机制砂生产过程中会产生较多的石粉,石粉的种类和掺量会对湿拌砂浆产生一定程度的影响。因此,需要研究机制砂及其石粉的种类和掺量对湿拌砂浆性能的影响及作用机理,以此解决机制砂及其石粉和湿拌砂浆其它原材料的兼容性问题,这可以很大程度的缓解我国天然砂短缺的现状,提高固体废弃物的利用率,促进湿拌砂浆的使用和推广。本研究主要针对湿拌砂浆的特点,通过分析不同外加剂对湿拌砂浆工作性、凝结时间及力学性能的作用规律,并研究了不同机制砂品种、掺量及石粉掺量变化对其性能的影响,主要研究内容如下所示:1.研究了两种机制砂(石灰石机制砂和硅质机制砂)的细度模数对湿拌砂浆性能的影响。结果表明,随着两种机制砂细度模数的增加,湿拌砂浆的流动性增大,机制砂的模数在2.5-2.7之间时,两种湿拌砂浆均具有良好的流动性及保水性,力学性能最高,收缩率最低,而且石灰石机制砂湿拌砂浆的力学性能优于硅质机制砂湿拌砂浆。两种机制砂的细度模数在2.7-3.4之间时,随着模数增加砂浆的强度降低,保水性下降,收缩增加。机制砂0.30mm以下颗粒含量为25%~30%,0.30mm~2.36mm颗粒分计筛余为17%时,配置出来的湿拌砂浆性能最优:其中硅质机制砂砂浆的稠度为82mm,28d抗压强度为22.8MPa,28d抗折强度为6.8MPa,28d收缩率为0.136%;石灰石机制砂砂浆的稠度为87mm,28d抗压强度为24.2MPa,28d抗折强度为7.1MPa,28d收缩率为0.129%。2.通过正交试验,对硅质机制砂湿拌砂浆的配合比进行了研究,得出粉煤灰、硅质石粉和聚羧酸减水剂复掺时,硅质石粉是影响湿拌砂浆需水量和力学性能的主要因素,粉煤灰主要影响湿拌砂浆的收缩率。最优配比为粉煤灰:硅质石粉:聚羧酸减水剂=20:30:0.014;当粉煤灰、硅质石粉与萘系减水剂复掺时,由于硅质石粉对萘系减水剂分子的吸附较弱,萘系减水剂可以充分发挥静电斥力作用,因而成为影响湿拌砂浆需水量的关键因素。采用石灰石机制砂制备湿拌砂浆,通过正交试验得出:当粉煤灰、石灰石粉与聚羧酸减水剂复掺时,减水剂成为影响湿拌砂浆需水量的主要因素,粉煤灰主要影响砂浆的强度,石灰石粉对砂浆的收缩起到重要作用。最优配比为粉煤灰:石灰石粉:聚羧酸减水剂=20:30:0.014。在确定的机制砂湿拌砂浆最优配比中,粉煤灰占总胶材质量的20wt%,石粉占30wt%,二者占据了总胶材质量的50wt%,这两种掺合料的使用极大的降低了水泥用量,节约了湿拌砂浆的生产成本。3.研究了葡萄糖酸钠和硼砂及掺量对硅质机制砂湿拌砂浆的凝结时间的作用效果。结果表明:随着硼砂掺量的增加,机制砂湿拌砂浆的流动性和凝结时间逐渐增加,掺量为0.12wt%时,湿拌砂浆28d抗压强度为15.2MPa,而且砂浆的收缩得到改善;湿拌砂浆的稠度和凝结时间随着葡萄糖酸钠掺量的上升而明显增加,当葡萄糖酸钠掺量为0.20wt%时,硅质机制砂砂浆的终凝时间为25h,28d抗压强度为14.6MPa,石灰石机制砂砂浆的终凝时间达到24h,28d抗压强度15.7MPa。并通过水化热、SEM、DSC、XRD等手段分析了不同缓凝剂对两种机制砂湿拌砂浆微观形貌和水化产物的影响,结果表明缓凝剂的加入降低了两种湿拌砂浆的早期水化速率和水化放热量,掺葡萄糖酸钠的砂浆水化放热量降低尤为显著,而且砂浆硬化体后期结构变得更加致密,力学性能增加。4.为提高湿拌砂浆的工作性能,本文还采用乳胶粉及淀粉醚对其进行改性。研究结果表明,乳胶粉具有一定的引气作用,其掺量为1.0wt%时,两种机制砂砂浆的流动性和收缩率均得到改善,砂浆的折压比提高,证明胶粉的掺入有效的增加了砂浆的柔性。随着淀粉醚掺量的增加,硅质机制砂湿拌砂浆的抗压强度先增大后减小,当掺量为0.02wt%时,硅质机制砂湿拌砂浆28d抗压强度达到最大值15.0MPa;淀粉醚掺量增加会降低石灰石机制砂湿拌砂浆的28d抗压强度,掺量为0.10wt%时,28d抗压强度下降约10%。两种机制砂湿拌砂浆的保水率、凝结时间、柔韧性随着淀粉醚掺量的增加而逐渐增加。
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