【摘要】砌筑砂浆是影响混凝土小型空心砌块砌体性能的重要因素。外加剂虽在混凝土中已获得广泛应用, 但在砂浆中的应用却相对比较滞后。本文研究外加剂对混凝土小型空心砌块专用砌筑砂浆性能的影响。
【关键词】外加剂; 混凝土; 砌块; 砂浆; 强度; 收缩
【中图分类号】TU528.042 【文献标识码】C 【文章编号】1003- 5274(2008)01- 0025- 04
混凝土小型空心砌块的薄壁、大孔特性, 使砌体水平灰缝结合面小、呈条状, 砂浆受压面不到砌块毛面积的一半, 加之竖向灰缝高( 190mm) , 是普通烧结实心砖砌体竖缝的3倍多, 导致砌块砌体灰缝砂浆饱满度及均匀性难以保证, 砌体抗拉、抗剪强度偏低。若采用普通砖砌体砂浆砌筑, 更易出现砌体“裂、渗”的通病。为此,国家制定《混凝土小型空心砌块砌筑砂浆》JC860- 2000[1]强制性标准, 明确规定: “混凝土小型空心砌块砌体必须用专用砂浆砌筑”。所谓砌块专用砌筑砂浆系指粘结性高、流动性低、和易性好、保水性强[2]的砂浆。
外加剂在混凝土中已获得广泛应用, 其质量和品种也在不断发展, 但在砂浆中的应用却相对滞后。目前, 砂浆中掺用的外加剂主要为替代石灰膏的砂浆塑化剂。砌筑砂浆中掺入外加剂是发展方向[3]。本文将研究减水剂、塑化剂、膨胀剂等几种外加剂对混凝土小型空心砌块专用砌筑砂浆性能的影响, 讨论其在砂浆中应用的可行性。
1 原材料
水泥: 青岛地区市售32.5级普通硅酸盐水泥数种。
砂: 青岛大沽河河砂, 堆积密度1470kg/m3, 含泥量1.6%, 细度模数2.6, 为级配良好的中砂。石灰膏: 自制, 试验时稠度调整至120mm。
2 减水剂
2.1 减水剂对砂浆物理性能的影响
本研究使用的减水剂为木钙减水剂, 配合比和砂浆物理性能试验结果见表1。由表中数据可知, 在保持一定工作度、减少单位用水量的情况下, 木钙减水剂对砂浆物理性能的影响不大, 掺加减水剂后砂浆保水性略好于不掺减水剂的水泥砂浆。
2.2 减水剂对砂浆收缩性能的影响
木钙减水剂对砂浆收缩性能影响见图1。图中数据表明, 掺加减水剂砂浆的收缩值略高于不掺减水剂的砂浆。砂浆收缩值增加是由于减水剂引气作用所致, 从而使硬化浆体变弱而更容易变形引起的[4~5]。
2.3 减水剂对砂浆强度的影响
掺加减水剂砂浆强度试验结果见表2。
由表2数据可知, 减水剂能提高砂浆的抗压、抗折和粘结强度, 粘压比也略有提高, 折压比降低。掺减水
剂的砂浆强度提高的原因是: 减水剂减少了砂浆的用水量, 砂浆水灰比降低, 骨料———水泥石界面和砂浆粘结界面的微细结构改善, 砂浆的强度相应增长。
3 塑化剂
砂浆塑化剂采用湖南株洲市新科建材厂生产的ZKG型高效砂浆增强剂。ZKG型高效砂浆增强剂是一种由憎水型表面活性剂、阴离子表面活性剂及早强剂等多种外加剂复合而成的砂浆外加剂, 具有减水、增强、引气等性能。其主要塑化组分为松香类引气剂。
3.1 塑化剂对砂浆物理性能的影响
塑化剂对砂浆物理性能影响见表3。
由表中数据可知, 砂浆塑化剂能显著改善砂浆的和易性、保水性及与基材的粘附性, 在达到同等稠度的情况下可减少用水量, 但砂浆的密度显著降低。
3.2 塑化剂对砂浆收缩性能的影响
塑化剂对砂浆收缩性能影响见图2。图中数据表明, 掺加塑化剂砂浆的收缩值较不掺塑化剂砂浆的小。由于引气作用会加大干缩, 减水作用可减少干缩,掺塑化剂的砂浆收缩值略有降低的原因可能是因为塑化剂的减水作用所致。
3.3 塑化剂对砂浆强度的影响
掺加塑化剂砂浆强度试验结果见表4。掺塑化剂砂浆的抗压强度降低较多, 抗折、粘结强度也降低, 但折压比、粘压比却有提高。和同强度等级的混合砂浆相比, 掺塑化剂砂浆的粘结强度降低, 但抗折强度提高。
4 膨胀剂
4.1 配合比设计
本试验使用的膨胀剂为中国建筑科学研究院研制的UEA和铝酸钙(AEA) 膨胀剂, 膨胀剂按水泥用量的12%等量取代内掺。砂浆配合比及物理性能试验结果见表5。由表中数据可知, 膨胀剂对砂浆物理性能影响不大。
4.2 掺膨胀剂砂浆的收缩性能
为了比较不同养护条件对砂浆收缩值的影响, 安排了两组试验, 每组试件又分成干燥养护( 置于成型室中) 、标准养护( 砂浆养护室) 和湿养护( 混凝土养护室) 三种情况, 三种养护条件下掺UEA、AEA砂浆的试验结果见图3~4。
由图可见, 无论是掺加UEA还是AEA砂浆, 养护条件对砂浆收缩性能的影响程度依次为湿养、标养、干养。这是因为每克分子钙矾石形成需要32个结晶水, 在缺水状态下, 钙矾石系膨胀剂水化受到影响[6],从而砂浆的收缩值也相应受到影响。
4.3 标准养护条件下砂浆性能比较
4.3.1 收缩
标准养护条件下水泥砂浆以及掺加UEA、AEA砂浆的收缩性能见图5。由图5可知, 在标准养护条件下, 三种砂浆收缩大小的顺序依次为UEA砂浆、水泥砂浆、AEA砂浆。
标准养护下, UEA对砂浆收缩不起作用, 其28d收缩值反而高于水泥砂浆, 这是因为缺水影响了钙矾石的生成;AEA砂浆收缩性能好的原因可能因为AEA膨胀剂膨胀主要发生在早期, 早期砂浆含水量较大, 能给钙矾石的生成提供较充足的水分。
4.3.2 强度
掺加膨胀剂砂浆的强度见表6。表中数据表明, 内掺12%膨胀剂可以提高砂浆的抗压、抗折强度。这是因为掺入膨胀剂增加了砂浆的密实度, 改善了骨料———水泥石界面结构, 强度因此而提高。两种膨胀剂中
AEA对砂浆强度影响较大。
4.4 膨胀剂对混合砂浆的补偿收缩作用
由以上分析可知, 标准养护条件下, AEA膨胀剂对砂浆同样有补偿收缩的作用。混合砂浆的和易性好, 但
收缩值偏大, 因而在应用中可能会降低砌块砌体力学性能。膨胀剂对混合砂浆的收缩能否有改善作用, 对砂浆的力学性能有何影响? 为此做了以下试验。配合比和砂浆物理性能试验结果见表7。由表7中数据可见, 膨胀剂对砂浆的工作性能影响不大。
4.4.1 收缩
混合砂浆掺加膨胀剂的收缩试验结果见图6, 可见膨胀剂的加入能够显著改善砂浆的收缩性能, 且膨胀剂掺量越大, 砂浆的收缩值越低。
4.4.2 强度
掺加膨胀剂砂浆的强度对比结果见表8。由表中数据可见, 膨胀剂的加入提高了混合砂浆的抗压、粘结强度, 这主要是由于膨胀剂的掺入增加了砂浆的密实度, 改善了骨料———水泥石界面和砂浆———混凝土粘结界面结构, 减小了骨料———水泥石和砂浆粘结界面的收缩应力。
5 小结
1) 减水剂能显著提高砂浆强度, 掺加塑化剂的砂浆强度降低, 膨胀剂的加入也能使砂浆强度提高。
2) 加入AEA膨胀剂能改善砂浆的收缩以及强度等性能。低强度等级水泥砂浆水泥用量少, 和易性较差,
应限制使用AEA。
3) 砂浆外加剂可以使用减水剂; 膨胀剂应经试验证明其在标准养护条件下仍能够补偿砂浆收缩时方可使用; 使用砂浆塑化剂应综合考虑其和易性、收缩、强度等各项性能指标。
参考文献:
[1] JC860- 2000, 混凝土小型空心砌块砌筑砂浆[S].
[2] 寇勇.制约混凝土砌块推广应用的几个问题[J].墙材革新与建筑节能, 1999, ( 2) : 28～29
[3] JGJ98- 2000, 砌筑砂浆配合比设计规程[S].
[4] Jeffery J Brooks.How admixtures affect shrinkage and creep.ConcreteInternational.1999, ( 3) : 35～38.
[5] J J Brooks.Influence of mix proportions, plasticizers and superplasticiezrson creep and shrinkage of concrete.Magazine of Concrete Research.1989, 41( 148) : 145～153.
[6] 游宝坤.膨胀剂对高性能混凝土的裂缝控制作用[A]. 游宝坤.第三届全国混凝土膨胀剂学术交流论文集[C].北京: 中国建材工业出版社,2002, 45～53.
