可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究

发布日期:2015-03-01 13:33:29

可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究和粘结砂浆

可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究,对掺加可再分散肢粉和粉煤灰、矿粉的粘结砂浆力学性能和施工性能进行了试验研究。结果表明,可再 分散肢粉、粉煤灰、矿粉单掺或者复掺比例适当情况下可以极大改善粘结砂浆的各项性能,其中可再分散肢粉最佳 掺量为2.4%,保持可再分散肢粉最佳掺量情况下,粉煤灰和矿粉单掺的最佳掺量分别为25%和10%。粉煤灰和矿粉 复掺时,两者质量比例为3:1、掺量为30%时,粘结砂浆可得到较优的施工性能和粘结性能。

粘结砂浆是膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系 统的粘结材料,可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究,目前主要采用普通水泥砂浆制备。 普通水泥砂浆具有抗压强度较高,抗拉强度、抗折 强度和粘结强度均较低,柔韧性较差、易发生开裂 等特点,这些极易引起板材的拱起、开裂以及空鼓 脱落等现象,试验研究和工程实际应用证明,掺入 聚合物和合理掺加无机矿物可以使粘结砂浆的粘 结性、柔韧性和耐候性等性能得到极大改善[1-3]。目 前,国内的一些文献主要是针对有机添加剂进行研 究,对矿物掺合料对砂浆性能的影响报道甚少。本 文选取目前市场上最常用的聚合物品种以及粉煤 灰、磨细矿粉,研究单掺和复掺对粘结砂浆性能的 影响。
1试验 1.1原材料
水泥采用P*〇42.5级水泥;矿粉为河南省某钢 铁有限公司生产;粉煤灰采用开封电厂生产的I级 粉煤灰,胶凝材料的化学成分见表1;砂采用河砂, 中砂,细度模数为2.5;聚苯板为国产的模塑阻燃型 绝热聚苯板;外加剂为台湾大连化学da-1410可再 分散乳胶粉,固含量(99±1)%;增稠剂采用瓦克纤维 素醚40US。
1.2试验方法
试验测试的过程和养护方法根据JGJ/T70- 2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》、JG149- 2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的要求 进行[4],固定水胶比为0.55,确定可分散胶粉最佳掺 量,粉煤灰和矿粉单掺的最佳掺量,以粉煤灰和矿 粉的单掺最佳掺量为基础掺量,研究粉煤灰和矿粉 复掺的最佳掺量。选取流动度、保水率、与EPS保温 板14d的标养原强度和14d标养+7d水养耐水强 度、28d抗折和抗压强度作为主要考核指标。砂浆配 合比见表2。 
表1胶凝材料的化学成分%
CaOSiO2A^O3MgOSO3Fe2O3烧失量
水泥55.3024.304.804.202.403.80-
矿粉37.9631.929.708.42-3.28-
粉煤灰3.7052.7025.801.205.009.702.25
表2砂浆配合比kg/m3
编号水胶比水泥水砂胶粉掺量/%纤维素醚矿粉/%粉煤灰/%
10.553802095400000
20.553802095402.0200
30.553802095402.4200
40.553802095402.6200
50.553802095402.8200
60.553802095403.0200
70.553802095403.2200
80.553802095403.5200
90.553422095402.42010
100.553042095402.42020
110.552852095402.42025
120.552662095402.42030
130.552472095402.42035
140.553612095402.4250
150.553422095402.42100
160.553232095402.42150
170.553042095402.42200
180.552852095402.42250
190.552662095402.42300
200.552472095402.421030
210.52471865402.42030
220.52471865402.421030
注:胶粉百分比为为占粘结砂浆干粉料的质量百分数;矿粉、粉煤灰百分比为其替代水泥百分数。
 
2试验结果与讨论
2.1胶粉掺量对砂浆性能的影响
图1为胶粉掺量对砂浆性能的影响。由图1可
知,随着胶粉掺量的增大,砂浆的保水性能得到极 大改善,掺量2.4%~3%(占粘结砂浆干粉料的质量 百分数)时,保水率可达97%以上,而流动性不但没 
图1胶粉掺量对砂浆性能的影响
 
0 5 0 5 7 6 6 5 1111
—i雲
有降低,反而有一定程度的增加,取得了较好的施 工性能。砂浆的各项力学性能也得到显著改善,28d 抗折强度和抗压强度以及折压比都有较大幅度提 高。当胶粉掺量为2.4%时,与基准组相比,粘结强度 增加77%;当掺量达到3.5%以上时,由于粘度太大, 拌合物几乎没有流动,会造成施工困难。通过综合 对比发现,胶粉掺量在2.4%左右时可得到较好的性 价比。分析原因主要是本试验所选用的胶粉属于大 分子高聚物,具有比较大的粘度,同时其表面有活 性基团又具有活性减水作用[5],可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究,粘结砂浆的各组分 与胶粉具有较好的适应性,砂浆的内部结构得到了 显著改善,砂浆的柔韧性提高。
2.2粉煤灰掺量对砂浆性能的影响
胶凝材料中用适量粉煤灰替代水泥,既可以节 省成本又可以减少水泥水化热,同时可以增加砂浆 的流动性能和保水性能。本试验在保证胶凝材料总 量不变的前提下,用粉煤灰代替等量水泥,研究粉 煤灰对粘结砂浆力学性能和施工性能的影响。由图 2可知,随着粉煤灰含量逐渐增加,粘结砂浆的强度 1.80¬1.75-.
先增加后减小,分界点在25%左右。究其原因,当粉 煤灰适量时,由于其本身的活性效应,能够促进砂 浆强度的增长,同时粉煤灰微粒的微集料效应使得 对砂浆空隙的填充和细化更为有利,新拌砂浆的施 工性能得到更大改善[6]。当其掺量超过25%时,砂浆 自身的水泥成分减少较大,造成最终水泥水化产物 量较少,同时粉煤灰水化程度并不充分,造成砂浆 的粘结强度降低。因此,在既得到较好施工性能又 能保证粘结砂浆强度有较大改善的情况下,控制粉 煤灰取代水泥用量应在25%左右比较合适。
2.3 矿粉掺量对砂浆性能的影响
试验采用矿粉等量部分取代水泥,考察矿粉掺 量对砂浆性能的影响,结果如图3所示。由图3可 知,砂浆的折压比和粘结强度随着矿粉掺量的增加 表现出先增大后减小的趋势。当矿粉掺量在10% 时,砂浆粘结强度和基准组相比可以提高5%左右, 此时砂浆的施工性能也可得到较大改善,可将矿粉 掺量10%定为其合理掺量。这主要是由于矿粉后期 水化导致水化产物增加,使得砂浆粘结力增加,但 
 
图2粉煤灰掺量
由于矿粉的水化比纯水泥要慢(需要水泥水化产生 的Ca(OH)2来激发),随着矿粉掺量增加到一定程 度后,将导致砂浆中水泥水化程度降低而造成粘结 砂浆的力学性能下降,故矿粉在一定掺量时对改善
砂浆性能的影响
砂浆力学性能有显著效果,但掺量太高会影响水泥 水化,反而不利于强度增长。
2.4粉煤灰、矿粉复掺对砂浆性能的影响
保持胶凝材料总量不变的前提下取粉煤灰为
-31 - 
2
9
图3矿粉掺量对砂浆性 表3复掺与单掺、基准组试
能的影响 C验结果对照
 
原粘结强度/MPa耐水粘结强度/MPa
与水泥基材与EPS与水泥基材与EPS
编号稠度/% 分层度/%泌水率/%
28d抗压 28d抗折 强度/MPa强度/MPa
折压比
162101824.05.80.2220.580.100.420.07
3630026.35.80.2231.160.240.610.12
11630029.87.70.261.740.310.910.15
12640027.57.10.2621.650.290.840.13
13650024.66.40.2631.570.250.800.11
15630026.96.70.251.650.240.680.12
20670032.88.70.2711.900.361.050.19
21620024.35.90.2451.530.210.690.11
22640028.17.160.2551.650.240.760.12
 
基准组水泥质量的30%,复掺配合比为表2中的 20#和22#,有关试验结果见表3。
由前述试验以及表3可以看到,当水胶比为 0.55时,随着单掺粉煤灰掺量的增加,粉煤灰从 25%增至35%时,粘结强度下降5%,而矿粉的加入 明显改变了这种趋势,在掺入30%粉煤灰的同时复 掺使用10%矿粉后,与水泥基材原粘结强度比单掺 粉煤灰增长15%,与EPS板的原粘结强度增长了 24%;当水灰比为0.5时,在掺人30%粉煤灰的同时 复掺使用5%矿粉后,与水泥基材原粘结强度比单 掺粉煤灰增长了 8%,与EPS板的原粘结强度增长 了 16%。可将第20#配合比作为优化配合比,此时 -32 - 比1# (基准组)28d抗折强度较普通砂浆提高了 50%,折压比提高了 22%;原粘结强度与水泥基材、 EPS分别提高了 3.2倍和3.6倍,且维持有较好的施 工性能。粉煤灰与矿粉的复掺比单掺一种矿物掺合 料时更好,这说明两种矿物掺合料存在着某种程度 上的互补,首先是这是它们在颗粒性质上的互补, 细度较高的磨细矿粉与粉煤灰的球形颗粒相结合 更能发挥分散“润滑”减水作用,同时矿渣的水化产 物有可能使粉煤灰与水泥基体间的界面更加密实, 可再分散胶粉及矿物掺合料复掺对粘结砂浆性能影响的试验研究,粉煤灰微集料效应被更充分发挥;其次,由于矿粉 的火山灰效应使粉煤灰前期反应速度慢的弱点得 到弥补,基于以上原因,矿粉与粉煤灰复掺使粘结 
砂浆的物理与力学性能得到较大改善,并且取得叠 加协同的效果。
3结语
本试验所选的可再分散乳胶粉在2.4%的较低 掺量下使砂浆拉伸粘结强度提高一倍,粉煤灰和矿 粉应用到粘结砂浆中,可以增大粘结流动性,改善 泌水离析,增加硬化后砂浆的粘结强度,提高其耐 久性能。粉煤灰、矿粉单掺最佳掺量分别为取代 25%、10%的水泥量。粉煤灰与矿粉复掺,分别取代 30%和10%水泥时达到比较好的效果,粘结砂浆的 成本降低,砂浆的和易性、抗折强度、粘结强度等性 能得到较大幅度提高。
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