摘要 采用特細砂作為細骨料配制水泥砌筑砂漿，探求其質量是否能 滿足工程建設要求。通過試驗研究了灰砂比、水泥用量、周水量 、砂子用量等因素對特細砂砂漿性能的影響 ，并對砌筑砂漿配合 比進行 了設計。結果表明：用特細砂配制的砂漿 7、28d抗壓強度 比用中砂配制的砂漿 的強度小?；疑?nbsp;比為 1：2．8和 1：3．2時，P．S42．5水泥配制的砂漿的抗壓強度大于P．S32．5水泥配制的砂漿。砂漿強度與灰砂比密切相關，灰砂比是衡量砂 漿強度的一個計 算變量。粉煤灰摻 量在30％以內，砂漿的抗壓強度都 比不摻粉煤灰時有所增大，摻量為10％的砂漿抗壓強度增長的速率最快 ，其抗壓強度也最大。 砂是一種重要的建筑工程材料 ，主要應用于配制建筑用混凝土 ，特細砂的細度模數一般小于=0．15，平均粒徑小于0．25mm，目前 國 內 的一些工程 實例證明了其在工程上的應用價值。砂漿是由膠凝材料 (水泥 、石灰 、黏土等 )、細 骨料 (砂 )、摻和料和水按適當的比例配制而成的，廣泛用于堤壩 、護坡 、橋涵及房屋建筑等磚石結構物的砌 筑 ，還可用于結構物表面的抹面等 ，起著黏結 、襯 墊和 傳遞 應力 的作用 。采用 特細砂配制水泥砌筑砂漿 ，應滿足《砌筑砂漿配合比設計規程》(JGJ／1、98—2010)規 定的和易性 、強度等級及黏結力 。 01 特細砂砂漿相關性能研究 1．1 砂的種類對砂漿性能的影響 在保證稠度為 7．5cm左右時 ，采用 P．S32．5普通硅酸鹽 水泥、灰砂比為 1：3．2與 1：2．8配制砂漿 ，研究砂的種類對砂漿物理 、力學性能的影響 ，試驗結 果見表1。 由表1可以看出，當稠度控制在規定范圍內、灰砂比相同時，特細砂需水量較大 ，原因是特細砂的顆粒較細，總表面積較大 ，則砂漿中需要包裹砂粒表面的水泥漿較多 ，需水量就大，而濕容重較小，質量較輕 。特細砂表面光滑 ，容易 流動 ，中砂顆粒較大 ，體積收縮較小 ，特細砂的分層度較大。用特 細砂配制的砂漿 7、28d抗壓強度比用中砂配制的砂漿的強度小 。原因是天然特細砂顆粒細 ，表面相對光滑，所配制的砂漿流動性較好，但砂漿強度低 ；而中砂表面粗糙 ，所拌砂漿流動性差 ，表面棱角較多，活性較高 ，與水泥在界面上黏結強度高，從而砂漿強度高。 中砂砂漿強度由7d到28d增長的速度要比特細砂砂漿快，原因是特細砂粒徑較細，級配單一，骨架支撐作用較弱，拌和物受力較差；在相同的養護齡期內，特細砂砂漿和中砂砂漿強度均有較 大幅度 的增長 。 1．2 水泥種類對砂漿性能的影響 水泥等級對砂漿性能會產生較大的影響。在保證稠度為7．5cm左右，相同試驗條件下，研究不同種類的水泥對特細砂砂漿物理 、力學性能的影響 ，試驗結果見表 2。 由表2可以看出，由 P．S32．5水泥配制的砂漿需水量較大，質量較重，水泥種類對分層度影響不大。P．S42．5水泥配制的砂漿 7、28d抗壓強度大于 P．S32．5水泥配制的砂漿，這表明，水泥等級越高 ，其在早期水化消耗的水量相應越多，早期水化產物增多 ，促使早期強度提高。同時，從兩種水泥配制砂漿時的成型效果上來看 ，P．S42．5水泥配制的砂漿收縮率較大。高強度的水泥提高了水泥的細度 ，水泥越細 ，比表面積越大，水泥砂漿的收縮率越大。在灰砂比相同時 ，用 P．S42．5水泥配制的砂漿強度較高，其7d到28d抗壓強度增長較快。 1．3 灰砂比對砂漿物理性能及強度的影響 灰砂比對特細砂砂漿的力學性能會產生較大的影響 。配制的特細砂砂漿 ，首先要保證其達到強度要求與施工性能 。水泥漿體的需求量取決于砂子間的孔隙率和砂子總表面積的大小 ，降低砂子孔隙率和總表面積可以減少水泥漿量。若灰砂比過小 ，水泥漿體數量不足 ，則砂漿拌和物的性能難以保證 ；若灰砂比過大 ，將導致砂漿收縮大，易開裂 。因此 ，灰砂比是關系到砂漿技術經濟的一個很重要的指標 ?；疑氨葘μ丶毶吧皾{物理 、力學性能的影響見表3。 由表3可知 ：隨著灰砂比的增大，水灰比明顯減小，濕容重呈現增大的趨勢 ，抗 壓強 度增 大。原因是隨著灰砂比的增大 ，單位體積砂漿中水泥漿體量增加 ，包 裹細骨料的量增加，從而砂漿的抗壓強度增大。隨著灰砂比的逐漸增大 ，為了保 持砂漿稠度不變 ，砂漿的用水量逐漸減少 ，而用水量減少也同時使砂漿的分層度逐漸減小 ，當灰砂比為1：3．69時 ，砂漿的分層度為3Gm，此時已經出現較為嚴重的泌水離析現象 ，砂漿的和易性不佳 ，因此在實際施工中應考慮灰比過小帶來的不良影響 。在稠度基本不變的情況下，砂漿的濕容重隨著灰砂比的增大逐漸提高 。隨著灰砂比的增大 ，砂漿的抗壓強度逐漸提高 。在砂漿稠度基本不變的前提下 ，在配制過程中可以看到隨著灰砂比的增大 ，砂漿28d干縮是逐漸減小的雖然水泥用量增大 ，砂漿的干縮理應逐漸增大 ，但用水量減小，砂漿的干縮逐漸減小 ，在兩者綜合影響下 ，最終仍然是用水量的影響占主導地位 。 1．4 粉煤灰摻量對砂漿性能的影響 砂漿中用粉煤灰等量取代水泥 ，粉煤灰活性較低，砂漿早期及28d齡期強度降低 ，隨著齡期的延長，摻粉煤灰的砂漿強度可逐步趕上不摻粉煤灰 的砂漿強度 。砂 漿內水泥用量減少，則減少了砂漿發熱量，可以改善和易性，提高抗滲性 ，故砂漿中用粉煤灰等量取代水泥的方法常用于大體積砂漿 。砂漿中摻入粉煤灰時 ，常與減水劑 、引氣劑或阻銹劑同時摻用 ，稱為雙摻技術 。減水劑可以克服某些粉煤灰增大砂漿需水量的缺 點 ；引氣劑可以解決粉煤 灰砂 漿抗 凍性 能較 差的 問題 ；阻銹劑可以改善粉煤灰砂漿抗碳化性能 ，防止鋼筋銹蝕 。對粉煤灰等量取代 水泥(最大取代 率 30％ )的砂漿進行了配制與對比試驗，測定了粉煤灰對水泥砂漿的影響規律 ，作出了相應的影響曲線，并確定了其在砂漿中的合理摻量 。粉煤灰摻量對砂漿物理性能及強度的影響見表4。 由表4可知 ：在砂漿稠度值控制在 7．5em 時 ，隨粉煤灰摻量的增加 ，水灰比下降 。在砂漿中摻入粉煤灰后 ，砂漿的分層度隨著粉煤灰摻量的增加逐漸增大 ，但是變化不大。在砂漿中摻入粉煤灰 ，砂漿的濕容重總體上減 小 ，但是減小的幅度 不大 。當灰砂比控制在 1：2．8、粉煤灰摻量為 10％ 以下時 ，砂漿的28d抗壓強度隨著粉煤灰摻量的增加而增大；在摻量為10％時出現了最大值 ，然后減??；在摻量為15％時，強度值又跌人谷底 ；摻量在20％時，強度值出現了峰值，然后減??；在摻量為 30％時和沒有摻粉煤灰的砂漿強度相同?？傮w來說摻量在30％以內，抗壓強度都有所增大。在砂漿配制過程中，可以觀察到，隨著粉煤灰摻量的增加 ，砂漿的收縮總體上來看是逐漸減小的，砂漿早期收縮較大 、強度低 ，后期 收縮速率變慢 ，凝結時間延長。摻有粉煤灰的砂漿比不摻粉煤灰的砂漿抗壓強度增長的速率快，摻量為10％的砂漿抗壓強度增長的速率最快，其抗壓強度也最大 ，因此等量摻粉煤灰時，摻量在10％左右是合理經濟的 。 02 特細砂砌筑砂漿配合比試驗結果分析 砂漿按用途可分為砌筑砂漿 、抹面砂漿 、防水砂漿等 ，這里對采用特細砂配制的砌筑砂漿的配合比進行設計 。砌筑砂漿強度的高低 、性能的優劣 ，是影 響砂漿質量的重要因素。因此，如何正確計算砂漿的強度和設計其配合比，成為建筑工程界研究的一個課題 。濕容重及7、28d抗壓強度描述統計量見表 5，表5是通過SPSS軟件對表3的試驗數據進行分析計算所得 。 由表3的試驗結果和表5的計算分析可以看出，稠度控制在7．5cm、灰砂比為 1：1、水灰比為0．45時 ，7d抗壓強度為16．00MPa，28d抗壓強度為 26．00MPa，出現了極大值 ，滿足工程對砂漿質量與和易性的要求 。7d強度 、28d強度 、灰砂比、水灰比和濕容重各因素兩兩之間的相關性見表6。表 6由兩部分組成 ，上部分表示影響7、28d抗壓強度的各個因素之間簡單的相關關系，但相關系數不一定準確。可以看到 ，濕容重與7、28d抗壓強度的顯著性都大于0．05，沒有必然的相關性，因此應該進行以濕容重為控制變量 的偏相關分析 。由表6下部分可以看到 ，水灰比與28、7d抗壓強度之間的相關概率都大于0．05，也沒有必然的相關關系 。而灰砂比與抗壓強度的相關概率都為0，小于0．01，為極顯著，有必然的相關關系 。 為探討水灰比、濕容重 、灰砂比與28d抗壓強度是否存在線性相關 ，進行方差分析 (差異性顯著的檢驗值P一般與0．05或0．01比較，若小于0．05或者 0．01則表示差異顯 著 )。通過逐步最優方程檢驗 ，引入預測變量灰砂比時 ，相關性概率 P=0，結果顯示28d抗壓強度依灰砂比的逐步線性 回歸方程達到顯著水平，兩者之問存在著真實的直線回歸關系。而水灰比與28d抗壓強度 的相關概率為0．985，相關性為不相關 ；濕容重與28d抗壓強度的相關概率為0．140，相關性為不相關。因此 ，水灰 比與濕容重兩個 因素被排除 ?；疑氨葘?7、28d抗壓強度影響的散點線性擬合見圖 1?；疑?比 SPSS回歸分 析見表7。表 7給出了所擬合的模型的檢驗報告 ，包括擬合優 度 、模型的檢驗結果和各個系數值 ，從檢驗結果看 ，模型均有統計學意義 。在回歸曲線中 ，模型的簡潔性和擬合優度的高低同樣重要 ，擬合優度太高的模型往往對新樣本的擬合度較差，筆者認為在這種情況下選擇參數較少的模型為宜 ，因此最終選擇一次線性模型。 根據試驗統計及相關分析顯示 ，灰砂比與砂漿強度密切相關 ，是衡量砂漿強度的一個計算變量 。通過回歸分析 ，確定出這種特細砂7、28d強度方程，可 以此來預測不同齡期的砂漿強度。同時統計分析結果表明 ，使用特細砂配制 的建筑砌筑砂漿強度完全符合一般工程的需求，對其加以大規模利用是可行的。由于不同產地 、不同種類 、不同細度模數的砂 子 ，水泥種類不同 ，配制砂漿強度不同 ，因此此公式的一次項系數及常數項具有誤差 ，有待進一步試驗分析 。 03 結語 當稠度控制在規定范圍內 、灰砂比相同時 ，特細砂需水量較大 ，用特細砂配制的砂漿7、28d抗壓強度比用中砂配制的砂漿的強度小。特細砂表面光滑，容易流動，中砂顆粒較大，體積收縮較小 ，特細砂的分層度較大 。 |
