林建輝 王凱翀

（廣東省建筑材料研究院有限公司）

0 引言

隨著我國(guó)新型城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，天然砂用量消耗巨大，過(guò)度的開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的影響，目前天然砂已無(wú)法滿足市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求，而機(jī)制砂可利用各種廢棄資源，經(jīng)機(jī)器適當(dāng)清洗、篩分生產(chǎn)出具有完整級(jí)配的骨料，這提高了自然資源利用率的同時(shí)又解決了環(huán)境污染的問(wèn)題，完全符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展觀的要求。但是機(jī)制砂經(jīng)過(guò)機(jī)器的破碎很可能對(duì)骨料產(chǎn)生一定細(xì)微的裂紋且其表面有較高的孔隙率而導(dǎo)致自然狀態(tài)下具有一定的含水量，本試驗(yàn)?zāi)M機(jī)制砂在不同含水量狀態(tài)下砂漿的性能差異。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)材料包括42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥、機(jī)制砂、粉煤灰、聚羧酸高效減水劑和水，經(jīng)測(cè)量水泥密度為3150kg/m3、化學(xué)組分如表1 所示，機(jī)制砂密度為2650kg/m3、細(xì)度模數(shù)為2.8、含粉量為1.0%，粉煤灰密度為2775kg/m3。

表1 水泥化學(xué)組分

1.2 配合比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)7 組不同機(jī)制砂含水率的濕拌砂漿，其中M1 至M6 組濕拌砂漿中機(jī)制砂含水率從0 開(kāi)始以2.5%的級(jí)差遞增至12.5%，M7 組機(jī)制砂含水率為最高含水率，其值為13.1%，此時(shí)在制備濕拌砂漿過(guò)程中無(wú)需再添加水，各組的具體配合比如表2 所示。

表2 濕拌砂漿試驗(yàn)配比

1.3 機(jī)制砂配制

首先將機(jī)制砂置于干燥箱中，在105℃條件下干燥至恒重狀態(tài)，然后待冷卻至室溫后將機(jī)制砂大致分成7份，并測(cè)量每一份的質(zhì)量，接著根據(jù)目標(biāo)含水率稱取相對(duì)應(yīng)的水的質(zhì)量，將水加入到機(jī)制砂中，攪拌均勻后馬上裝到密封袋中靜置24h。

1.4 試驗(yàn)方法

根據(jù)表2 中各組砂漿的配合比稱取原材料，然后倒入砂漿攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，按照J(rèn)GJ/T 70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》測(cè)試砂漿稠度、保水率、表觀密度和抗壓強(qiáng)度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 砂漿稠度測(cè)試結(jié)果

砂漿的稠度可用于表示砂漿的流動(dòng)性，通常是指濕拌砂漿漿體在自身重力或在外力的作用下能否容易發(fā)生流動(dòng)行為的性能，其結(jié)果一般采用沉入量或稠度值的大小來(lái)表示，主要做法是在測(cè)量過(guò)程中觀察砂漿稠度測(cè)定儀中圓錐體沉入濕拌砂漿漿體深度的毫米數(shù)。一般情況下圓錐體沉入量越大，稠度值則越大，表示砂漿的流動(dòng)性越好。

本試驗(yàn)中各組的測(cè)試結(jié)果如圖1 所示，圖中結(jié)果顯示M1 組的稠度最大，這是因?yàn)镸1 組中機(jī)制砂含水率為0，即機(jī)制砂處于絕干狀態(tài)，同時(shí)在本組中添加的附加水質(zhì)量也最多，因此砂漿的稠度值最高。而其余各組中，隨著機(jī)制砂含水率的增加，添加的附加水質(zhì)量也相應(yīng)的減少，砂漿的稠度也出現(xiàn)不同程度的下降，這是因?yàn)樵谥苽洳煌实臋C(jī)制砂時(shí)，機(jī)制砂與不同的水量攪拌并密封了24h，這使得機(jī)制砂得到充分的浸濕，而在進(jìn)行稠度試驗(yàn)時(shí)這部分水無(wú)法完全釋放出來(lái)，同時(shí)由于添加的附加水質(zhì)量下降，導(dǎo)致M2 至M6 各組的稠度測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)不同程度的下降。

2.2 砂漿保水性測(cè)試結(jié)果

砂漿保水性是指砂漿保持水分的能力，保水性不良的砂漿在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)泌水、流漿等情況，砂漿失水會(huì)導(dǎo)致其施工性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成砂漿中膠凝材料無(wú)法完全水化，降低了砂漿硬化體與基層之間界面過(guò)渡區(qū)的粘結(jié)能力，造成砂漿與基層的粘結(jié)強(qiáng)度等性能劣化，容易引發(fā)砂漿的開(kāi)裂、脫落等現(xiàn)象。

本試驗(yàn)中各組的保水率測(cè)試結(jié)果如圖2 所示，圖中結(jié)果清楚地顯示了各組砂漿的保水率測(cè)試結(jié)果相差不大，最大值為93.8%而最小值也達(dá)到了90.1%，表明不同機(jī)制砂含水率對(duì)于砂漿的保水率并未有明顯的影響。其中的原因是因?yàn)楦鹘M機(jī)制砂的含水率和附加水的質(zhì)量雖然都不同，但是各組的實(shí)際水膠比均保持不變，即各組的實(shí)際用水量是一樣的，因此使得各組砂漿保水性的測(cè)試結(jié)果相差不大。

2.3 砂漿密度測(cè)試結(jié)果

濕拌砂漿拌合物的表觀密度表示每立方米砂漿拌合物中各組成材料的實(shí)際質(zhì)量，試驗(yàn)測(cè)量時(shí)將攪拌完成的濕拌砂漿裝入容積為1L 的容量筒中，然后再測(cè)量其質(zhì)量即可推算出砂漿的密度。

本試驗(yàn)中各組砂漿的表觀密度測(cè)試結(jié)果如圖3 所示，圖中結(jié)果清晰地顯示最大表觀密度測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)在M7 組，其值為1860㎏/m3，而最小表觀密度測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)在M1 組，其值為1800㎏/m3，兩者相差60㎏/m3，結(jié)果表明不同機(jī)制砂含水率對(duì)于濕拌砂漿拌合物的表觀密度影響不是很顯著。另一方面，圖中結(jié)果也顯現(xiàn)出砂漿表觀密度隨著機(jī)制砂含水率的增加而逐漸增加，但增幅較小，這可能是因?yàn)闄C(jī)制砂顆粒形貌不規(guī)則、棱角較多、含泥量較高，當(dāng)含水率較高且經(jīng)過(guò)24h 的密封處理，水分與機(jī)制砂中的粉體接觸更充分，水分與粉體形成的漿體粘附在機(jī)制砂表面的效果更加，減少了機(jī)制砂顆粒的不規(guī)則性，降低了顆粒之間的空隙，進(jìn)而提高了漿體的表觀密度。

2.4 砂漿28d 抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

砂漿試件的28d 抗壓強(qiáng)度是反應(yīng)試件力學(xué)性能的重要指標(biāo)之一。測(cè)試時(shí)將濕拌砂漿拌合物裝入邊長(zhǎng)為70.7mm 的立方體模具中，待24h 后拆模，然后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期再利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試便可得到試驗(yàn)結(jié)果。

本試驗(yàn)中各組砂漿的28d 抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果如圖4 所示，圖中結(jié)果顯示砂漿試件28d 抗壓強(qiáng)度的最小值出現(xiàn)在M1 組，其值為20MPa，而最大值則出現(xiàn)在M5 組，其值為25.8MPa。另一方面，觀察圖中結(jié)果也可發(fā)現(xiàn)隨著機(jī)制砂含水率的增大，試件的28d 抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)增大的變化趨勢(shì)，這與砂漿密度測(cè)試結(jié)果隨含水率的變化情況相類(lèi)似，同樣也可能是因?yàn)闄C(jī)制砂通過(guò)經(jīng)過(guò)24h 的密封處理，含水率較大的組中水分與粉體形成的漿體與機(jī)制砂顆粒結(jié)合的效果更好，減少了顆粒之間的空隙，提高了試件的28d 抗壓強(qiáng)度。

3 結(jié)論

通過(guò)將機(jī)制砂設(shè)計(jì)成不同的含水率并進(jìn)行24h 密封的預(yù)處理，然后按配合比進(jìn)行制備濕拌砂漿，并測(cè)試濕拌砂漿的稠度、保水率、密度以及砂漿試件的28d 抗壓強(qiáng)度，主要得到以下結(jié)論：

⑴當(dāng)機(jī)制砂為絕干狀態(tài)即含水率為0 時(shí)，砂漿的稠度最大，隨著含水率的增大，砂漿的稠度呈現(xiàn)不同程度的減小。

⑵隨著機(jī)制砂含水率的變化，砂漿的保水率并未有顯著的變化趨勢(shì)。

⑶當(dāng)機(jī)制砂含水率從0 逐漸增大時(shí)，砂漿的密度和28d 抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢(shì)。

⑷機(jī)制砂含水率在一定程度上能夠提高或降低砂漿的性能，但對(duì)結(jié)果的影響并非很顯著，因此在實(shí)際使用時(shí)只需先測(cè)試機(jī)制砂的含水率再進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)工作即可。