對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響的因素探討

摘要建筑砂漿在建筑工程中，是一項(xiàng)應(yīng)用量大使用面積廣的建筑材料。國外砂漿已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能、多品種、系列化的現(xiàn)代化生產(chǎn)。自流平砂漿是20世紀(jì)80年代初國際上出現(xiàn)的新材料。自流平砂漿主要用于地面面層施工，硬化后形成平整耐磨的外表。并且可泵送施工，節(jié)省勞動(dòng)力和施工費(fèi)用、提高施工效率和質(zhì)量。相對(duì)于傳統(tǒng)地面施工中人工抹面是一次革新。然而，良好的流動(dòng)性是自流平砂漿的根本要求。本課題就從外加劑〔如減水劑、增稠劑等〕的種類及摻量、砂漿的配比、砂的粒徑等方面研究，測試砂漿的稠度、擴(kuò)展度、抗壓及抗折強(qiáng)度、粘結(jié)力等性能指標(biāo)，分析得出影響砂漿流動(dòng)性的規(guī)律。關(guān)鍵詞：砂漿流動(dòng)性外加劑強(qiáng)度一．根本概念水泥：指加水拌和成塑性漿體后，能交接砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料，它是各種類型水泥的通稱，換言之，水泥是一種水硬性膠凝材料。砂：指在自然或人工條件作用下形成的粒徑5mm以下的巖石顆粒，按其成因可分為天然砂和人工砂兩種?；炷镣饧觿夯炷痢⑸皾{或水泥凈漿等在拌和時(shí)，拌和前或額外拌和工序中摻入的，其摻量小于或等于水泥質(zhì)量的5%，能保持混凝土、砂漿或水泥凈漿的正常工作性能，并可以按照使用要求對(duì)混凝土、砂漿或水泥凈漿改性的產(chǎn)品，稱作混凝土、砂漿或水泥凈漿外加劑，簡稱混凝土外加劑。建筑砂漿：是由膠凝材料〔水泥、石膏、石灰等〕、細(xì)骨料、水及外加劑拌和而成的，用于砌筑〔將分散的塊狀材料凝固，粘結(jié)為整體，并使荷載均勻的傳遞〕，抹面〔主要用作裝飾或飾面底層〕，防水〔主要用于防水層的砌筑，抹面防水材料〕的建筑材料。自流平性：砂漿經(jīng)拌制成漿體澆注在基底上，在自重和自膨脹應(yīng)力作用下能自動(dòng)流淌，經(jīng)人工輕微推壓，形成水平面，本身具有自密實(shí)、均勻、穩(wěn)定的特性。流動(dòng)性：指砂漿拌和物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的性質(zhì)。二．使用范圍的界定砂漿作為一個(gè)大家族，其成員性質(zhì)、品種、用途各不相同，比方說，按其膠凝材料分類，砂漿可以分為水泥砂漿，石灰砂漿和混合砂漿等，按用途分類，可以分為砌筑砂漿，抹灰〔面〕砂漿、防水砂漿、勾縫砂漿的特種砂漿等，而按堆積密度進(jìn)行分類，有重質(zhì)砂漿和輕質(zhì)砂漿等等。其中自流平砂漿屬于特種砂漿。由于本課題討論的流動(dòng)性與自流平砂漿有密切聯(lián)系，在此就對(duì)其用途及使用范圍簡要介紹一下。自流平砂漿主要是針對(duì)現(xiàn)行普通砂漿地面工程施工中的一些質(zhì)量問題而產(chǎn)生的，起使用范圍很明確，而具有水平面特征的樓地面，不包括傾斜的平面、斜坡。它可以有效地取代傳統(tǒng)地面的做法，也可以用于修復(fù)傳統(tǒng)地面施工中易出現(xiàn)的問題，修補(bǔ)已磨損、起砂的舊地面，可使地面平整、光潔、密實(shí)、強(qiáng)度高、無開裂。1.2本課題研究的背景與意義背景傳統(tǒng)的地面材料——水泥砂漿，在房屋建設(shè)中曾經(jīng)發(fā)揮出了巨大的功能，滿足了以前人們的生活需求和對(duì)房屋使用性能上的要求，在施工技術(shù)上和施工工藝上也符合當(dāng)時(shí)的時(shí)代特征，為大批閑散勞動(dòng)力提供了就業(yè)時(shí)機(jī)，水泥砂漿地面的施工作為一個(gè)勞動(dòng)密集型工作，由于其科技含量不高，故在其工作過程中，必然存在許多缺點(diǎn)和難以防止的問題，這是由科技水平和施工工藝造成的。隨著改革開放，科技的進(jìn)步，以及人們對(duì)日益增長的物質(zhì)文化生活的需要，人們對(duì)房屋的使用標(biāo)準(zhǔn)及舒適程度都有了大步的提高和要求。作為傳統(tǒng)的水泥砂漿的地面已很難滿足。雖然后期人們可以對(duì)房屋地面進(jìn)行裝修使用，但由于它本身存在平整度的質(zhì)量缺陷，很難為后繼工程創(chuàng)造一個(gè)良好的前提條件，作為施工單位來講，由于要降低施工費(fèi)用、縮短工程周期、取得更好的施工質(zhì)量，水泥砂漿地面的施工也無法滿足其要求，作為自流平材料就是針對(duì)這一問題而進(jìn)行的改革和開展。所以，為開發(fā)自流平砂漿，對(duì)砂漿流動(dòng)性的研究是很有必要的。意義1.提高工程質(zhì)量，縮短工程周期。作為傳統(tǒng)的水泥砂漿地面的施工，常常存在以下缺點(diǎn)：(1)勞動(dòng)強(qiáng)度大、消耗大量的人力、物力。(2)生產(chǎn)工期長、拖延工期、造成經(jīng)濟(jì)上的損失。(3)對(duì)干樓地面的平整度難以保證，為后繼工程的建設(shè)帶來困難。(4)起砂、起皮、空鼓、開裂，需進(jìn)行后期維護(hù)。由于以上原因，就要求我們必須對(duì)地面工程的建筑材料及施工工藝進(jìn)行改革。自流平材料的最大的特征就是自流平性，在將其拌勻成漿體后澆注在樓地面上，能在自重和自膨脹應(yīng)力的作用下自由流動(dòng)形成一水平面，不僅以克服普通水泥砂漿樓地面的平整度難以控制的質(zhì)量通病，而且具有以下優(yōu)點(diǎn):〔1〕品質(zhì)穩(wěn)定。〔2〕施工效率高。〔3〕施工管理便利?！?〕在樓地面的均勻性、密實(shí)性、強(qiáng)度、平整度，裂縫方面都能得到充分的保障。2.促進(jìn)建筑技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)建筑業(yè)現(xiàn)代化。建筑現(xiàn)代化和房屋建筑現(xiàn)代化有賴于建筑技術(shù)的進(jìn)步，而建筑技術(shù)的進(jìn)步與建筑材料有著密切關(guān)系，如房屋結(jié)構(gòu)、建筑功能、施工工藝的進(jìn)步很大程度上取決于建筑材料。因此積極開展具有較好性能的建筑材料是促進(jìn)建筑技術(shù)進(jìn)步的重要條件之一，也是推動(dòng)建筑業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。本課題的研究方法及理論依據(jù)一．研究方法由于對(duì)砂漿流動(dòng)性研究的起步較晚，而且研究也較少，公開發(fā)表的文章幾乎沒有，故作為我們進(jìn)行一種新的研究課題來說，無法找到一種可以參考的理論樣本，只有從其中選擇恰當(dāng)?shù)呐浔葘?duì)流動(dòng)性的幾個(gè)參數(shù)和指標(biāo)來進(jìn)行分析，找出與此特性有關(guān)的因素，從其影響因素進(jìn)行研究。作為砂漿流動(dòng)性的影響因素有：膠結(jié)材的種類和用量、用水量、細(xì)骨料的粗細(xì)程度、粒形及級(jí)配、攪拌時(shí)間、外加劑摻量及種類等。為此我們采用了實(shí)驗(yàn)的方法，找出各種影響砂漿流動(dòng)性的因素的規(guī)律，并提出改善砂漿流動(dòng)性的方法：首先，從影響因素中選擇具有代表性的因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其次，根據(jù)選定的實(shí)驗(yàn)影響因素確定所用材料，即選材。第三，材料本身的性質(zhì)及對(duì)其預(yù)定所起的作用確定用量的大致范圍。第四，根據(jù)制定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)試驗(yàn)效果，增加或減少輔助材料的種類重新進(jìn)行試驗(yàn)。最后，在根本實(shí)驗(yàn)完后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出影響流動(dòng)性因素的規(guī)律。二．理論依據(jù)作為一種新的研究課題，其實(shí)質(zhì)是通過對(duì)普通水泥砂漿流動(dòng)性的改良和提高而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)普通水泥砂漿不同配合比，外加劑的添加以及輔助材料的幫助來到達(dá)一些特有的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的測試、分析、總結(jié)，以得出砂漿流動(dòng)性影響因素規(guī)律確實(shí)定。根據(jù)目前的大致情況，可以進(jìn)行測定的指標(biāo)如下:(1)強(qiáng)度；(2)稠度；〔3)擴(kuò)展度；(4)粘接力。砂漿流動(dòng)性良好要求有足夠大的擴(kuò)展度，特別是在水灰比確定的情況下，為提高其強(qiáng)度可以通過加礦物質(zhì)超細(xì)粉來改善漿體的孔結(jié)構(gòu)，使大孔減少，小孔增多，以增加其強(qiáng)度和耐久性，可以認(rèn)為是由于火山灰效應(yīng)與減水增密效應(yīng)的疊加。對(duì)其流動(dòng)度的影響可以通過多種方式來進(jìn)行解決。首先，通過高效減水劑來改善，高效減水劑是高分子外表活性劑，并且有強(qiáng)的固—液界面活性作用，在水泥分散體系中，它們能吸附在水泥粒子外表上，并形成帶負(fù)電的強(qiáng)電場，使水泥凝膠體產(chǎn)生分散，使得水泥漿體的流動(dòng)性大大提高。其次，通過參加適量的粉煤灰來改善砂漿的性能。粉煤灰是具有火山灰反響特性的球狀顆粒的混合材料，可以物理和化學(xué)兩方面對(duì)水泥砂漿的流動(dòng)性產(chǎn)生影響來提高砂漿的流動(dòng)性。第三，摻入礦物質(zhì)超細(xì)粉同樣可以增大水泥漿體的流動(dòng)性，其原因是由于礦物質(zhì)超細(xì)粉屬玻璃體結(jié)構(gòu)，外表不吸水，可填充在水泥粒子間隙和絮凝結(jié)構(gòu)中，占據(jù)了充水空間，把絮凝結(jié)構(gòu)中的水分釋放出來，使?jié){體流動(dòng)性提高。由于自流平砂漿對(duì)流動(dòng)性的要求較高，故其水灰比為滿足流動(dòng)性的要求，所用的參數(shù)較大，可以通過添加膨脹劑，使其與水泥礦物成分起反響，生成一種結(jié)晶物質(zhì)，導(dǎo)致膨脹，來補(bǔ)償體積收縮。容重的控制是為砂漿的流動(dòng)性而測定的。對(duì)此可以進(jìn)行參加礦粉或粉煤灰來進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)整自流平材料的微級(jí)配，以滿足其內(nèi)部組分穩(wěn)定的要求，使砂漿產(chǎn)生自動(dòng)流平。參加引氣劑或增稠劑來解決砂漿早期泌水現(xiàn)象。引氣劑主要使拌合物中的骨料與水泥漿的粘聚性加大，使它們的離散減弱，可使拌合物更好的處于勻質(zhì)狀態(tài)，使拌合用的水分能更長時(shí)間地停留在水泥漿中而減少泌水性。對(duì)于增稠劑，其目的也是提高砂漿的穩(wěn)定性，增加粘聚力及保水性，減少泌水量。總之，通過添加不同的外加劑及輔助材料，可以得到對(duì)砂漿流動(dòng)性能的改善和提高，以滿足我們的使用要求，但要注意是，由于外加劑和輔助材料的共同作用，有可能產(chǎn)生一些不利因素，這就要求我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)，盡量避開一些不利因素，找到一些能使各組分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品來滿足實(shí)驗(yàn)的要求。1.3課題的研究范圍及本文所作的內(nèi)容在此次實(shí)驗(yàn)中就外加劑的種類和細(xì)集料的最大粒徑這兩方面的影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究分析并加以總結(jié)，從而得到在改善砂漿流動(dòng)性的方法與措施，以提高自流平砂漿等的優(yōu)良性能。研究內(nèi)容：〔1〕減水劑種類對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；〔2〕砂的最大粒徑對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；〔3〕配比對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；〔4〕增稠劑對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；〔5〕膠對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；〔6〕粉煤灰對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響。2國內(nèi)外大流動(dòng)砂漿材料的開展國內(nèi)外關(guān)于大流動(dòng)砂漿的材料研究的起源于自流平砂漿研究的開始。因此在本章中我們關(guān)于大流動(dòng)砂漿材料的開展，就從自流平材料的開展方面來描述。2.1國內(nèi)大流動(dòng)砂漿材料的開展自流平砂漿材料的研究開發(fā)，我國起步也較晚。我國地面自流平材料的研究開發(fā)最早的是武漢工業(yè)大學(xué)北京研究生部(1987年)的工程性質(zhì)，具體內(nèi)容不詳。1994年遼寧朝陽二建總公司與遼寧遼陽建筑設(shè)計(jì)院研制開發(fā)了自流平隔音仿瓷地面，近兩年北京市建筑材料科學(xué)研究院研制開發(fā)了適合國情的單組分地面自流平材料，經(jīng)工程大面積應(yīng)用、效果良好。2.2國外大流動(dòng)砂漿材料的開展國外的自流平材料分為石膏為基料的石膏系自流平材料和以水泥為基料的水泥系自流平材料兩大類，產(chǎn)品均以袋裝出售(每袋30Kg)，使用時(shí)只需在現(xiàn)場按規(guī)定加水拌合即可，但有的產(chǎn)品中未加細(xì)骨料，故需在現(xiàn)場再參加。日本開發(fā)自流平材料較早，在1972年~1973年首先由日本住宅公團(tuán)對(duì)石膏系，水泥系自流平材料作了根底研究，1976年對(duì)采用а--半水石膏為基料的石膏系自流平材料進(jìn)行了施工試驗(yàn)。1977年己有商品出售，目前在日本己有七個(gè)公司十一種牌號(hào)的石膏自流平產(chǎn)品，并在商業(yè)大廈、學(xué)校、集體住宅等建筑物的地坪上選用。西德的帕依愛羅公司用Ⅱ型無水石膏，奇羅泥公司用а--石膏均生產(chǎn)了強(qiáng)度為20~30MPa，鋪設(shè)厚度為10mm的自流平材料，美國的石膏水泥公司曾采用а、β--石膏混合物，在現(xiàn)場參加骨料后泵送的自流平材料也己廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)可達(dá)2000m2石膏系自流平材料由于石膏的耐水性較差，呈中性或酸性，對(duì)鐵件有銹蝕的危險(xiǎn)，因而使用范圍受到限制，于是，水泥系自流平材料的開發(fā)研究在國際上引起重視，日本在1982年正式出售商品，目前己有七個(gè)公司生產(chǎn)7~9種牌號(hào)的水泥系自流平材料，歐美一些國家也正在陸續(xù)推出水泥系自流平材料，如芬蘭的派爾推克公司出售的水泥系自流平材料，能薄鋪lmm而不會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。由于關(guān)于砂漿自流平材料方面的開展資料有限，所以對(duì)砂漿流動(dòng)性材料的了解也僅能作如此少量的介紹。望諸讀者見諒！3砂漿組成及其力學(xué)性能關(guān)系砂漿，也就是指建筑砂漿，是由膠凝材料、細(xì)骨料及外加劑拌制而成的，用于砌筑、抹面的建筑材料，按其膠凝材料可分為水泥砂漿，石灰砂漿和混合砂漿，本課題的研究對(duì)象主要是以水泥為膠凝材料的水泥系砂漿。3.1砂漿的組成材料及性能組成材料1.對(duì)于水泥砂漿，其膠凝材料即為水泥，一般常用的有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、砌筑水泥、無熟料的或少熟料的水泥等。使用的水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)為砂漿強(qiáng)度等級(jí)的4~5倍，一般采用27.5#~42.5#水泥。2.細(xì)骨料一般采用符合JGJ52--92《普通有害物質(zhì)含量限值l%》規(guī)定的砂，對(duì)于其含泥量按砂漿強(qiáng)度等級(jí)去執(zhí)行，砂漿強(qiáng)度等級(jí)大于或等于M5者，含泥量和泥塊含量應(yīng)小于或等于5%，砂漿強(qiáng)度等級(jí)不小于M5者，含泥量和泥塊含量小于等于10%，而且砂中不宜混有雜物。砂中云母、硫化物與硫酸鹽、氯鹽和有機(jī)物等屬有害物質(zhì)，其含量應(yīng)符合下表的規(guī)定:表3.1砂中有害物質(zhì)含量限值(%)工程優(yōu)等品一等品合格品云母122硫化物與硫酸鹽〔以SO3計(jì)〕＜0.511有機(jī)物合格合格合格氯化物〔以NaCL計(jì)〕0.030.1——3.水應(yīng)為純潔水或淡水或飲用水，未經(jīng)試驗(yàn)鑒定的污水不得使用。材料性質(zhì)由于水泥的種類很多不可能在此行列詳細(xì)分析其物理化學(xué)性質(zhì)，因此只就本課題所用的普通42.5#硅酸鹽水泥進(jìn)行解釋。一．普通硅酸鹽水泥及其成分普通硅酸鹽水泥含有四種主要礦物成分:即:硅酸三鈣，β—硅酸二鈣，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣，其中鐵鋁酸四鈣常以各種形式固溶體存在水泥中，下表為各種礦物的分子式:表3.2普通硅酸鹽水泥的主要礦物組成礦物組成分子式縮寫式硅酸三鈣3Ca.SiO2(CaSiO4)C3Sβ—硅酸二鈣2CaO.SiO2(CaSiO4)C2S鋁酸三鈣3CaO.Al2O3(Ca3AlO3)C3鐵鋁酸四鈣4CaO.Al2O.Fe2O3C4AF二．普通硅酸鹽水泥的水化反響水泥中的四種主要礦物均是無水化合物，當(dāng)它們與水相遇后，都將會(huì)發(fā)生水化反響。各種礦物成分水化強(qiáng)度增長各有所不同。四種水泥熟料礦物的水化所表現(xiàn)出的特性用下表簡要表示：表3.3水泥熟料礦物的水化特性名稱C3SC2SC3C4AF凝結(jié)硬化速度快慢最快較快28d水化放熱量多少最多中強(qiáng)度高早強(qiáng)高，后強(qiáng)低低低三．普通硅酸鹽水泥的主要物理力學(xué)性能硅酸鹽水泥在使用時(shí)除了必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的細(xì)度、稠度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度等品質(zhì)指標(biāo)外，還有一些其它性能影響著它的使用，如水化熱、泌水性和保水性、堿集料反響、耐久性的改善途徑等?，F(xiàn)就將與流動(dòng)性有關(guān)的幾點(diǎn)性質(zhì)作簡要介紹。(1)細(xì)度水泥的細(xì)度是指水泥顆粒粗細(xì)程度與凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、干縮性以及水化放熱速率等一系列性能都有著密切的關(guān)系，一般顆粒越細(xì)，與水接觸的外表積越大，水化反響越快，早期強(qiáng)度開展快，但顆粒過細(xì)，凝結(jié)硬化時(shí)收縮較大，易產(chǎn)生裂縫。(2)稠度稠度實(shí)際上是水泥漿到達(dá)一定流動(dòng)度時(shí)的需水量，是水泥的重要性能之一。影響水泥稠度的因素有:水泥熟料的礦物組成，混合材料的性質(zhì)和摻加量，外加劑以及水泥的粉磨細(xì)度等。(3)凝結(jié)時(shí)間水泥從和水開始到失去流動(dòng)性，即從液體狀態(tài)開展到較致密的固體狀態(tài)的過程稱為水泥的凝結(jié)過程，這個(gè)過程所需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間，為了更好地反映水泥的凝結(jié)時(shí)間，以利于施工，又將凝結(jié)時(shí)間分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，初凝時(shí)間:是指水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性的時(shí)間；終凝時(shí)間:是指水泥加水拌和到水泥完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間。(4)強(qiáng)度水泥的強(qiáng)度是評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)，是劃分水泥標(biāo)號(hào)的依據(jù)。水泥的強(qiáng)度是指水泥膠砂漿硬化試體所能承受外力破壞的能力，用MPa(兆帕)表示。它是水泥重要的物理力學(xué)性能之一。根據(jù)受力形式的不同，水泥強(qiáng)度通常分為抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度三種。影響水泥強(qiáng)度的因素很多，如熟料的礦物組成、游離氧化鈣含量和其他微量化學(xué)成分、水泥中摻加的混合材料的種類和摻入量、石膏的摻加量、水泥的粉磨細(xì)度、試體的養(yǎng)護(hù)條件及強(qiáng)度的試驗(yàn)方法等。(5)泌水性和保水性泌水性又稱析水性，系指從水泥漿中泌出局部拌和水的性能。保水性是指材料保持水分的能力，是與泌水性相反的性能，保水性好、在靜置凈漿時(shí)水分不會(huì)泌出，但用吸水模板或真空振蕩或真空抽吸時(shí)，能夠放出水分。提高保水性，也可采用降低泌水性的方法來到達(dá)，提高水泥的粉磨細(xì)度、加速凝聚結(jié)構(gòu)的形成，可以降低泌水性，水泥中摻入火山灰混合材料，如硅藻土、膨潤土及微晶填料，如石灰石、白云石等，可使它的需水量增加，但泌水性降低。3.2輔助材料性質(zhì)分析良好的砂漿流動(dòng)性是通過對(duì)普通砂漿添加外加劑及輔助材料改性而來。為到達(dá)這一性質(zhì)，對(duì)外加劑及輔助材料的選擇相當(dāng)重要，主要技術(shù)關(guān)鍵是要解決：太流動(dòng)與穩(wěn)定性的矛盾、早強(qiáng)與緩凝的矛盾、泌水與離析的矛盾。為此，在參考國內(nèi)外資料研究時(shí)，特作以下幾種材料的選擇：減水劑、粉煤灰、增稠劑、膠粉。減水劑減水劑是在不影響混凝土〔或砂漿、凈漿流動(dòng)性〕和易性的條件下，使給定的混凝土〔或砂漿、凈漿〕的用水量減少；或是在不改變用水量的條件下增加混凝土〔或砂漿、凈漿〕的和易性，在保持混凝土拌合物有相同流動(dòng)性及硬化混凝土有相近強(qiáng)度時(shí)，參加減水劑后可以減少水泥用量，這三者是互相聯(lián)通的性質(zhì)。在國際上常稱具有上述性能的外加劑為“減水劑〞，有時(shí)又稱“塑化劑〞。面對(duì)具有較高減水能力的減水劑常稱之為超塑化劑，在國內(nèi)一般均稱為減水劑，將性能較好的減水劑稱作“高效減水劑〞。減水劑分子由能吸附在水泥顆粒外表上的極性官能團(tuán)局部和能使礦物成分外表呈現(xiàn)疏水性的非極性部組成。一般，將其分子中分為極性基與非極性基兩大局部。一．極性基結(jié)構(gòu)與其性能極性基主要決定減水劑分子對(duì)水泥顆粒礦物組成的親合能力，它表現(xiàn)在對(duì)整個(gè)外加劑分子或離子的化學(xué)性質(zhì)〔包括化學(xué)吸附能力、化學(xué)反響行為等〕和物理性質(zhì)〔包括離解度、溶解度、極性大小、物理吸附性能等〕發(fā)生影響，由于通常極性基的斷面積都比非極性基大，故整個(gè)減水劑分子的斷面多由它決定。二．非極性基的結(jié)構(gòu)與性能非極性基的結(jié)構(gòu)是多種多樣的，隨著極性基種類及外加劑用途的不同，要求非極性基有特定的結(jié)構(gòu)及大小。非極性基對(duì)外加劑性能的影響，主要有以下幾方面：1．外加劑分子〔或離子〕定向吸附于水泥礦物成分的外表時(shí)，其非極性基朝外，形成疏水膜層，故非極性基的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，直接影響其疏水性的大小。2．外加劑在水泥顆粒外表吸附時(shí)，非極性基團(tuán)發(fā)生相互作用。當(dāng)外加劑自顆粒外表吸附時(shí)，不僅要克服極性基的親固力，還要克服阻止非極性基彼此分開的力，而這種力就與非極性基的結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系，因此，非極性基的結(jié)構(gòu)，也決定著它對(duì)水泥的親固能力。3．非極性基還可通過誘導(dǎo)效應(yīng)，共軛效應(yīng)及空間效應(yīng)等方式，對(duì)極性基的吸附能力產(chǎn)生影響。非極性基除了以上影響外，主要決定外加劑的疏水性能，它對(duì)外加劑的溶解度及外表活性起決定性作用。三．分子中極性基與非極性基在結(jié)構(gòu)上的關(guān)系1．不同結(jié)構(gòu)性能的極性基應(yīng)該與什么結(jié)構(gòu)和大小的非極性基結(jié)合比擬適宜，因受各種水泥礦物成分的化學(xué)組成和結(jié)晶特點(diǎn)的影響，使得各種不同的極性基要求的非極性基有很大的差異。對(duì)于硅酸鹽類，因其大局部解理面是離子鏈型，故與它相適應(yīng)的是有更長烴鏈的脂肪酸，磺酸及脂肪胺等。2．外加劑與水泥礦物的作用方式，決定于外加劑的特性和水泥礦物組成。以物理吸附為主的礦物，需要較大分子量的非極性基，而靠分子間力作為輔助手段使外加劑固著于水泥礦物外表上，也需要相當(dāng)大的非極性基；以共價(jià)鍵化學(xué)吸附發(fā)主固著的物質(zhì)，作用較強(qiáng)而極性低，就不需要太大的非極性基。四．非極性基與極性基相對(duì)數(shù)量及位置當(dāng)一個(gè)分子中有二個(gè)以上極性基時(shí)，假設(shè)這些多個(gè)極性基團(tuán)組成絡(luò)合集團(tuán)，那么因絡(luò)合作用而使極性基的親固力增強(qiáng)，假設(shè)不組合成絡(luò)合基團(tuán)，那么能產(chǎn)生相互影響.在一個(gè)分子中有多個(gè)非極性基，那么會(huì)因這些極性基是否在同一個(gè)碳原子上，是否產(chǎn)生分枝，以及是否形成異構(gòu)而有不同的效果。極性基在分子中的位置對(duì)減水劑性能也有影響，一般，極性基位于分子的一端時(shí)，性能更好些。粉煤灰粉煤灰也叫飛灰〔Flyash〕，是由燃煤熱電站煙囪收集的灰塵，一般地說，粉煤灰比水泥還細(xì)，且含有大量的球狀玻璃珠。粉煤灰的性能變化很大，而且與許多因素有關(guān)，例如煤的品種和質(zhì)量，煤粉細(xì)度，燃點(diǎn)，氧化條件，預(yù)處理及燃燒前的脫硫，粉煤灰的收集和存貯方法等?！?〕粉煤灰的化學(xué)成分和礦物組成粉煤灰的化學(xué)成分是由原煤的成分和燃燒條件而決定，根據(jù)我國40個(gè)大型電廠的資料，粉煤灰化學(xué)成分的變動(dòng)范圍如表所示:表3.4我國粉煤灰的化學(xué)成分〔質(zhì)量%〕成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO2燒失量變化范圍20~6210~403~191~450.2~50.02~40.6~51局部火力發(fā)電廠的煤的成分為：SiO240%~50%；Al2O320%~35%；Fe2O35%~10%；CaO2%~5%；燒失量3%~5%。SiO2和Al2O3是粉煤灰中的主要活性成分。關(guān)于粉煤灰的礦物組成，根據(jù)國內(nèi)外的研究，一致認(rèn)為主要是：玻璃體，莫來石、石英和少量其他礦物，見下表：表3.5粉煤灰的礦物組成組成玻璃體莫來石石英范圍〔%〕69.4~84.47.8~18.25.4~11.5平均〔%〕77.612.28.5此外，粉煤灰中含有方解石、鈣長石、β-C2S、赤鐵礦和較少量的硫酸鹽、磷酸礦物?！?〕粉煤灰的物理性質(zhì)粉煤灰的物理性質(zhì)如表3.10所示，粉煤灰的比外表積測定根據(jù)GB287-63水泥的比外表積測定方法。表3.6粉煤灰的物理性質(zhì)粉煤灰密度(g/cm2)45微米篩余〔%〕25微米10微米比外表積〔cm2/g〕玻璃珠含量〔%〕原狀灰2.1135.279.0————75分級(jí)灰10微米2.83————1.478509025微米2.43——1.022.6569085~9045微米2.315.741——329080Ⅱ級(jí)灰2.1519.170——420035增稠劑一．概述能增大混凝土、砂漿、水泥凈漿等拌和物稠度并具有良好保水性的外加劑稱為增稠劑，也叫保水劑。摻減水類外加劑的大流動(dòng)性混凝土〔如泵送混凝土、自流平混凝土、水下不分散混凝土等〕及砂漿，盡管混凝土、砂漿用水量小，但是混凝土、砂漿還可能離析，粘聚性差，致使混凝土或砂漿澆注成型后分層，導(dǎo)致混凝土或砂漿質(zhì)量不均勻。假設(shè)在這些大流動(dòng)性混凝土或自流平砂漿中摻入少量增稠劑，那么混凝土、砂漿粘聚性好，不離析、不泌水，從而保證混凝土和砂漿的施工質(zhì)量。二．增稠劑的種類和作用機(jī)理一般說來，增稠劑大都是水溶性高分子化合物，如聚乙烯醇、纖維素醚及其衍生物、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚丙烯酸和聚羧甲基丙烯酸等，它們都能增加水的粘度。這些物質(zhì)的水溶性粘度取決于它們的濃度，如1%的羧甲基纖維素的水溶液粘度為15~70Pa.s，4%的水溶液粘度為25~150Pa.s。而聚合物電解質(zhì)，其水溶液的粘度取決于它們的分子形態(tài)及PH值。因此，利用水溶液高分子化合物增大水的粘度的特性，作為新型超塑化劑、高效引氣減水劑等的有效成分，配置流動(dòng)混凝土、泵送混凝土、自流平砂漿、高性能混凝土等，用以改善這些混凝土的流變性質(zhì)，減小流動(dòng)性損失，減小泌水和離析，提高混凝土拌和物的粘聚性和保水性，賦予新的工藝性能和改善工作性能。一般來說，水溶液高分子化合物作為混凝土、砂漿的增稠劑，其摻量較小，摻量過大將導(dǎo)致拌和物過分黏稠，流動(dòng)性降低，同時(shí)使混凝土、砂漿的凝結(jié)時(shí)間變長。纖維素作為增稠劑的一種，在本實(shí)驗(yàn)中用到，特在此介紹一下。纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬，主要是為提高粘度，是粉末狀參加混凝土或砂漿中的，在加水?dāng)嚢柽^程中使其溶解，變成粘性液體。溶液的粘度隨著參加濃度的增加而增大。在低濃度的情況下使水的粘度極大的提高〔104倍〕。纖維素的增稠機(jī)理：長鏈分子在水中溶解時(shí)，其羥基和醚鍵上的氧原子和水分子形成氫鍵而締合，使水失去流動(dòng)性，因而溶液的粘度顯著增加。摻入水泥漿中，形成保水性漿體。對(duì)分散的水泥漿〔因同時(shí)摻有高效減水劑〕起穩(wěn)定作用，同時(shí)增加了粘聚性。3.3砂漿材料組成與其力學(xué)性能的關(guān)系普通砂漿的根本組成材料，即水泥、水和砂子，隨著水泥標(biāo)號(hào)的提高及水泥用量的增加，砂漿的強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)提高，水灰比越大，砂漿收縮性越大，易產(chǎn)生收縮裂紋，強(qiáng)度下降，在此不作探討的重點(diǎn)。僅對(duì)外加劑及輔助材料對(duì)砂漿的力學(xué)性能影響作簡要闡述，以便我們對(duì)外加劑及輔助材料的使用及用量作一簡單了解。減水劑減水劑一般均屬于外表活性劑，且大局部用量比擬大，又具有聚合電解質(zhì)的作用，當(dāng)把它參加拌和水泥料漿中時(shí)，能發(fā)揮出一系列效能。其機(jī)理概括如下：1．減水劑被水泥顆粒吸附：水泥屬于離子型化合物，對(duì)水有強(qiáng)的親合力，故當(dāng)水中含有減水劑分子時(shí)，水泥將把這些分子或離子吸附在它的外表，但由于水泥顆粒的不規(guī)那么性，在邊棱、角及邊面上的吸附活性較大，而在平板上，相對(duì)吸附較少，表現(xiàn)出不均勻吸附，這就為水泥顆粒采取有利運(yùn)動(dòng)的聚集態(tài)創(chuàng)造了條件。2．減水劑改變水泥顆粒的帶電性：減水劑分子〔或離子〕被吸附在水泥顆粒表間上以后，會(huì)使水泥細(xì)小顆粒的帶電性發(fā)生變化，一般減水劑多屬于陰離子型，它本身帶有負(fù)電荷，由于以上種種原因，使水泥顆粒的ξ電位發(fā)生變化，且減水劑濃度越大，ξ電位越低。3．減水劑使水泥顆粒得到分散：減水劑分子本身含有多個(gè)基團(tuán)的大分子，含有極性基團(tuán)被水泥顆粒吸附的一局部，而另一局部基團(tuán)為被吸附，朝向水中，使水泥顆粒有了更大、更厚的分子溶劑化層，這些減水劑分子就平臥于水泥顆粒外表下的，極難采取一般外表活性劑那樣多分子的直立吸附與水泥顆粒外表。由于以上的兩種作用，加上減水劑分子本身吸附的分子，類似的一類膜層具有一定強(qiáng)度；減水劑分子往往具有絡(luò)合能力，相當(dāng)于產(chǎn)生了吸附，由于以上原因，使得加有減水劑的水泥顆粒，有了更好的沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，從而使水泥粒子得到更好的分散。4．減水劑的引氣作用：一些減水劑，常?？擅黠@的降低水溶液的外表張力，因此，有一定的引氣性，可引入空氣泡，使混凝土拌合物的流動(dòng)性增大。總之，參加減水劑并適當(dāng)減少拌合用水量后，對(duì)水泥石結(jié)構(gòu)的影響可概括如下：提高其強(qiáng)度、密實(shí)性、耐久性，加快了水泥初期水化速度，使水泥早強(qiáng)及中、后期水化速度減慢，水泥水化物由凝膠體向結(jié)晶體的轉(zhuǎn)變過程變慢，改變了水泥石毛細(xì)孔孔徑分徑，使孔徑變小。3.3.2粉煤灰一．粉煤灰對(duì)水泥砂漿流動(dòng)性的影響粉煤灰是具有火山灰反響特性的球狀顆粒的混合材料，可從物理和化學(xué)兩方面對(duì)水泥砂漿的流動(dòng)性產(chǎn)生影響，從物理方方面：球狀顆粒的粉煤灰對(duì)砂漿的流動(dòng)可以起到滾珠潤滑作用。從化學(xué)方面：粉煤灰與水泥相比初期水化反響速度較低，其對(duì)高效減水劑的吸附較少，使得高效減水劑能夠充分提高砂漿的流動(dòng)度。粉煤灰對(duì)水泥砂漿流動(dòng)度的影響如圖3.1、3.2所示，從圖中可以看出，粉煤灰確實(shí)能夠提高水泥砂漿的流動(dòng)性，盡管水泥的種類和砂漿的配合比不同，砂漿的流動(dòng)度都隨著粉煤灰摻量的增加而捉高。但是，粉煤灰這種對(duì)于砂漿流動(dòng)度的提高效果似乎存在著一定的限度，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)粉煤灰摻加質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10％時(shí)，隨著粉煤灰摻量的增加，砂漿流動(dòng)度的增加就顯得很小。砂漿流動(dòng)性〔mm〕砂漿流動(dòng)性〔mm〕圖3.1粉煤灰對(duì)=1\*ROMANI型硅酸鹽水泥砂漿流動(dòng)度的影響圖3.2粉煤灰對(duì)普通硅酸鹽水泥砂漿流動(dòng)度的影響二．粉煤灰對(duì)硬化砂漿抗壓強(qiáng)度的影響粉煤灰對(duì)硬化水泥漿體抗壓強(qiáng)度的影響如下列圖示：圖3.3粉煤灰對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響由圖可知：粉煤灰對(duì)水泥砂漿抗壓強(qiáng)度的影響與粉煤灰摻量有關(guān)，在普通硅酸鹽水泥砂漿中，當(dāng)粉煤灰摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜10％，可以明顯提高早期強(qiáng)度，粉煤摻量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0％~10％，早期強(qiáng)度增長率逐漸變慢，在=1\*ROMANI型硅酸鹽水泥砂漿中，粉煤灰在摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜10％時(shí)，對(duì)早期強(qiáng)度幾乎沒有影響，粉煤灰摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)10％~30％時(shí)，砂漿早期強(qiáng)度隨粉煤灰摻量的增加而逐漸降低，對(duì)砂漿的后期強(qiáng)度，無論是普通硅酸鹽水泥還是=1\*ROMANI型硅酸鹽水泥，當(dāng)粉煤灰摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜10％，后期強(qiáng)度增長率隨粉煤灰摻量的增加而提高，粉煤灰摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％~30％，后期強(qiáng)度增長率，隨粉煤灰摻量增加而逐漸變小。由于粉煤灰有好的微集料效應(yīng)和火山灰效應(yīng)。當(dāng)粉煤灰摻量較少時(shí)，在水泥水化早期，磨細(xì)粉煤灰填充在水泥大顆粒及水泥與砂子之間，優(yōu)化了顆粒級(jí)配，從而提高了水泥石的密實(shí)度，使強(qiáng)度提高，同時(shí)粉煤灰具有較好的火山灰活性，當(dāng)粉煤灰摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜30％時(shí)，在水化后那么能較快地與熟料礦物水化產(chǎn)生的Ca〔OH〕2反響生成水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，從而使后期強(qiáng)度有所增大。4砂漿流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)研究在確定本實(shí)驗(yàn)的待測參數(shù)指標(biāo)、工作性以及對(duì)于外加劑及輔助材料的選擇時(shí)，通過對(duì)第二章國內(nèi)外一些現(xiàn)有的產(chǎn)品的分析及第三章外加劑與輔助材料的性質(zhì)研究，再加上砂漿必須滿足的一些使用上的要求，特?cái)M定一下技術(shù)參數(shù)指標(biāo)為我們要考核的指標(biāo):1、流動(dòng)度(擴(kuò)展度)2、稠度3、強(qiáng)度〔抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度〕在這些指標(biāo)中，流動(dòng)度(擴(kuò)展度)為我們要檢測的關(guān)鍵指標(biāo)。在作外加劑及輔助材料選擇時(shí)，主要是根據(jù)材料性質(zhì)及在實(shí)際中對(duì)砂漿的待測技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的影響來進(jìn)行確定。依據(jù)第三章的理論分析，大致確定以下材料為實(shí)驗(yàn)的首選輔助材料:減水劑:主要是拆開漿體顆粒中不適宜于漿體流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，以分散效果而到達(dá)減水，增加流動(dòng)性的目的。粉煤灰:利用其物理和化學(xué)方面的性質(zhì)，以到達(dá)增加流動(dòng)性和強(qiáng)度的目的。增稠劑：用于提高砂漿的穩(wěn)定性，增加粘聚性及保水性。膠：主要成分是醋酸乙烯酯，用于增強(qiáng)砂漿的粘聚性及其柔韌性。4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備鑒于試驗(yàn)的性質(zhì)及人員的安排，要求在試驗(yàn)之前做好充分的準(zhǔn)備，以免因缺少材料而影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：重慶大學(xué)B區(qū)實(shí)驗(yàn)大樓實(shí)驗(yàn)方案：根據(jù)砂漿流動(dòng)性的影響因素：膠結(jié)材的種類和用量、用水量、細(xì)骨料的粗細(xì)程度、粒形及級(jí)配、攪拌時(shí)間、外加劑摻量及種類等。我們從影響因素中選擇具有代表性的因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即砂漿的配合比，級(jí)配，減水劑、增稠劑和膠的種類及摻量，鑒于實(shí)驗(yàn)室條件有限，我們僅測試了砂漿的稠度、擴(kuò)展度、早期強(qiáng)度，從這三方面來考核上述因素對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響。實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備方案：根據(jù)目前掌握的資料，大致需用材料方案如下：1、普通硅酸鹽水泥〔42.5#水泥〕2、砂3、高效減水劑4、粉煤灰5、增稠劑6、膠主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備：1、壓力試驗(yàn)機(jī)2、抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)3、抗拉實(shí)驗(yàn)機(jī)4、砂漿攪拌機(jī)5、砂漿稠度測定儀6、跳桌〔附帶鋼尺、試錐〕7、水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)8、稱量用具(托盤天平、量杯、量筒)9、砂漿試模4.2實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果在此次實(shí)驗(yàn)中采用了以下幾種設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。見下表：表4.1砂漿配合比設(shè)計(jì)砂漿種類水灰比W/C砂子/水泥S/C減水劑摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)〔%〕超高強(qiáng)度0.381.01.0高強(qiáng)度0.451.80.8普通強(qiáng)度0.752.50.5低強(qiáng)度0.652.00實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)具體需要再行從上表中選擇適當(dāng)配比作為參考。砂漿配合比對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響實(shí)驗(yàn)中采取了以上四種配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所用減水劑為萘系高效減水劑及最大粒徑為0.60mm表4.2砂漿配合比對(duì)砂漿性能影響數(shù)據(jù)記錄砂漿種類稠度〔mm〕擴(kuò)展度〔mm〕抗折強(qiáng)度〔MPa〕抗壓強(qiáng)度〔MPa〕7d28d7d28d超高強(qiáng)度111112.510.711.547.683.7高強(qiáng)度999610.511.255.393.1普通強(qiáng)度1011045.67.121.646.1低強(qiáng)度1041076.18.625.960.9所作圖型如下：圖4.1配合比對(duì)砂漿稠度、擴(kuò)展度的影響圖4.2配合比對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響從上述實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和圖形可以看出，在砂摻量相同的情況下，高強(qiáng)度的配合比設(shè)計(jì)情況下強(qiáng)度最高，超高強(qiáng)次之，而低強(qiáng)度又高于普通強(qiáng)度，出現(xiàn)了反常情況，這是由于在砂摻量相同的情況下，超高強(qiáng)所用的水泥量最多，高強(qiáng)次之，普強(qiáng)最少，但由于用水量的不同導(dǎo)致了強(qiáng)度的無規(guī)那么性。但由資料和上述分析也可得出，水灰比增加，在水泥用量相同的情況下，用水量增大，固體組分體積減少，砂漿粘度降低，故稠度和擴(kuò)展度出現(xiàn)以上現(xiàn)象，而強(qiáng)度也呈現(xiàn)相應(yīng)的變化。砂漿中的水泥和砂粒，以點(diǎn)接觸，產(chǎn)生內(nèi)聚力。內(nèi)聚力大小取決于粒子形狀、大小及固體數(shù)目。接觸點(diǎn)增加，幾何約束作用加強(qiáng)，靜摩擦力和內(nèi)聚力均增加。用水量增加，雙電層結(jié)構(gòu)中的離子濃度降低，致使吸附層中的反離子減少，而擴(kuò)散層內(nèi)過剩的反離子增加，結(jié)果使擴(kuò)散層厚度增加，電位值增加。因此，電斥力增大，以致內(nèi)聚力隨用水量的增大而迅速下降。故增大水灰比，砂漿屈服應(yīng)力降低。砂的最大粒徑對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響此次實(shí)驗(yàn)采用的是超高強(qiáng)度砂漿的配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，減水劑仍為萘系高效減水劑，砂采用了以下四種：0.30mm、0.60mm、1.18mm、2.36mm〔均為最大粒徑〕。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后記錄如下：表4.3砂的最大粒徑對(duì)砂漿性能影響數(shù)據(jù)記錄砂的最大粒徑〔mm〕稠度〔mm〕擴(kuò)展度〔mm〕抗折強(qiáng)度〔MPa〕抗壓強(qiáng)度〔MPa〕7d28d7d28d0.30110114.59.512.342.179.20.60101112.510.611.547.683.71.1895105.58.89.441.381.92.3693101.58.38.938.578.7所作趨勢(shì)圖如下：圖4.3砂的最大粒徑對(duì)砂漿稠度、擴(kuò)張度的影響圖4.4砂的最大粒徑對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響從上述圖形及數(shù)據(jù)可以看出，砂粒徑越小，砂的稠度和擴(kuò)展度越大；而強(qiáng)度的影響那么呈現(xiàn)不規(guī)那么的現(xiàn)象，可能是由于實(shí)驗(yàn)中存在的誤差導(dǎo)致的，總之，根據(jù)理論來說，無論是早期強(qiáng)度還是后期強(qiáng)度，它們隨著砂子粒徑的增大而減小的。由資料可知，特細(xì)砂的細(xì)度模數(shù)在0.75~1.5之間。特細(xì)砂級(jí)配絕大局部顆粒集中在(0.160~0.315)mm之間，約占64%;(0.080~0.160)mm顆粒約占21%，顆粒細(xì)小。特細(xì)砂比外表積大約90~2l00cm2/g，比中、粗砂大兩倍，空隙率較大，約43%~55%，比中、粗砂大10%~砂對(duì)砂漿塑性粘度和屈服應(yīng)力的影響，表現(xiàn)在砂粒的外表特征和粒度分布上。外表粗糙、棱角多，砂粒接觸時(shí)摩擦阻力增大，流變參數(shù)增加；顆粒細(xì)小，比外表積大，用于潤滑砂漿外表和填充空隙的水泥漿量增大，近似以Q=Ft+δ表示砂漿中水泥凈漿的量。式中，Q為總水泥漿量;t為潤滑膜厚；F為砂的比外表積；δ為填充砂漿空隙所需水泥漿量?？偹酀{量一定，減少砂的比外表積，降低砂的空隙率，潤滑膜的厚度相應(yīng)增厚，砂粒接觸機(jī)率減小，能增大砂漿的流動(dòng)性。減水劑種類及摻量對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響該實(shí)驗(yàn)采用了砂漿的普通強(qiáng)度配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，細(xì)骨料為最大粒徑為0.60mm的特細(xì)砂，對(duì)以下四種高效減水劑進(jìn)行了比照實(shí)驗(yàn)。其測試結(jié)果及趨勢(shì)圖如下：表4.3不同減水劑摻量的稠度〔mm〕摻量〔%〕高效減水劑種類稠度(mm)0.20.50.81.0萘系77809110016418997108113密胺929597103SKWF1083899193表4.4不同減水劑摻量的擴(kuò)展度〔mm〕摻量〔%〕高效減水劑種類擴(kuò)展度(mm)0.20.50.81.0萘系22.823.626.828.9164128.329.430.531.0密胺22.824.024.726.5SKWF1023.424.124.726.5其趨勢(shì)圖如下：圖4.5減水劑種類及摻量對(duì)砂漿圖4.6減水劑種類及摻量對(duì)砂漿稠度的影響擴(kuò)展度的影響表4.5不同減水劑摻量下砂漿的3d抗折強(qiáng)度〔MPa〕摻量〔%〕高效減水劑種類強(qiáng)度〔MPa〕0.20.50.81.0萘系3.83.63.43.116413.43.12.31.6密胺4.03.83.63.3SKWF104.74.33.43.2表4.6不同減水劑摻量下砂漿的3d抗壓強(qiáng)度〔MPa〕摻量〔%〕高效減水劑種類強(qiáng)度〔MPa〕0.20.50.81.0萘系19.218.615.814.8164116.815.813.410.0密胺18.717.412.611.9SKWF1021.819.116.615.8其趨勢(shì)圖如下：圖4.7減水劑的種類及摻量對(duì)砂漿圖4.8減水劑的種類及摻量對(duì)砂漿3d抗折強(qiáng)度的影響3d抗壓強(qiáng)度的影響從以上數(shù)據(jù)及趨勢(shì)圖可以看出，1641高效減水劑對(duì)砂漿流動(dòng)性影響的效果最好，萘系次之，密胺高效減水劑較好，SKWF10最差，但是其對(duì)早期強(qiáng)度值的影響卻呈現(xiàn)了相反的趨勢(shì)，依次增大。由此，我們可以說，高效減水劑對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響是顯著的，可以大大提高砂漿的流動(dòng)性，但是早期強(qiáng)度卻有所下降，而且，早期強(qiáng)度是隨著砂漿流動(dòng)性的增加而降低的。膠對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響采用普通強(qiáng)度配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，高效減水劑用了萘系高效減水劑，2000稠度的增稠劑〔摻量為水泥質(zhì)量的0.2‰〕，0.60mm表4.7不同膠摻量下的稠度〔mm〕摻量〔%〕膠的種類稠度(mm)1.01.21.41.63#971001031064#8792951015#9194100106表4.7不同膠摻量下的擴(kuò)展度〔mm〕摻量〔%〕膠的種類擴(kuò)展度(mm)1.01.21.41.63#219.5224.8233.2237.54#209.3219.5223.8225.05#218.3223.5222.5226.0其趨勢(shì)圖如下：圖4.9膠的種類及摻量對(duì)砂漿稠度的影響圖4.10膠的種類及摻量對(duì)砂漿擴(kuò)展度的影響表4.8不同摻量下膠的3d抗折強(qiáng)度〔MPa〕摻量〔%〕膠的種類強(qiáng)度〔MPa〕1.01.21.41.63#2.62.52.72.94#3.83.03.23.35#3.02.82.93.0表4.8不同摻量下膠的3d抗壓強(qiáng)度〔MPa〕摻量〔%〕膠的種類強(qiáng)度〔MPa〕1.01.21.41.63#9.49.09.29.34#15.712.713.013.35#11.010.29.510.3其趨勢(shì)圖如下：圖4.11膠的種類及摻量對(duì)砂漿圖4.12膠的種類及摻量對(duì)砂漿3d抗折強(qiáng)度的影響3d抗壓強(qiáng)度的影響表4.9不同摻量下膠的3d抗拉強(qiáng)度〔MPa〕摻量〔%〕膠的種類強(qiáng)度〔MPa〕1.01.21.41.63#1.51.61.71.84#1.92.02.22.35#1.81.92.02.1其趨勢(shì)圖如下：圖4.13膠的種類及摻量對(duì)砂漿3d抗拉強(qiáng)度的影響從膠的種類及摻量對(duì)砂漿流動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)中可以看出，膠的參加提高了砂漿的粘聚性和保水性，早期強(qiáng)度和流動(dòng)度都隨著摻量的增加而增大，其中4#膠對(duì)強(qiáng)度的提高效果最好，其次是5#，再是3#，而在流動(dòng)性改善效果上卻相反。但是砂漿的柔韌性〔用抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度之比來衡量〕在參加膠后得到極大改善。表4.10膠的3d柔韌性摻量〔%〕膠的種類柔韌性1.01.21.41.63#3.53.63.43.24#4.14.24.14.05#3.73.63.33.4柔韌性的改善中以4#膠的效果最好，這也與它的強(qiáng)度最大有關(guān)。粉煤灰對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響采用普通強(qiáng)度配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，摻用了萘系高效減水劑及2000度的增稠劑〔摻量為水泥質(zhì)量的0.2‰〕，砂的最大粒徑為0.60mm表4.11粉煤灰對(duì)砂漿性能指標(biāo)測試數(shù)據(jù)粉煤灰摻量〔%〕稠度〔mm〕擴(kuò)展度〔mm〕3d抗折強(qiáng)度(MPa)3d抗壓強(qiáng)度(MPa)06118.34.215.7107319.54.014.5206919.93.413.7306320.23.311.6其稠度、擴(kuò)展度趨勢(shì)圖如下：圖4.14粉煤灰摻量對(duì)砂漿稠度、擴(kuò)展度的影響相同水膠比及摻入高效減水劑的情況下,研究了粉煤灰摻量對(duì)砂漿流動(dòng)度的影響,結(jié)果見上圖。從圖中看出,粉煤灰的摻入使砂的流動(dòng)度增加,摻量小的粉煤灰其漿體流動(dòng)度的增加較為明顯。這是由于粉煤灰是具有火山灰反響特性的球狀顆粒的混合材料。它可以從物理和化學(xué)兩方面對(duì)砂漿的流動(dòng)性產(chǎn)生影響。在物理方面，球狀顆粒的粉煤灰對(duì)砂漿的流動(dòng)性起到滾珠潤滑的作用；從化學(xué)方面，它對(duì)高效減水劑的吸附較少，使得高效減水劑能夠充分提高砂漿的流動(dòng)性。其3d強(qiáng)度趨勢(shì)圖如下：圖4.15粉煤灰摻量對(duì)砂漿3d強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果說明:水泥砂漿的3d強(qiáng)度隨粉煤灰摻量的增加而逐漸下降,當(dāng)粉煤灰摻量在40%～50%(屬大摻量范圍)時(shí),強(qiáng)度隨粉煤灰摻量下降的趨勢(shì)更為明顯。試驗(yàn)結(jié)果還說明:摻粉煤灰砂漿的早期強(qiáng)度低,這是因?yàn)樵诜勖夯遗c漿體之間、粉煤灰顆粒之間和粉煤灰與砂子之間缺乏有效的連接,拌合水吸附在粉煤灰和砂子外表會(huì)使局部水灰比增大。粉煤灰摻量增多,這種效應(yīng)越顯著,從而早期強(qiáng)度越低。在后期那么可通過顆粒間連接的強(qiáng)化和消耗氫氧化鈣來提高。增稠劑對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響采用普通強(qiáng)度配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，摻用了萘系高效減水劑，砂的最大粒徑為0.6mm表4.12增稠劑對(duì)砂漿稠度影響的數(shù)據(jù)記錄〔mm〕增稠劑摻量〔‰〕增稠劑種類稠度(mm)0.30.60.91.24000797768682000076746665400007272636310000069706262表4.13增稠劑對(duì)砂漿擴(kuò)展度影響的數(shù)據(jù)記錄〔mm〕增稠劑摻量〔‰〕增稠劑種類擴(kuò)展度(mm)0.30.60.91.2400022.522.120.119.62000022.321.820.019.24000022.220.518.919.110000021.819.818.418.5其趨勢(shì)圖如下：圖4.16增稠劑對(duì)砂漿稠度的影響圖4.17增稠劑對(duì)砂漿擴(kuò)展度的影響由圖4.16和圖4.17可知，同種增稠劑隨著摻量的增加，砂漿的稠度、擴(kuò)展度呈明顯的下降趨勢(shì)。而同種摻量情況下，增稠劑稠度越小的對(duì)砂漿稠度、擴(kuò)展度的提高效果越明顯。表4.14增稠劑對(duì)砂漿3d抗折強(qiáng)度影響的數(shù)據(jù)記錄〔MPa〕增稠劑摻量〔‰〕增稠劑種類強(qiáng)度〔MPa〕0.30.60.91.240003.03.13.22.8200003.53.23.22.7400003.03.33.12.91000002.83.32.92.9表4.15增稠劑對(duì)砂漿3d抗壓強(qiáng)度影響的數(shù)據(jù)記錄〔MPa〕增稠劑摻量〔‰〕增稠劑種類強(qiáng)度〔MPa〕0.30.60.91.2400011.610.912.28.32000010.210.510.49.1400009.910.412.09.01000009.010.810.010.0其趨勢(shì)圖如下：圖4.18增稠劑對(duì)砂漿3d抗折強(qiáng)度影響圖4.19增稠劑對(duì)砂漿3d抗壓強(qiáng)度影響由圖4.18和圖4.19可以看出，增稠劑在砂漿的強(qiáng)度影響方面現(xiàn)象不是很明顯，沒有很強(qiáng)的規(guī)律性，但是，在整體上來說，增稠劑的參加還是提高了砂漿的早期強(qiáng)度值的。增稠劑對(duì)于砂漿來說，主要目的還是保證砂漿有良好的流動(dòng)性能，防止或減少砂漿的失水。在砂漿中參加適量的增稠劑，由于增稠劑的保水作用使得自由水被遷移約束，從而降低顆粒間的摩擦阻力。增稠劑雖然能使水溶液粘度增大，液體分子與固體粒子之間的摩擦力增大，但這種阻力的增大要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固體粒子之間的摩擦力，所以能有效降低總的抗剪力。5結(jié)論〔1〕減水劑對(duì)砂漿流動(dòng)性和強(qiáng)度的影響不僅與其的種類，還與其摻量有關(guān)。當(dāng)砂漿的流動(dòng)度較大時(shí)，高效減水劑的影響較小，即種類與摻量之間的差異較小。反之，砂漿流動(dòng)度較低時(shí)，高效減水劑的影響較為明顯?！?〕砂子的級(jí)配對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響：特細(xì)砂的使用能很好的改善砂漿的和易性，尤其是流動(dòng)性的提高。〔3〕粉煤灰等量取代水泥,可使粉煤灰砂漿的流動(dòng)度增加。砂漿的流動(dòng)度不僅與粉煤灰細(xì)度有關(guān),還與其摻量有關(guān),最大流動(dòng)度由兩者共同決定。〔4〕粉煤灰摻量的增加使硬化漿體的早期強(qiáng)度降低。粉煤灰細(xì)度的增加對(duì)硬化漿體的強(qiáng)度影響較大,且水膠比越低,粉煤灰的密實(shí)填充和微集料效應(yīng)越顯著。〔5〕砂漿配合比在砂漿流動(dòng)性影響方面，根據(jù)相關(guān)資料，在保持外加劑等其它根本條件不變的情況下，水灰比越大，流動(dòng)性越好?！?〕增稠劑對(duì)砂漿流動(dòng)性提高的同時(shí)，增強(qiáng)了砂漿的保水性，減少了砂漿的泌水?！?〕膠的參加也很好的改善了砂漿的流動(dòng)性，而且砂漿的早期柔韌性也得到了很大的提高。參考文獻(xiàn)[1]楊子生.自流平砂漿的研究與應(yīng)用〔碩士論文〕.鄭州大學(xué)土木工程系.2002[2]苑建生.地面自流平材料的開展動(dòng)向.建筑技術(shù)[3]王學(xué)森，朱雙華.超自流平砂漿研究.混凝土.2001.第10期[4]張冠倫，張?jiān)评砭幹?混凝土外加劑原理及其應(yīng)用技術(shù).上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.1985[5]吳承禎.混合材料微粉對(duì)水泥砂漿性能的影響.南京化工大學(xué)學(xué)報(bào).1999.第9期.40~43頁[6]楊靜編著.建筑材料.中國水利水電出版社.2004[7]楊紹林編著.建筑砂漿實(shí)用手冊(cè).中國建筑工業(yè)出版社.2003[8]張長清，蔣聚桂.特細(xì)砂砂漿流變性能研究.武漢城市與建設(shè)管理學(xué)報(bào).1998.第三期.21~24頁[10]王小衛(wèi).影響砂漿流動(dòng)性能的因素分析.采礦技術(shù).2001.第12期.6~7頁[11]吳承禎.水泥及減水劑種類對(duì)水泥砂漿性能的影響.南京化工大學(xué)學(xué)報(bào).1999.第11齊.36~39頁[12]馮乃謙.高性能混凝土.中國建筑工業(yè)出版社.1996.68~81頁[13]吳中偉.綠色高性能混凝土與科技創(chuàng)新.建筑材料學(xué)報(bào).1998.第1期.1~7頁[14]唐明，陳輝.高摻量粉煤灰自流平砂漿性能的研究.建筑技術(shù)開發(fā).2004.第6期.53~54頁[15]MathotraV.M.etal.StructuralConcreteIncorporatingHigh2VolumeofASTMClassFFlyAsh.ACImaterialsJounal.Vol86.No.5pp507~514.1999[16]JGJ98--2000.砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S][17]JGJ70--90.建筑砂漿根本性能試驗(yàn)方法[S]砂漿在建筑史上是一種較早出現(xiàn)的建筑材料之一。在漫長的開展過程中，砂漿始終被廣泛應(yīng)用于建筑物的重要部位。砂漿是由膠結(jié)料、細(xì)骨料、摻和料和水，以及根據(jù)需要參加外加劑等，并按一定比例配制而成的建筑工程材料。在建筑中起著粘接、襯墊和傳遞應(yīng)力的作用。砂漿作為一個(gè)大家族，其性質(zhì)、品種、用途各不相同。就其分類，按膠結(jié)材的不同，砂漿可分為石灰砂漿、水泥砂漿、混合砂漿等；按用途分，主要有砌筑砂漿、抹灰砂漿、裝飾砂漿、防水砂漿、保溫隔熱砂漿、耐腐蝕砂漿、防輻射砂漿等；而按堆積密度砂漿又可分為重質(zhì)砂漿和輕質(zhì)砂漿等等。而這些都是一般的傳統(tǒng)砂漿具有的性質(zhì)特征，隨著社會(huì)的開展進(jìn)步越來越不能滿足人們的要求了。改革開放以來，我國的建材行業(yè)有了長足的開展，但是隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑材料的質(zhì)量要求與需求也越來越高了。這就要求我們對(duì)建筑材料不僅要在質(zhì)量上提高，更要在材料的功能、性能、裝飾等效果上提高。作為傳統(tǒng)的建筑材料——水泥砂漿，在房屋建設(shè)中曾經(jīng)發(fā)揮了巨大的功能作用，滿足了以前人們的生活需求和對(duì)房屋使用性能的要求，在施工技術(shù)上和施工工藝上也符合當(dāng)時(shí)的時(shí)代特征。由于砂漿在施工過程中是一個(gè)勞動(dòng)密集型工作，由于起科技含量不高，故在其施工過程中，必然存在著許多的缺點(diǎn)和難以防止的問題。隨著科技的進(jìn)步，以及人們對(duì)日益增長的物質(zhì)文化生活的需要，人們對(duì)房屋的使用標(biāo)準(zhǔn)及舒適程度都有了大步的提高與要求。作為傳統(tǒng)的水泥砂漿那么很難滿足要求。而且它本身存在平整度的質(zhì)量要求，很難為后繼工程提供一個(gè)良好的前提條件。作為施工單位來講，由于要降低施工費(fèi)用、縮短工程周期、取得更好的施工質(zhì)量，水泥砂漿的施工已無法滿足要求，它要求有砂漿有較好的流動(dòng)性，而對(duì)自流平砂漿的研究就可以解決這個(gè)問題。因此，研究砂漿的流動(dòng)性有助于對(duì)自流平砂漿的研究與開發(fā)。砂漿流動(dòng)性的研究主要集中在自流平砂漿的研究上。自流平砂漿具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1.提高工程質(zhì)量，縮短工程周期。由于其良好的流動(dòng)性，自流平性成為了自流平砂漿的的最大特征。將其拌勻成漿體澆注后能在自重和自應(yīng)力的作用下自由流動(dòng)形成一水面層，克服了普通水泥平整度難以控制的質(zhì)量通病。流動(dòng)性良好的砂漿還具有以下特性：〔1〕品質(zhì)穩(wěn)定。〔2〕施工效率高?？梢员盟蜐沧ⅲ挥脭備?，可節(jié)省人力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。〔3〕施工管理便利?！?〕在樓地面的均勻性、密實(shí)性、強(qiáng)度、平整度、裂縫方面都能得到充分保障。2.促進(jìn)建筑技術(shù)的進(jìn)步，推進(jìn)建筑業(yè)的現(xiàn)代化。隨著建筑水平的提高，現(xiàn)代化的建筑要求的不僅是更高的建筑功能質(zhì)量，更多的是要求建筑面向現(xiàn)代化。積極開展較好性能的新型建筑材料是促進(jìn)建筑技術(shù)進(jìn)步的重要條件之一，也是推進(jìn)建筑材料現(xiàn)代化的必由之路。而砂漿的流動(dòng)性的研究就是其中一項(xiàng)有意義的課題。3.改善工作、生活學(xué)習(xí)環(huán)境，適應(yīng)人民生活水平的不斷提高。人們追求良好的生活環(huán)境就是追求優(yōu)美、舒適的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境。這就要求提高房屋標(biāo)準(zhǔn)，改善房屋的使用功能和裝飾、裝飾質(zhì)量及增加有關(guān)設(shè)施。而這些都相應(yīng)的要求各種新型材滿足要求。由此可以看出開發(fā)自流平砂漿的必要性了，但這就需要我們?cè)诹鲃?dòng)性方面的研究加強(qiáng)。國外對(duì)砂漿性能的研究起步較早，對(duì)其的研究方面也頗多，而在砂漿流動(dòng)性的研究上主要集中在流動(dòng)性的影響因素上。我國對(duì)砂漿流動(dòng)性的研究起步的較晚，主要從組成砂漿的原材料著手，找出與此特性相關(guān)的摻料，從其材料本身的性質(zhì)〔物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)〕以及和其它材料進(jìn)行復(fù)合是所起的反響與結(jié)果去著手進(jìn)行研究。致力于其根本因素對(duì)它的影響。作為砂漿流動(dòng)性的研究中存在著以下的影響因素：膠結(jié)材的種類和用量、用水量、細(xì)骨料的粗細(xì)程度、粒形及級(jí)配、攪拌時(shí)間、外加劑摻量及種類等。為此我們采用了實(shí)驗(yàn)的方法從理論上論證，找出各種影響砂漿流動(dòng)性的因素的規(guī)律，并提出改善砂漿流動(dòng)性的方法。砂漿流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是要通過添加外加劑和輔助材料來對(duì)普通砂漿的流動(dòng)性改良和提高，從而研制出滿足施工工藝和用戶使用要求的自流平砂漿。重點(diǎn)研究內(nèi)容：1〕減水劑種類對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；2〕級(jí)配對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；3〕對(duì)砂漿流變特性的研究。因此在該實(shí)驗(yàn)中不僅選取了不同級(jí)配、不同減水劑種類對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響進(jìn)行測試的，也對(duì)不同配合比的影響進(jìn)行了檢測。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備主要選擇了砂漿的以下三個(gè)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測定的：〔1〕稠度；〔2〕擴(kuò)展度〔流動(dòng)度〕；〔3〕強(qiáng)度。砂漿流動(dòng)度的影響因素可通過以下分析作為依據(jù)：1.水灰比的影響。保持砂漿膠砂比不變，水灰比增加，水泥絮凝體結(jié)構(gòu)凝聚程度降低致使液體內(nèi)部的塑性粘度和屈服應(yīng)力都降低。同時(shí)用水量增大，固相體積組分減少，砂漿粘度也降低。因?yàn)樯皾{中的水泥和沙粒以點(diǎn)接觸，產(chǎn)生內(nèi)聚力。內(nèi)聚力的大小取決于粒子的形態(tài)、大小及固體數(shù)目。內(nèi)聚力是隨著用水量的增大而迅速下降的。故增大水灰比砂漿屈服應(yīng)力下降。2.減水劑的作用。水泥加水?dāng)嚢璁a(chǎn)生絮凝狀結(jié)構(gòu)，其中包裹了許多拌和水，降低了砂漿的流動(dòng)性。參加減水劑就可以把其中包裹的水分釋放出來，增大砂漿的流動(dòng)性。減水劑是外表活性劑，摻入后，減水劑的憎水基團(tuán)必然吸附在水泥顆粒外表，而親水基團(tuán)指向水溶液，形成吸附膜。這種定向吸附，使水泥顆粒外表帶有相同符號(hào)的電荷，產(chǎn)生電斥力，使水泥在加水初期所形成的絮凝結(jié)構(gòu)分散解體，因此，釋放出絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水，提高了流動(dòng)性。同時(shí)，水泥顆粒外表定向吸附的減水劑，使水泥顆粒外表被潤濕，在顆粒外表形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒間的直接接觸，起到了潤滑作用。由于減水劑所起的吸附與分散、濕潤與潤滑作用，促使水泥凈漿的流動(dòng)性增加。因此，砂漿中參加減水劑，塑性粘度和屈服應(yīng)力都有所降低。3.砂子級(jí)配的影響。砂對(duì)砂漿塑性粘度和屈服應(yīng)力的影響，表現(xiàn)在砂粒的外表特征和粒度分布上。外表粗糙、棱角多，砂粒接觸時(shí)摩擦阻力增大，流變參數(shù)增加；顆粒細(xì)小，比外表積大，用于潤滑砂漿外表和填充空隙的水泥漿量增大〔用總水泥漿量表示〕。總水泥漿量一定，減少砂的比外表積，降低砂的空隙率，潤滑膜的厚度相應(yīng)增加，砂粒接觸機(jī)率減少，能增大砂漿流動(dòng)性。根據(jù)上述機(jī)理可以看出，流動(dòng)性的改善可以通過采用合理的配合比，再摻以高效減水劑〔也可復(fù)合以粉煤灰〕使其保塑時(shí)間增長，這樣得到的砂漿不需振搗、抹面，可以自流平，并且可用于泵送施工。綜上所述，從影響砂漿流動(dòng)性最根本的因素著手是研究與改善砂漿流動(dòng)性，開發(fā)自流平砂漿行之有效的方法。砂漿流動(dòng)性的研究有助于更好更廣的把砂漿應(yīng)用到實(shí)處，更好的發(fā)揮它的潛在作用。參考文獻(xiàn)[1]楊子生.自流平砂漿的研究與應(yīng)用〔碩士論文〕.鄭州大學(xué)土木工程系.2002[2]王學(xué)森，朱雙華.超自流平砂漿研究.混凝土.2001.第10期[3]張冠倫，張?jiān)评砭幹?混凝土外加劑原理及其應(yīng)用技術(shù).上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.1985[4]馮乃謙.高性能混凝土.中國建筑工業(yè)出版社.1996.68~81頁[5]陳建奎.混凝土外加劑的原理與應(yīng)用.中國方案出版社.1977[6]楊靜編著.建筑材料.中國水利水電出版社.2004[7]楊紹林編著.建筑砂漿實(shí)用手冊(cè).中國建筑工業(yè)出版社.2003[8]張長清，蔣聚桂.特細(xì)砂砂漿流變性能研究.武漢城市與建設(shè)管理學(xué)報(bào).1998.第三期.21~24頁[9]吳中偉.綠色高性能混凝土與科技創(chuàng)新.建筑材料學(xué)報(bào).1998.第1期.1~7頁[10]王小衛(wèi).影響砂漿流動(dòng)性能的因素分析.采礦技術(shù).2001.第12期.6~7頁[11]吳承禎.水泥及減水劑種類對(duì)水泥砂漿性能的影響.南京化工大學(xué)學(xué)報(bào).1999.第11齊.36~39頁畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕開題報(bào)告課題的目的及意義〔含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析〕砂漿在建筑史上是一種較早出現(xiàn)的建筑材料之一。在漫長的開展過程中，砂漿始終被廣泛應(yīng)用于建筑物的重要部位。砂漿用途廣泛，主要用作砌筑、抹灰、裝飾、防水、保溫隔熱、耐腐蝕、防輻射等諸多地方。在諸多的砂漿種類中，建筑砂漿的質(zhì)量是直接影響建筑工程質(zhì)量的。因此砂漿的各種性能，如：新拌砂漿的和易性，砂漿硬化后的強(qiáng)度、變形性、抗凍性及靜力受壓彈性模量，等等，各種指標(biāo)在測試過程中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格控制在實(shí)際使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。而砂漿的性能中砂漿拌合物的和易性是其中一個(gè)影響重要因素。砂漿的和易性包括流動(dòng)性和保水性兩方面。保水性是新拌砂漿內(nèi)部水分不泌出流失的性能。流動(dòng)性那么是指砂漿拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的性能。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中我們就流動(dòng)性這方面進(jìn)行單獨(dú)的深入討論。砂漿的流動(dòng)性用砂漿稠度儀測定，以沉入度或稠度〔mm〕表示。稠度值大的砂漿表示流動(dòng)性較好。影響砂漿流動(dòng)性的因素很多，如膠結(jié)材的種類和用量、用水量、細(xì)骨料的粗細(xì)程度、粒形及級(jí)配、攪拌時(shí)間、外加劑摻量及種類等。當(dāng)砂漿原材料確定以后，流動(dòng)性大小主要決定于用水量。因此，施工中常以用水量的多少來調(diào)整砂漿稠度。外加劑及級(jí)配對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響是該課題研究的主要方向。目前，國內(nèi)外對(duì)砂漿流動(dòng)性的研究主要集中在探討水灰比、外加劑〔以減水劑為主〕、顆粒粒徑的分析研究上。外加劑中以高效減水劑為例。減水劑是外表活性劑，在與水泥加水?dāng)嚢韬笃鸬轿脚c分散、濕潤與潤滑作用，促使水泥凈漿的流動(dòng)性增加。因此，特細(xì)砂砂漿中參加減水劑，塑性粘度和屈服應(yīng)力都降低。從而，在研究外加劑對(duì)砂漿的流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)有助于節(jié)約水泥用量，提高強(qiáng)度和耐久性，減少拌和水用量。而砂顆粒級(jí)配的影響主要表現(xiàn)在砂粒的外表特征和粒度的分布上。對(duì)于這些方面的深入研究有助于通過提高流動(dòng)性來改善和易性。提高新拌砂漿的和易性易在粗糙的磚石基面上鋪抹成均勻的薄層，而且能和底面緊密黏結(jié)，既便于施工操作，提高生產(chǎn)效率，又能保證工程質(zhì)量。因此，研究砂漿的流動(dòng)性影響因素對(duì)自流平砂漿及其它相關(guān)種類砂漿性能的改善與提高都有極大的幫助。課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑及進(jìn)度方案課題任務(wù)：針對(duì)砂漿流動(dòng)性存在以下的影響因素：膠結(jié)材的種類和用量、用水量、細(xì)骨料的粗細(xì)程度、粒形及級(jí)配、攪拌時(shí)間、外加劑摻量及種類等，我們?cè)诖舜螌?shí)驗(yàn)中就外加劑的種類和細(xì)集料的級(jí)配這兩方面的影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究分析并加以總結(jié)，從而得到在改善砂漿流動(dòng)性的方法與措施，以提高自流平砂漿等的優(yōu)良性能。重點(diǎn)研究內(nèi)容：減水劑種類對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；2〕級(jí)配對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響；3〕對(duì)砂漿流變特性的研究。實(shí)現(xiàn)途徑及進(jìn)度方案：1〕2月25日~3月11日，收集并整理資料，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。了解影響砂漿流動(dòng)性的因素，明確課題的研究目的和意義，并了解國內(nèi)外的研究動(dòng)向。2〕3月12日~5月11日，實(shí)驗(yàn)中。根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，先進(jìn)行前期的準(zhǔn)備工作，如原材料的購置，試劑的試配，實(shí)驗(yàn)儀器的檢修等。一切就緒后，再根據(jù)砂漿的實(shí)驗(yàn)配合比進(jìn)行砂漿的配制。在配制好一組基準(zhǔn)砂漿后，在分別做五組，其中三組摻入不同種類的高效減水劑，另外兩組參加不同與基準(zhǔn)砂漿中沙子級(jí)配的沙子。對(duì)新拌砂漿測其稠度值及其擴(kuò)展度、粘度，并加以成型。待28d養(yǎng)護(hù)后測其抗壓強(qiáng)度值。記錄上述測試結(jié)果。3〕5月12日~5月19日，定論文初稿。對(duì)測試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并加以分析總結(jié)，初步完成論文，提出存在問題。4〕5月20日~5月27日，對(duì)存在的問題補(bǔ)做局部小實(shí)驗(yàn)。5〕5月28日~5月31日，完善論文。根據(jù)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完善初稿中存在的問題，結(jié)束課題研究。報(bào)告人簽名：2005年3月8日3：導(dǎo)師意見導(dǎo)師簽名：年月日開題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始后兩周內(nèi)完成?！罢n題的目的及意義〞至少800字，“課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑及進(jìn)度方案〞至少600字。教務(wù)處制外文翻譯:貝利特礦水泥中硫酸鈣對(duì)不同時(shí)間砂漿流動(dòng)性的影響T.Okamura*、H.Harada*和M.daimon#*中心研究實(shí)驗(yàn)室，齊齊布盎都水泥公司，長崎，日本#無機(jī)材料部門，悉尼技術(shù)研究院，悉尼，日本〔1998年2月4號(hào)收稿：1993年6月13號(hào)定稿〕摘要：添加了聚羧酸酯類高效減水劑的砂漿流動(dòng)性，主要是研究砂漿拌和后流動(dòng)性隨時(shí)間的改變，以及討論含有低間隙相的貝利特礦水泥中硫酸鈣的種類及含量的影響。拌和后，貝利特礦水泥的流動(dòng)性首先立即增大而后隨著含有的CaSO4.0.5H2O的液相的飽和度的增大而減小。另一方面，流動(dòng)性隨著飽和度的增大而減少。液相的飽和度在很大程度上依賴于CaSO4.0.5H2O的含量，幾乎不受其它種類CaSO引言：同其它波特蘭水泥相比，貝利特水泥含有低水化熱，并且隨著貝利特礦含量增加而后強(qiáng)減少的水泥。這種水泥同樣有較高的流動(dòng)性。因此，這種水泥廣泛用于高流動(dòng)性水泥和高強(qiáng)砼及低熱砼。貝利特水泥的高流動(dòng)性主要是由于它相當(dāng)少的間隙相〔C4F和C4通常，水泥的性質(zhì)，例如，燒結(jié)度、細(xì)度、顆粒粒徑分布，對(duì)于流動(dòng)性非常重要。更多的是，我們都知道，水泥漿體中含有高濃度的縮合萘基鈉磺化鹽為主組分的超塑化劑。這類水泥漿體的流動(dòng)性主要取決于CaSO4的種類和含量及硫酸堿，因?yàn)榱蛩猁}說明了間隙相中超塑化集的吸附作用。然而聚羧酸酯類高效減水劑可以在一些新技術(shù)中獲得，如先經(jīng)過接枝共聚物的位阻效應(yīng)再經(jīng)過交聯(lián)聚合物的作用。近年來，這類減水劑主要用于高流動(dòng)性砼和高強(qiáng)度砼。它們?cè)跍p小塌落度損失方面效果明顯。這說明該減水劑的分散效應(yīng)主要依靠位阻效應(yīng)而非靜電斥力。最近，Uchikawaetal首先用原子顯微鏡和電動(dòng)電位測試方法證明了化學(xué)外加劑的位阻斥力可吸附水泥顆粒。因此，這可能就是聚羧酸酯類高效減水劑同石蠟油基磺化鹽超塑化劑對(duì)流動(dòng)性的不同作用機(jī)理。本文中，主要是研究添加了聚羧酸酯類高效減水劑的砂漿拌和后流動(dòng)性隨時(shí)間的改變，以及討論貝利特礦水泥中硫酸鈣的種類及含量的影響。試樣及實(shí)驗(yàn)步驟：試樣主要使用了一家廠生產(chǎn)的三種不同含量的CaSO4.2H2O和ⅡCaSO4貝利特礦水泥。表1列出了三種水泥的不同性質(zhì)，如細(xì)度、礦物組成、各種硫酸鈣的含量等。BC-1僅由CaSO4.2H2O研磨而成，其中SO3含量為2.2%；含CaSO4.2H2O和ⅡCaSO4的BC-2，BC-3中的SO3含量分別為2.6%和2.9%。另外，實(shí)驗(yàn)室配制的5種水泥也在使用中。表2中列出了它們?cè)谄胀ㄋ嘀蠧aSO4.0.5H2O的不同摻量。CaSO4.0.5H2O是由勃氏比外表積為6700cm2/g的CaSO4.2H2O在表1普通球磨機(jī)研磨的水泥礦物的性質(zhì)注：n值由式：R2O,N2O+0.658K2O中計(jì)算而得;Gyp,表示CaSO4.2H2O；Hem表示CaSOH2O；An表示ⅡCaSO4；Gyp和Hem中SO3〔%〕含量用DSC法計(jì)算而得；An中SO3〔%〕含量由熟料中SO3〔%〕含量的0.4%計(jì)算而得。Ogasapit砂作為細(xì)集料使用，使用了SP-M，SP-R兩種高效減水劑。SP-M是一類典型的聚羧酸酯類減水劑，SP-R是有復(fù)雜的聚羧酸鹽和交聯(lián)聚合物的聚羧酸類減水劑。實(shí)驗(yàn)步驟拌和后砂漿的流動(dòng)性隨時(shí)間的變化情況：拌和砂漿固定砂漿水灰比W/C=30%〔以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，下同〕，砂灰比S/C=147%，這同水灰比W/C=30%，砂集比 S/C=50%〔體積分?jǐn)?shù)〕，用水量為165kg/m3的高流動(dòng)度砼相同。SP-M,SP-R的摻量是水泥摻量的2%，外加劑廠家推薦的兩種形變劑也用來減少氣泡對(duì)砂漿流動(dòng)性的影響。SP-R中形變劑摻量為水泥摻量的0.03%，SP-M的是0.04%。砂漿在20℃下拌和5min，不經(jīng)過振動(dòng)桌振動(dòng)測其拌和后0min，15min，30min，60min液相離子濃度：在SP-M含量是3%，水泥顆粒懸浮在W/C=1.00%的水中5min，20℃下。隨后，過濾得到液相懸浮體。OH-濃度靠滴定測得，而Ca2+, SO42+,Na+,K+濃度可由ICP測定。根據(jù)Kondoetal的關(guān)于CaSO4.2H2O的液相飽和度計(jì)算要根據(jù)液相離子濃度計(jì)算每種離子濃度。雖然Ca2+高效減水劑的吸收量：用上述方法得到的液相中的高效減水劑的濃度可以用有機(jī)分析儀測定。高效減水劑外表吸附的水泥顆粒含量可以計(jì)算出。表2實(shí)驗(yàn)室商品水泥試樣注：Hem表示CaSOH2O砂漿流動(dòng)度〔mm〕砂漿流動(dòng)度〔mm〕砂漿流動(dòng)度〔mm〕砂漿流動(dòng)度〔mm〕凝結(jié)時(shí)間〔min〕凝結(jié)時(shí)間〔min〕凝結(jié)時(shí)間〔min〕凝結(jié)時(shí)間〔min〕圖1每種商品水泥砂漿流動(dòng)度隨時(shí)間的改變結(jié)果：商品水泥的流動(dòng)性圖1中列出了3種商品水泥流動(dòng)性隨時(shí)間的變化。摻了CaSO4.2H2O和ⅡCaSO4的BC-2的砂漿流動(dòng)度低于只摻CaSO4.2H2O的BC-1砂漿，而BC-2的砂漿流動(dòng)度低隨時(shí)間而減小，尤其是在拌和后的前0到15分之間。另一方面，同樣含了CaSO4.2H2O和ⅡCaSO4的BC-3的砂漿流動(dòng)度卻幾乎同BC-1型一樣。在這種情況下，直到測試完流動(dòng)性一直隨時(shí)間的增加而減少。三種商品水泥中，礦物組成、游離CaO含量、堿含量、細(xì)度、顆粒粒徑分布都沒有明顯的差異。然而，這些水泥在CaSO4的含量上各有不同。BC-1中SO3總含量低于其它兩種，但是它含有大量磨細(xì)過程中的CaSO4.2H2O脫水形成的CaSO4.0.5H2O。關(guān)于在水泥中使用的CaSO4.2H2O和ⅡCaSO4，應(yīng)該注意到，BC-2中的CaSO4.0.5H2O含量低，相反，BC-3中CaSO4.0.5H2O含量與結(jié)果說明，摻有聚羧酸酯類高效減水劑的砂漿流動(dòng)性極大程度上取決于水泥中CaSO4的種類與摻量。CaSO4在砂漿流動(dòng)性隨時(shí)間改變上的影響也是十清楚顯的。新拌砂漿拌和后0到30min流動(dòng)度損失〔mm〕砂漿流動(dòng)度〔mm〕流動(dòng)度損失〔mm〕砂漿流動(dòng)度〔mm〕SO3的含量〔%〕SO3的含量〔%〕〔圖表中的數(shù)字是試樣名稱〕圖2.水泥中SO3含量與流動(dòng)性的關(guān)系〔SP-R：C×2.0%〕實(shí)驗(yàn)室配制水泥的流動(dòng)性同商品水泥一樣，砂漿流動(dòng)度和實(shí)驗(yàn)室配制水泥的流動(dòng)度損失以SO3含量的作用在表2，表3中表示出來了。只有BC-1的數(shù)據(jù)描繪出來與其它水泥的不同。另一方面，其它的SO3總含量明顯與流動(dòng)度相關(guān)。這再次證明，盡管SO3總量在水泥廠中常用作質(zhì)量控制，但缺乏以表示流動(dòng)性。與水泥相比，BC-2中的BC-2a、BC-2b、BC-2c砂漿流動(dòng)度在拌和后隨著SP-R中SO3含量的增加而增加。SO3含量的增加伴隨著流動(dòng)度損失的減少。盡管SO3 含量對(duì)砂漿流動(dòng)度的損失影響大于SP-R，但在SP-M中還是存在砂漿流動(dòng)性和流動(dòng)度損失的相同問題。表1中列出了BC-2的基準(zhǔn)水泥含有含SO3為0.3%的CaSO4.2H2O和含SO3為0.6%的CaSO4.0.5H