徐然等
摘 要:文章选择了四种常用的墙体配套砂浆,制作了相应的试件,在一定的环境条件下进行收缩性能测试,试验结果表明,特种干粉砂浆收缩最少,普通干粉砂浆收缩最大;当水料比增大时,砂浆的收缩量随着增大;对于普通干粉砂浆而言,增大幅度相对特种干粉砂浆较小,砂浆在一周内收缩速度增长较快,不同砂浆前期收缩速度相近;一周后砂浆收缩增长缓慢,不同种类砂浆,后期收缩不同;并建立了普通干粉砂浆和特种干粉砂浆的收缩模型。研究结果对控制建筑节能墙体的裂缝具有重要的指导意义。
关键词:配套砂浆;水料比;收缩性能;模型
随着我国经济建设的飞速发展,能源问题已经成为制约我国经济可持续发展的一个关键因素。住宅和公共建筑的外围护结构的热能损失较大,外围护结构中墙体占比重很大,所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节。节能墙体的开裂也是我们在追求耐久性和美观性时必须重点考虑的因素,解决节能墙体的开裂,选择合适配套的砂浆是一个重要的方面。砂浆是否具有良好的收缩性能在一定程度决定了墙体是否会出现裂缝,因此开展节能墙体配套砂浆收缩性的研究对墙体的开裂有重要的指导意义。
国内外节能墙体配套砂浆的研究发展很快,但仅仅从定性的角度对各个砂浆的收缩性质进行了比较,对于通过定量化的方法准确测定砂浆在各个龄期的收缩量,并对常用的节能墙体配套砂浆进行对比的很少。本文通过先进的测量方案,针对节能墙体配套的砌筑干粉砂浆、特种干粉砂浆(粘结剂)、普通砌筑砂浆和抹面抗裂干粉砂浆这四种砂浆在一定的温度和湿度环境下进行了收缩测试,同时也对普通干粉砂浆和特种干粉砂浆(粘结剂)在不同的水料比下进行了收缩测试,进而分析了不同干粉砂浆的收缩性质以及干粉砂浆在不同水料比下的一些收缩规律,并根据实验的数据建立了模型,对节能墙体配套砂浆在工程应用上有重要的指导意义。
1 试验方案
1.1 试验材料
试验采用的各种干粉砂浆均由浙江格瑞建材有限公司提供,试件相关参数如下表1所示。
1.2 干粉砂浆的收缩试验
砂浆的收缩试验按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,控制砂浆的流动度为150mm左右。水料比对砂浆收缩的影响试验也按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,分别成型两组即特种干粉砂浆(粘结剂)组和普通干粉砂浆组,特种干粉砂浆组分别按水料比0.2、0.25和0.3分为三组,每组三个试样;普通干粉砂浆组按水料比0.2、0.25和0.28分为三组(当普通干粉砂浆水料比取为0.3时,经反复试验,试件难以成型,选取0.28能较好进行对比),每组三个试样。试件成型后覆膜养护24h拆模,拆模后放入调温调湿箱内,保持在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中。安装好试样后,按时读取位移计的读数,并记录。
2 试验结果与分析
2.1 砂浆收缩试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出四种干粉砂浆的收缩量随龄期的变化关系,如图1。
由上述试验结果的对比可见,在试验的温度和湿度下,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
2.2 水料比对砂浆收缩的影响试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出两种干粉砂浆的收缩量在不同水料比下随龄期的变化关系曲线,如图2、图3。
通过图2-图3可以得出:(1)两种干粉砂浆均在龄期小于10天时收缩量增长很快,增长曲线接近线性,斜率很大,在龄期大于10天之后,收缩量增长比较平缓,增长曲线也接近线性,斜率比较小。(2)随着水料比的增大,这两种干粉砂浆的收缩量随之增大,在龄期小于7天前,各砂浆不同水料比收缩量基本相同,在龄期为7天到10天区间内,水料比越大,收缩量增加越明显,在龄期大于10天后,收缩量增长率大致相等,受水料比影响不大。(3)在龄期大于10天后,砂浆收缩量变化较缓,于是可将龄期10天定为抹面时间。
2.3 干粉砂浆收缩量与龄期关系模型的建立
分析图2和图3,不难看出特种干粉砂浆和普通干粉砂浆在不同的水料比下收缩量的变化与时间的关系曲线均相似,于是我们可以建立关于干粉砂浆收缩量和龄期变化的模型,通过拟合与比较,得出以下关系,如式1、式2:
代入上述实验数据进行验证,得出此模型拟合精度较高,完全可以用作实际工程的指导。笔者也曾试将水料比的变化考虑进去,通过认真的模拟分析,发现水料比和收缩量量之间并不能得出很好的关系。因此本模型给出常用水料比即0.25下特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量的模型系数,供实际工程参考:
对于特种干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.806,B=0.7831,C=17.8153
D=0.2479,E=0.02,F=Y(10)=0.8003
对于普通干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.7284,B=0.9699,C=11.6934
D=0.19,E=0.0375,F=Y(10)=0.7279
拟合值与试验值对比见图4、图5
由图4、图5可见,模型的拟合曲线与干粉砂浆试验值吻合较好,能够较好反应干粉砂浆收缩值随时间的变化规律。
3 结论
根据上述研究,可以得到如下结论:
3.1 在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
3.2 特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量在龄期小于10天时增长较快,之后缓慢增长,两种干粉砂浆均随着水料比的增大,收缩量增大。在龄期为7到10天区间内,高水料比的砂浆收缩量增长较大,但普通干粉砂浆的收缩量增大幅度比特种干粉砂浆的增大幅度要小。
3.3 当龄期为10天时,由于之后收缩量比较小,可以确定为施工抹面时间。
3.4 建立特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量随龄期增长变化的模型。
上述研究结果,对节能墙体配套砂浆应用,具有重要的指导意义。
参考文献
[1] 程波,钱晓倩,詹树林.低收缩防水抗裂干粉砂浆的研究[J].墙材革新与建筑节能,2003(11).
[2] 王培铭,张国防.建筑保温砂浆的研究进展[J].中国建材报,2008(B02).
[3] 吉翔.新型墙材配套防裂干混砂浆研究[D].南京:河海大学,2007.
[4] 李雪,张双喜,孙祥泰.保温砂浆性能分析[J].工业建筑,2000(04).
[5] 孙林柱,金国平.加气混凝土砌块和砂浆组合模型收缩的研究[J].武汉理工大学学报,2006(12).
[6] 黄治山,单春伟,杨旭.加气混凝土砌块砌筑保温砂浆的研制[J].新型建筑材料,2000(03).
[7] 郭佩玲,赵海南,黄华.外墙外保温节能墙体砂浆的研究与应用[J].低温建筑技术,2001(03).
[8] 钱晓倩,方明辉.试验方法对保温砂浆及系统测试结果的影响[J].新型建筑材料,2009(02).
[9] 权刘权,李东旭.干粉砂浆收缩性能及力学性能的研究[J].新型建筑材料,2007(05).
[10] 钱晓倩,孟涛,詹树林,钱匡亮.相对湿度对混凝土和砂浆收缩规律的影响[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006(02).
作者简介:杨昌民(1968- ),教授,研究方向:岩土工程及桥梁工程研究;杨芳(1965- ),副教授,研究方向:建筑节能减排、工程结构和材料研究。
摘 要:文章选择了四种常用的墙体配套砂浆,制作了相应的试件,在一定的环境条件下进行收缩性能测试,试验结果表明,特种干粉砂浆收缩最少,普通干粉砂浆收缩最大;当水料比增大时,砂浆的收缩量随着增大;对于普通干粉砂浆而言,增大幅度相对特种干粉砂浆较小,砂浆在一周内收缩速度增长较快,不同砂浆前期收缩速度相近;一周后砂浆收缩增长缓慢,不同种类砂浆,后期收缩不同;并建立了普通干粉砂浆和特种干粉砂浆的收缩模型。研究结果对控制建筑节能墙体的裂缝具有重要的指导意义。
关键词:配套砂浆;水料比;收缩性能;模型
随着我国经济建设的飞速发展,能源问题已经成为制约我国经济可持续发展的一个关键因素。住宅和公共建筑的外围护结构的热能损失较大,外围护结构中墙体占比重很大,所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节。节能墙体的开裂也是我们在追求耐久性和美观性时必须重点考虑的因素,解决节能墙体的开裂,选择合适配套的砂浆是一个重要的方面。砂浆是否具有良好的收缩性能在一定程度决定了墙体是否会出现裂缝,因此开展节能墙体配套砂浆收缩性的研究对墙体的开裂有重要的指导意义。
国内外节能墙体配套砂浆的研究发展很快,但仅仅从定性的角度对各个砂浆的收缩性质进行了比较,对于通过定量化的方法准确测定砂浆在各个龄期的收缩量,并对常用的节能墙体配套砂浆进行对比的很少。本文通过先进的测量方案,针对节能墙体配套的砌筑干粉砂浆、特种干粉砂浆(粘结剂)、普通砌筑砂浆和抹面抗裂干粉砂浆这四种砂浆在一定的温度和湿度环境下进行了收缩测试,同时也对普通干粉砂浆和特种干粉砂浆(粘结剂)在不同的水料比下进行了收缩测试,进而分析了不同干粉砂浆的收缩性质以及干粉砂浆在不同水料比下的一些收缩规律,并根据实验的数据建立了模型,对节能墙体配套砂浆在工程应用上有重要的指导意义。
1 试验方案
1.1 试验材料
试验采用的各种干粉砂浆均由浙江格瑞建材有限公司提供,试件相关参数如下表1所示。
1.2 干粉砂浆的收缩试验
砂浆的收缩试验按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,控制砂浆的流动度为150mm左右。水料比对砂浆收缩的影响试验也按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,分别成型两组即特种干粉砂浆(粘结剂)组和普通干粉砂浆组,特种干粉砂浆组分别按水料比0.2、0.25和0.3分为三组,每组三个试样;普通干粉砂浆组按水料比0.2、0.25和0.28分为三组(当普通干粉砂浆水料比取为0.3时,经反复试验,试件难以成型,选取0.28能较好进行对比),每组三个试样。试件成型后覆膜养护24h拆模,拆模后放入调温调湿箱内,保持在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中。安装好试样后,按时读取位移计的读数,并记录。
2 试验结果与分析
2.1 砂浆收缩试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出四种干粉砂浆的收缩量随龄期的变化关系,如图1。
由上述试验结果的对比可见,在试验的温度和湿度下,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
2.2 水料比对砂浆收缩的影响试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出两种干粉砂浆的收缩量在不同水料比下随龄期的变化关系曲线,如图2、图3。
通过图2-图3可以得出:(1)两种干粉砂浆均在龄期小于10天时收缩量增长很快,增长曲线接近线性,斜率很大,在龄期大于10天之后,收缩量增长比较平缓,增长曲线也接近线性,斜率比较小。(2)随着水料比的增大,这两种干粉砂浆的收缩量随之增大,在龄期小于7天前,各砂浆不同水料比收缩量基本相同,在龄期为7天到10天区间内,水料比越大,收缩量增加越明显,在龄期大于10天后,收缩量增长率大致相等,受水料比影响不大。(3)在龄期大于10天后,砂浆收缩量变化较缓,于是可将龄期10天定为抹面时间。
2.3 干粉砂浆收缩量与龄期关系模型的建立
分析图2和图3,不难看出特种干粉砂浆和普通干粉砂浆在不同的水料比下收缩量的变化与时间的关系曲线均相似,于是我们可以建立关于干粉砂浆收缩量和龄期变化的模型,通过拟合与比较,得出以下关系,如式1、式2:
代入上述实验数据进行验证,得出此模型拟合精度较高,完全可以用作实际工程的指导。笔者也曾试将水料比的变化考虑进去,通过认真的模拟分析,发现水料比和收缩量量之间并不能得出很好的关系。因此本模型给出常用水料比即0.25下特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量的模型系数,供实际工程参考:
对于特种干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.806,B=0.7831,C=17.8153
D=0.2479,E=0.02,F=Y(10)=0.8003
对于普通干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.7284,B=0.9699,C=11.6934
D=0.19,E=0.0375,F=Y(10)=0.7279
拟合值与试验值对比见图4、图5
由图4、图5可见,模型的拟合曲线与干粉砂浆试验值吻合较好,能够较好反应干粉砂浆收缩值随时间的变化规律。
3 结论
根据上述研究,可以得到如下结论:
3.1 在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
3.2 特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量在龄期小于10天时增长较快,之后缓慢增长,两种干粉砂浆均随着水料比的增大,收缩量增大。在龄期为7到10天区间内,高水料比的砂浆收缩量增长较大,但普通干粉砂浆的收缩量增大幅度比特种干粉砂浆的增大幅度要小。
3.3 当龄期为10天时,由于之后收缩量比较小,可以确定为施工抹面时间。
3.4 建立特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量随龄期增长变化的模型。
上述研究结果,对节能墙体配套砂浆应用,具有重要的指导意义。
参考文献
[1] 程波,钱晓倩,詹树林.低收缩防水抗裂干粉砂浆的研究[J].墙材革新与建筑节能,2003(11).
[2] 王培铭,张国防.建筑保温砂浆的研究进展[J].中国建材报,2008(B02).
[3] 吉翔.新型墙材配套防裂干混砂浆研究[D].南京:河海大学,2007.
[4] 李雪,张双喜,孙祥泰.保温砂浆性能分析[J].工业建筑,2000(04).
[5] 孙林柱,金国平.加气混凝土砌块和砂浆组合模型收缩的研究[J].武汉理工大学学报,2006(12).
[6] 黄治山,单春伟,杨旭.加气混凝土砌块砌筑保温砂浆的研制[J].新型建筑材料,2000(03).
[7] 郭佩玲,赵海南,黄华.外墙外保温节能墙体砂浆的研究与应用[J].低温建筑技术,2001(03).
[8] 钱晓倩,方明辉.试验方法对保温砂浆及系统测试结果的影响[J].新型建筑材料,2009(02).
[9] 权刘权,李东旭.干粉砂浆收缩性能及力学性能的研究[J].新型建筑材料,2007(05).
[10] 钱晓倩,孟涛,詹树林,钱匡亮.相对湿度对混凝土和砂浆收缩规律的影响[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006(02).
作者简介:杨昌民(1968- ),教授,研究方向:岩土工程及桥梁工程研究;杨芳(1965- ),副教授,研究方向:建筑节能减排、工程结构和材料研究。
摘 要:文章选择了四种常用的墙体配套砂浆,制作了相应的试件,在一定的环境条件下进行收缩性能测试,试验结果表明,特种干粉砂浆收缩最少,普通干粉砂浆收缩最大;当水料比增大时,砂浆的收缩量随着增大;对于普通干粉砂浆而言,增大幅度相对特种干粉砂浆较小,砂浆在一周内收缩速度增长较快,不同砂浆前期收缩速度相近;一周后砂浆收缩增长缓慢,不同种类砂浆,后期收缩不同;并建立了普通干粉砂浆和特种干粉砂浆的收缩模型。研究结果对控制建筑节能墙体的裂缝具有重要的指导意义。
关键词:配套砂浆;水料比;收缩性能;模型
随着我国经济建设的飞速发展,能源问题已经成为制约我国经济可持续发展的一个关键因素。住宅和公共建筑的外围护结构的热能损失较大,外围护结构中墙体占比重很大,所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节。节能墙体的开裂也是我们在追求耐久性和美观性时必须重点考虑的因素,解决节能墙体的开裂,选择合适配套的砂浆是一个重要的方面。砂浆是否具有良好的收缩性能在一定程度决定了墙体是否会出现裂缝,因此开展节能墙体配套砂浆收缩性的研究对墙体的开裂有重要的指导意义。
国内外节能墙体配套砂浆的研究发展很快,但仅仅从定性的角度对各个砂浆的收缩性质进行了比较,对于通过定量化的方法准确测定砂浆在各个龄期的收缩量,并对常用的节能墙体配套砂浆进行对比的很少。本文通过先进的测量方案,针对节能墙体配套的砌筑干粉砂浆、特种干粉砂浆(粘结剂)、普通砌筑砂浆和抹面抗裂干粉砂浆这四种砂浆在一定的温度和湿度环境下进行了收缩测试,同时也对普通干粉砂浆和特种干粉砂浆(粘结剂)在不同的水料比下进行了收缩测试,进而分析了不同干粉砂浆的收缩性质以及干粉砂浆在不同水料比下的一些收缩规律,并根据实验的数据建立了模型,对节能墙体配套砂浆在工程应用上有重要的指导意义。
1 试验方案
1.1 试验材料
试验采用的各种干粉砂浆均由浙江格瑞建材有限公司提供,试件相关参数如下表1所示。
1.2 干粉砂浆的收缩试验
砂浆的收缩试验按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,控制砂浆的流动度为150mm左右。水料比对砂浆收缩的影响试验也按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)的实验方法进行,分别成型两组即特种干粉砂浆(粘结剂)组和普通干粉砂浆组,特种干粉砂浆组分别按水料比0.2、0.25和0.3分为三组,每组三个试样;普通干粉砂浆组按水料比0.2、0.25和0.28分为三组(当普通干粉砂浆水料比取为0.3时,经反复试验,试件难以成型,选取0.28能较好进行对比),每组三个试样。试件成型后覆膜养护24h拆模,拆模后放入调温调湿箱内,保持在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中。安装好试样后,按时读取位移计的读数,并记录。
2 试验结果与分析
2.1 砂浆收缩试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出四种干粉砂浆的收缩量随龄期的变化关系,如图1。
由上述试验结果的对比可见,在试验的温度和湿度下,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
2.2 水料比对砂浆收缩的影响试验的结果和分析
根据实验得到的数据,可以绘出两种干粉砂浆的收缩量在不同水料比下随龄期的变化关系曲线,如图2、图3。
通过图2-图3可以得出:(1)两种干粉砂浆均在龄期小于10天时收缩量增长很快,增长曲线接近线性,斜率很大,在龄期大于10天之后,收缩量增长比较平缓,增长曲线也接近线性,斜率比较小。(2)随着水料比的增大,这两种干粉砂浆的收缩量随之增大,在龄期小于7天前,各砂浆不同水料比收缩量基本相同,在龄期为7天到10天区间内,水料比越大,收缩量增加越明显,在龄期大于10天后,收缩量增长率大致相等,受水料比影响不大。(3)在龄期大于10天后,砂浆收缩量变化较缓,于是可将龄期10天定为抹面时间。
2.3 干粉砂浆收缩量与龄期关系模型的建立
分析图2和图3,不难看出特种干粉砂浆和普通干粉砂浆在不同的水料比下收缩量的变化与时间的关系曲线均相似,于是我们可以建立关于干粉砂浆收缩量和龄期变化的模型,通过拟合与比较,得出以下关系,如式1、式2:
代入上述实验数据进行验证,得出此模型拟合精度较高,完全可以用作实际工程的指导。笔者也曾试将水料比的变化考虑进去,通过认真的模拟分析,发现水料比和收缩量量之间并不能得出很好的关系。因此本模型给出常用水料比即0.25下特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量的模型系数,供实际工程参考:
对于特种干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.806,B=0.7831,C=17.8153
D=0.2479,E=0.02,F=Y(10)=0.8003
对于普通干粉砂浆,水料比0.25时:
A=0.7284,B=0.9699,C=11.6934
D=0.19,E=0.0375,F=Y(10)=0.7279
拟合值与试验值对比见图4、图5
由图4、图5可见,模型的拟合曲线与干粉砂浆试验值吻合较好,能够较好反应干粉砂浆收缩值随时间的变化规律。
3 结论
根据上述研究,可以得到如下结论:
3.1 在相对湿度为(43±3)%,温度为(20±2)℃的环境中,四种砂浆收缩量大小为:普通砌筑砂浆> 抹面抗裂干粉砂浆>砌筑干粉砂浆>特种干粉砂浆。
3.2 特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量在龄期小于10天时增长较快,之后缓慢增长,两种干粉砂浆均随着水料比的增大,收缩量增大。在龄期为7到10天区间内,高水料比的砂浆收缩量增长较大,但普通干粉砂浆的收缩量增大幅度比特种干粉砂浆的增大幅度要小。
3.3 当龄期为10天时,由于之后收缩量比较小,可以确定为施工抹面时间。
3.4 建立特种干粉砂浆和普通干粉砂浆收缩量随龄期增长变化的模型。
上述研究结果,对节能墙体配套砂浆应用,具有重要的指导意义。
参考文献
[1] 程波,钱晓倩,詹树林.低收缩防水抗裂干粉砂浆的研究[J].墙材革新与建筑节能,2003(11).
[2] 王培铭,张国防.建筑保温砂浆的研究进展[J].中国建材报,2008(B02).
[3] 吉翔.新型墙材配套防裂干混砂浆研究[D].南京:河海大学,2007.
[4] 李雪,张双喜,孙祥泰.保温砂浆性能分析[J].工业建筑,2000(04).
[5] 孙林柱,金国平.加气混凝土砌块和砂浆组合模型收缩的研究[J].武汉理工大学学报,2006(12).
[6] 黄治山,单春伟,杨旭.加气混凝土砌块砌筑保温砂浆的研制[J].新型建筑材料,2000(03).
[7] 郭佩玲,赵海南,黄华.外墙外保温节能墙体砂浆的研究与应用[J].低温建筑技术,2001(03).
[8] 钱晓倩,方明辉.试验方法对保温砂浆及系统测试结果的影响[J].新型建筑材料,2009(02).
[9] 权刘权,李东旭.干粉砂浆收缩性能及力学性能的研究[J].新型建筑材料,2007(05).
[10] 钱晓倩,孟涛,詹树林,钱匡亮.相对湿度对混凝土和砂浆收缩规律的影响[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006(02).
作者简介:杨昌民(1968- ),教授,研究方向:岩土工程及桥梁工程研究;杨芳(1965- ),副教授,研究方向:建筑节能减排、工程结构和材料研究。