新概念湿拌砂浆开放时间的研究

蒋金明　李从波　陈均侨　尧　炼

新概念湿拌砂浆开放时间的研究

蒋金明1李从波2陈均侨3尧炼3

自2007年以来，从中央到地方政府投入了大量的人力财力先后在一百多个城市推广预拌砂浆并取得了良好的进展。随着近几年湿拌砂浆在广东地区的崛起，其成熟技术和应用推广成绩引起专家和行业关注。2014年上半年,全国有17个省生产湿拌砂浆，产量为179.06万立方米，比上年同期增加31.33万立方米，同比增长21.21%。其中广东省生产114.43万立方米，占全国总量63.9%。预拌砂浆分为干混砂浆和湿拌砂浆，目前，就全国范围而言，干混砂浆是预拌砂浆的主流，国家、行业和地方标准也主要针对干混砂浆，干混砂浆的技术水平也处于成熟阶段。而湿拌砂浆由于担忧其质量稳定性，一直受到忽略。随着近几年的湿拌砂浆技术体系逐步发展，湿拌砂浆的质量稳定性获得了市场的认可。但是，湿拌砂浆技术体系的巩固和完善，还需要行业人士和专家的共同努力和探讨。

一、湿拌砂浆质量稳定性表征物理量的探讨

凝结时间是指预拌砂浆从加水拌和到具有一定强度的时间间隔，可分为初凝时间与终凝时间。初凝时间是指从预拌砂浆自加水拌和到预拌砂浆刚开始失去塑性的时间间隔。终凝时间是指从预拌砂浆自加水拌和到预拌砂浆完全失去塑性的时间间隔。

可操作时间则是指预拌砂浆加水搅拌好后到能施工而不影响其性能的最长时间间隔。

开放时间是一个描述砂浆拌合物施工性的新概念。自湿拌砂浆加水搅拌起，拌合物保持其施工及力学性能持续稳定的时间间隔。其表征湿拌砂浆从在搅拌站生产、运输到在工地存放、二次运输、抹灰操作的全过程的施工特征和力学性能的综合性指标。与凝结时间、可操作时间不同，开放时间能表述湿拌砂浆搅拌站集中生产、集中配送和工地现取现用的全过程的质量要求。

二、开放时间测试方法

在开放时间内，湿拌砂浆的性能指标通过下面四个指标反映：稠度损失率、表观密度变化率、相对泌水率和抗压强度变化率。

⒈砂浆稠度损失率按S=(S0-Sk)/S0 x100%

S—砂浆稠度损失率，%，精确到0.1%；

S0—砂浆初始稠度，单位为毫米（mm）；

Sk—设计开放时间测试的砂浆稠度，单位为毫米（mm）；

⒉表观密度变化率按ρ=|ρk-ρ0|/ρ0 x100%

ρ0—砂浆拌合物的初始表观密度（kg/m3）；

ρk—达到设计开放时间砂浆拌合物的表观密度（kg/m3）；

ρ—砂浆拌合物的表观密度变化率，%，精确到0.1%；

⒊相对泌水率按B=Vk/Vx100%

B—砂浆相对泌水率（%）；

Vk—砂浆在设计开放时间时的泌水总量（ml）；

V—在量筒内灌入的砂浆总量（ml）。

⒋抗压强度变化率按f=|f0-fk|/f0 x100%

f—抗压强度变化率，%，精确到0.1%；

f0—砂浆初始抗压强度，单位为Mpa；

fk—设计开放时间测试的砂浆抗压强度，单位为Mpa。

三、开放时间指标的确定

以广州大学、广州浪淘砂和广州协堡创新地开发出“新概念湿拌砂浆”，并且依据建筑工程的实际需求，针对湿拌砂浆的生产及应用特性，在砂浆“凝结时间”的基础上,提出一个质量内控的新概念：开放时间。目前，新概念湿拌砂浆成功应用国内许多工程项目，如：广州东塔、广州新图书馆、广州富力金港城、万科府前一号、保利香雪山、华南碧桂园、广州亚运城房建三标（南区）、敏捷锦绣新天地、杭州之江时代中心等。开放时间的指标研究试验采用广泛应用工程项目的成熟湿拌砂浆配方体系，本实验方案的开放时间设计值为24小时。

⒈原材料

水泥:PO42.5水泥，211kg/m3

砂:河砂，模数2.5，含泥量1.3%，1350kg/m3

石粉：105kg/m3

减水剂:LADOS醚化聚羧酸LD-2010N8kg/m3

调节剂:LADOSLD-10N2kg/m3

水：250 kg/m3

⒉试验方法和步骤

从湿拌砂浆加水搅拌完成后，从生产现场取10组15L砂浆拌合物分别装入密闭容器内，砂浆放置时间分别为：0小时、2小时、4小时、6小时、8小时、10小时、12小时、16小时、20小时、24小时，按顺序编号：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。

稠度按JGJ/T70《建筑砂浆基本性能试验方法标准》条款4规定的方法测定砂浆的稠度。测完稠度的砂浆应废弃，编号1的湿拌砂浆不需要搅拌，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，测定全部编号砂浆的稠度。

表观密度按照JGJ/T70《建筑砂浆基本性能试验方法标准》条款5进行试验；编号1的砂浆密度不需要搅拌，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，测定全部编号砂浆的密度。

泌水量测试方法:向1L的玻璃量筒中填灌砂浆至1000 ml的刻度值，用海绵将1000 ml的刻度线以上量筒壁擦拭干净，然后用密封盖盖严，静置。每隔1小时，观察离析水的体积，到达24小时用合适的量筒测量量筒内离析水的总体积,精确到1ml。编号1的砂浆拌合物不需要搅拌，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，然后按照上述方法进行泌水量测试。

凝结时间按照JGJ/T70《建筑砂浆基本性能试验方法标准》条款8进行试验，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，记录每组试样时间与贯入阻力值关系图。

编号1的砂浆拌合物不需要搅拌，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，成型标准拉伸粘结强度试块。测试拉伸粘结强度按照JGJ/T70《建筑砂浆基本性能试验方法标准》条款10拉伸粘结强度试验方法。

编号1的砂浆拌合物不需要搅拌，分别将编号2～10密闭容器内的全部砂浆拌合物（砂浆表面泌水不清除）用砂浆搅拌机搅拌30秒，成型标准抗压强度试块。测试抗压强度按照JGJ/T70《建筑砂浆基本性能试验方法标准》条款9立方体抗压强度试验方法。

四、试验结果与分析

⒈施工性能结果与分析

稠度大小在一定程度上能够反映砂浆和易性、施工性的好坏。从表1可以看出，在开放时间内，稠度变化趋势是逐渐下降，稠度在开放时间内最大变化率是18.8%，且稠度都大于80，根据施工经验，稠度80～100适合工地施工，砂浆容易上墙。另外，稠度结果证明醚化聚羧酸减水剂保水增稠的作用。

表1　稠度结果

图1　稠度变化率随放置时间变化

在开放时间内，随着水份细微蒸发、醚化聚羧酸减水剂的引气效果显现，砂浆表格密度变化趋势是逐步下降，但是表观密度最大变化率为2.0%。另一方面，减水剂良好的保水效果，才能确保表观密度变化率符合定义要求。（表观密度测试结果见表2）

表2　表观密度结果

从表2泌水结果可以看出，湿拌砂浆在开放时间内，泌水量分为三个阶段，0～4小时：泌水量相对大；4～16小时：中等泌水；16～24小时：相对低泌水。在整个开放时间内，砂浆的相对泌水率均小于3%。湿拌砂浆的相对泌水率小，才能保证砂浆上墙后有充分的和易性和施工性能。

表3　泌水量结果

图2　相对泌水率随放置时间变化

图3　28d抗压强度随放置时间变化

⒉力学性能结果与分析

试验湿拌砂浆抗压强度设计值是M10，从图3上可以得到：在开放时间内，砂浆的抗压强度都符合设计值要求，且抗压强度变化率f小于15%。

试验湿拌砂浆拉伸粘结强度测试结果见表4，根据GB/T 25181-2010《预拌砂浆》中要求湿拌抹灰砂浆强度等级>M5，14d拉伸粘结强度≥0.2Mpa。另外，试验湿拌砂浆设计值要求≥0.3Mpa。由此可以看出，在开放时间内，湿拌砂浆拉伸粘结强度都符合GB/T25181-2010《预拌砂浆》的要求，且符合设计值要求。

表4　拉伸粘结强度测试结果

⒊凝结时间与开放时间比较

在一定施工条件下，贯穿阻力随着水化期的延续而增长，凝结时间在一定程度上体现出水泥水化进度的特征。根据每个时间点的贯穿阻力与时间关系图得知：随着新概念湿拌砂浆放置时间越长，贯穿阻力与时间的线性关系趋势越来越不明朗（见图5和图6）。凝结时间对于新型湿拌砂浆的指导意义有限，然而开放时间包含对施工性能、力学性能的控制要求，同时开放时间是一个水泥水化的休眠期，也能够体现水泥水化进度的一个特征。

图4　凝结时间随放置时间变化

五、结语

通过本试验数据的结果可以看出，在开放时间内，性能稳定和成熟配方的湿拌砂浆的表观密度、稠度、相对泌水率和28d抗压强度变化趋势在科学合理范围内。通过实践得出开放时间的四个指标的规范要求：砂浆拌合物表观密度变化率≤5%，稠度损失率≤30%，相对泌水率≤3%；28d抗压强度变化率≤15%且不小于设计强度等级。

图5　贯穿阻力与时间变化（放置时间：2h）

图6　贯穿阻力与时间变化（放置时间：24h）

作者单位：（1广州协堡建材有限公司；2广州大学；3广州浪淘砂建材有限公司）