原料对砂浆性能影响的试验研究

目前，砂浆的制备主要利用人工砂，但是人工砂的特性对于砂浆性能影响较大，因此考虑在人工砂中掺入天然砂以获得性能更优的砂浆。本文采用人工砂制备砂浆，探究掺入河砂、黄砂对砂浆性能的影响，并试验研究了粉煤灰原灰掺量和减水剂种类对砂浆性能的影响。

1 试验原料

试验原料有以下几种：① 重庆富皇建材有限公司生产的 P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥 3 d 强度为 31.3 MPa，28 d 强度为 51.6 MPa，细度 45 μm 筛余 8%，标准稠度需水量 27.3。② 1.18 mm 和 2.36 mm人工砂，人工砂为碎石破碎后经球磨机粉磨以后再经筛分制得。③ 1.18 mm 河砂，湖北枝江砂经过 1.18 mm 筛筛余。④ 1.18 mm 黄砂，天然黄砂矿经水洗后再经过 1.18 mm 筛筛余。几种砂的颗粒级配见表1 。⑤ 重庆双槐火电厂产生的粉煤灰原灰。⑥ 外加剂为 FH、QX、XY 3 种减水剂。

表1 几种砂的颗粒级配

2 试验及结果分析

试验所涉及容重、稠度、分层度、含气量及立方体抗压强度根据 JGJ/T 7─2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行。

2.1 河砂掺入对砂浆性能的影响

试验采用 1.18 mm、2.36 mm 人工砂和 1.18 mm 河砂为集料，探究了以河砂等量取代人工砂对砂浆性能的影响。配合比设计如表2 所示。

表2 河砂等量取代人工砂的砂浆配合比 kg/m3

外加剂为 FH 减水剂，河砂等量取代人工砂对砂浆性能的具体影响见表3。

表3 河砂等量取代人工砂对砂浆性能的影响

从表3 可以看出，采用同等粒径的河砂等量取代人工砂，取代比例为 10%、20% 时砂浆稠度值、流动度有所增加，砂浆强度有所提高。但当取代比例达到 30% 时，强度降低较明显。采用 1.18 mm 河砂取代 2.36 mm 人工砂时，强度和稠度值变化较小，分层度降低，取代量大于 20% 时保水性改善明显，流动度随着取代量增加逐渐提高。因此，利用适量的河沙等量取代人工砂，可明显改善砂浆的流动性，提高砂浆保水性，而对砂浆强度影响不大。无论用河沙取代 1.18 mm 人工砂还是取代 2.36 mm 人工砂，综合考虑各项指标，取代比例为 20% 时最佳。

2.2 黄砂掺入对砂浆性能的影响

试验采用 1.18 mm、2.36 mm 人工砂和 1.18 mm 黄砂为集料，探究了以黄砂等量取代人工砂，对砂浆性能的影响。配合比设计如表4 所示。

表4 黄砂等量取代人工砂的砂浆配合比 kg/m3

外加剂为 FH 减水剂，具体影响见表5。

表5 黄砂等量取代人工砂对砂浆性能的影响

从表5 可以看出，利用同等粒径的黄砂等量取代人工砂时，随着取代量的增加，砂浆稠度值逐渐降低，流动性变差，保水性变差，强度降低。利用 1.18 mm 黄砂取代 2.36 mm 人工砂时，随着取代量的增加，稠度值减小，流动性逐渐降低且低于未掺黄砂的砂浆，保水性变差，强度值降低且低于未掺黄砂的砂浆。因此，利用黄砂等量取代人工砂会降低砂浆流动度、保水性和强度。

2.3 粉煤灰原灰掺入对砂浆性能的影响

试验探究了粉煤灰原灰的掺入对砂浆性能的影响。在R3 配合比的基础上测试了不同原灰掺量对砂浆性能的影响。配合比如表6 所示。

表6 不同原灰掺量的砂浆配合比 kg/m3

外加剂为 FH 减水剂，原灰掺量对砂浆性能的具体影响见表7。

表7 原灰掺量对砂浆性能的影响

从表7 可知，粉煤灰原灰的掺入使得砂浆稠度值降低，分层度降低，流动度略有减小，强度显著降低。因此，原灰的掺入对于砂浆的稠度、分层度是有利的，但会显著降低砂浆强度值。粉煤灰的掺入能降低砂浆的成本，综合考虑砂浆的成本和性能，针对不同等级的砂浆可选用不同掺量的粉煤灰原灰用量。

2.4 外加剂种类对砂浆性能的影响

本试验 F3 配合比的基础上比较了 FH、QX、XY 3 种不同减水剂对砂浆性能的影响。不同减水剂种类的砂浆配合比，如表8 所示。

表8 不同减水剂种类的砂浆配合比 kg/m3

3 种不同减水剂对砂浆性能的影响，如表9 所示。

表9 减水剂种类对砂浆性能的影响

从表8、表9 可知，相同配合比设计、相同容重的砂浆，由于减水剂种类的不同，引气效果不同，使得砂浆含气量不同，进一步影响砂浆实际容重和强度。使用引气效果好的减水剂，砂浆含气量较高、容重较低、流动度较大，但是强度明显降低。比较 FH、QX、XY 3 种不同的减水剂，FH 效果较好。

3 结 语

(1) 利用人工砂配置砂浆时，利用适量的河沙等量取代人工砂，对于砂浆的流动性有明显改善，对于砂浆保水性有所提高，砂浆强度影响不大。

(2) 利用黄砂等量取代人工砂会降低砂浆流动度和强度。

(3) 粉煤灰原灰等量取代水泥，随着取代量的增加砂浆强度存在明显降低。

(4) 减水剂的选择对砂浆性能有较大影响，引气效果好的减水剂对砂浆流动度有所提高，但是对强度不利。