湿拌砂浆保塑性影响因素试验研究

尧炼 ，李从波 ，陈均侨 ，蒋金明

（1.广州大学，广东 广州 510006；2.广东浪淘砂新型材料有限公司，广东 广州 510665）

0 前言

GB/T25181—2010《预拌砂浆》中湿拌砂浆的定义为将水泥、细骨料、矿物掺合料、外加剂、添加剂和水，按一定比例，在搅拌站经计量、拌制后，运至使用地点，并在规定时间内使用的拌合物。“在规定时间内”就对砂浆提出在一定时间内性能稳定的要求。

另外，广东省建筑材料研究院因编制行业标准《湿拌砂浆生产与应用技术规程》的需要提出了“保塑时间”的概念，是指湿拌砂浆在加水拌合后，在20～25℃的试验环境中置于密闭容器内，能够保持其稠度变化率≤30%，表观密度变化率≤5%、力学性能（14 d拉伸粘结强度、28 d抗压强度）不小于对应强度等级的标准要求的时间[1]。与广东省地方标准DBJ/T 15-111—2016《预拌砂浆生产与应用技术管理规程》中的“开放时间”相比，“保塑时间”的概念有所简化，这使其更能适应生产施工环境。可以看出，湿拌砂浆保塑性是衡量砂浆保塑时间内施工性能的关键性能之一。所以，对湿拌砂浆保塑性影响因素的探讨具有重要意义，也是配制出性能较好的砂浆的重要参考指标。

1 试验

1.1 原材料

（1）水泥：安徽海螺集团有限责任公司生产的P·O42.5水泥，主要性能指标见表1。

表1 水泥的主要性能

（2）掺合料：石灰石粉，佛山石粉厂提供；不同等级粉煤灰，东北电厂、黄埔发电厂等提供，掺合料的技术指标见表2。

表2 掺合料的主要性能

（3）砂：广东地区天然砂，颗粒级配见表3。

表3 砂的颗粒级配

（4）保塑剂：广东浪淘砂新型材料有限公司的湿拌砂浆专用外加剂SJ-1、SJ-2，具有增塑、保水等作用，改善砂浆的工作和力学性能，主要性能指标见表4。

表4 保塑剂的主要性能

（5）缓凝剂：HN-1，20%蔗糖类溶液；HN-2，25%葡萄糖酸钠溶液。

1.2 主要试验仪器设备

SJZ-15型砂浆搅拌机；HBY-40B型水泥恒温恒湿标准养护箱；水泥凝结时间测定仪；砂浆稠度仪；容量筒；压力试验机。

1.3 测试方法

砂浆的制备及稠度、密度、保水率，分层度测试方法按照JGJ/T70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行。

2 试验方案与结果

2.1 砂浆体系中的“保水”与保塑性

试验方案的设计出发点从调整配合比中的掺合料和砂，达到不同保水率，同时选择不同种类的保塑剂，把砂浆的分层度值区分出。从不同保水率、不同分层度，发现砂浆保塑性即稠度损失或密度损失的关系。砂浆体系中的“保水”与保塑性的试验方案及性能测试结果见表5。

由表5可知：不同保水率、不同分层度，砂浆的4 h稠度损失率和密度变化率呈现出一些规律。砂浆的保水率大，并不代表砂浆的4 h稠度损失率和密度变化率好；但是，砂浆的分层度小，4 h稠度损失率和密度变化率也小。从试验结果可得出砂浆分层度与保塑性的相关性规律一致的结论。

表5 砂浆体系中的“保水”与保塑性的试验方案及性能测试结果

2.2 砂浆体系中的需水量与保塑性

试验方案的设计出发点是选择不同需水量的掺合料，以研究不同砂浆体系的需水量随着时间的变化，观察其保塑性规律。砂浆体系中需水量与保塑性的试验方案见表6，性能测试结果见表7。

表6 砂浆体系中的需水量与保塑性的试验方案

根据表2掺合料的性能参数“胶砂流动度”可判断其需水量大小关系符合：石灰石粉≈粉煤灰1＜粉煤灰2＜粉煤灰3；在相同的条件和用水量下，不同掺合料砂浆体系稠度的关系进一步可判断其体系中需水量也符合这种关系，石灰石粉体系≈粉煤灰1体系＜粉煤灰2体系＜粉煤灰3体系。从表7试验结果可知：不同砂浆体系中需水量随时间变化的规律影响着保塑性稳定性；砂浆体系中掺合料需水量相对大的，砂浆稠度损失率和密度变化率大，保塑性差；反之，砂浆体系中掺合料需水量相对小的，砂浆稠度损失率和密度变化率小，保塑性好。另外，从MH3组和MH4组的4 h工作性能的稠度损失和8h工作性能的稠度损失结果比较可知：8 h后砂浆的保塑性呈现恢复的趋势，原因是砂浆体系中粉煤灰“储水”性和后期释放水份有一定的关系。

表7 砂浆体系中的需水量与保塑性的试验结果

2.3 砂浆体系中初期水化反应与保塑性

试验方案的设计出发点是选择不同的缓凝剂，达到在砂浆体系中对水泥水化反应不同的抑制作用，以观察砂浆的保塑性的变化规律。砂浆体系中水化反应与保塑性的试验方案见表8，性能测试结果见表9。

表8 砂浆体系中水化反应与保塑性试验方案

表9 砂浆体系中水化反应与保塑性的试验结果

由表9可知，凝结时间越长，砂浆4 h稠度损失率越小，砂浆保塑性越好。蔗类缓凝剂和葡萄酸钠缓凝剂对水泥水化初期反应影响规律不一样，蔗糖类缓凝剂HN-1在砂浆体系中掺量为0.5～3.0 kg/m3范围缓凝效果呈现一定的线性关系，而葡萄酸钠缓凝剂HN-2在砂浆体系中掺量为0.5～3.0 kg/m3范围缓凝效果不是明显的线性关系。

3 结 论

狭义的湿拌砂浆的保塑性可通过测试砂浆规定小时的密度变化和稠度变化表征。通过系统试验研究，湿拌砂浆保塑性影响因素主要3点：（1）湿拌砂浆“保水性”影响砂浆保塑性，但砂浆分层度测试对保塑性的评价更具有说服力，分层度值越小，砂浆保塑性指标越优；（2）湿拌砂浆体系中需水量影响砂浆保塑性，短期需水量越大，砂浆保塑性越差，但砂浆体系中“储水”性对砂浆保塑性稳定性有一定作用；（3）湿拌砂浆体系中水化反应初期速度影响砂浆保塑性，水化反应初期速度越慢，砂浆保塑性越优。