蒸壓加氣混凝土砌塊砂漿性能試驗研究

蒸壓加氣混凝土砌塊砂漿性能試驗研究

作為一種新型的墻體材料，蒸壓混凝土砌塊具有輕重低能耗、保溫、隔熱、節(jié)能環(huán)保、易于加工等特點。國家墻改政策規(guī)定到2015年新型墻體材料占墻體材料總量的55%左右,省會城市要達到75%以上,隨著我國墻體材料革新力度的加大以及人們對于綠色環(huán)保概念的進一步加強,普通黏土磚的使用逐步受到禁限,而蒸壓加氣混凝土砌塊作為一種能夠同時滿足墻材革新和節(jié)能50%要求的墻體材料,已成為新型墻體材料的主體之一,被廣泛用于住宅、辦公、廠房等建筑的非承重內外墻體。因此,發(fā)展輕質、高強、多功能的新型墻體材料,逐步淘汰毀壞耕地、污染環(huán)境的傳統(tǒng)墻體材料,不僅是當前建筑材料發(fā)展的總趨勢,也是節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、保持生態(tài)平衡,保障經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的需要。由于蒸壓加氣混凝土砌塊自身的強度為2.5~6.0MPa左右,高世偉研究表明,如果普通砌筑砂漿的強度相比砌塊自身強度較高,則等到砂漿硬化干縮后,強度較小的砌塊與比自身強度高的砂漿之間會產生較大的應力,從而造成墻體產生裂縫,并且由于蒸壓加氣混凝土砌塊主要用于非承重墻體,因此砌塊所用砌筑砂漿的強度也不需太高;為保證砂漿具有良好的流動性,砂漿稠度應控制在70~80mm內。因此,針對蒸壓加氣混凝土砌塊使用過程中經常出現裂縫的問題,通過正交試驗研究蒸壓加氣混凝土砌塊專用砌筑砂漿,主要以砂漿稠度、28d砂漿立方體抗壓強度兩方面為研究依據,以石河子地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊為基礎,初步確定了與之抗壓強度相近的專用砂漿配合比。與普通砂漿相比,該配合比砂漿的抗壓強度不僅與蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強度更接近,更能滿足工程實際應用的需要,同時粉煤灰的摻入,使工業(yè)廢棄物“變廢為寶”,更具經濟環(huán)保性。1材料和方法1.1羥丙基甲基纖維素水泥:石河子天辰水泥有限責任公司生產的天業(yè)牌P·O32.5級水泥。粉煤灰:石河子市越隆達建材有限公司生產的I級粉煤灰。羥丙基甲基纖維素:上海惠廣精細化工有限公司生產的羥丙基甲基纖維素(HPMC)(10萬黏度)。添加羥丙基甲基纖維素的砂漿,其和易性能夠得到改善,砂漿立方體成型之后,拌制砂漿過程中形成的氣泡還保留在硬化的漿體中,形成彼此獨立的孔隙,起到阻斷毛細孔的作用,可以提高砂漿的保水性,因此在試驗中加入了羥丙基甲基纖維素。引氣劑:新疆中科建材有限公司生產的CS引氣劑。引氣劑的加入,能夠降低砂漿的導熱系數,提高砂漿的絕熱性能,增強砌體的保溫隔熱效果。1.2試驗計劃1.2.1水泥砂漿正交試驗試驗設計采用正交試驗的方法進行,并選擇一組配合比為水泥∶砂∶水=310∶1550∶310的普通水泥砂漿作為對比;以水泥(A)、砂(B)、粉煤灰(C)、水(D)為正交因素設計正交試驗,每個因素取3個水平,采用L9(34)正交試驗設計。正交試驗方案見表1和表2。1.2.2試驗設備試驗儀器主要有:砂漿稠度儀、鋼制搗棒、秒表、70.7mm×70.7mm×70.7mm鋼模具、振動臺、萬能試驗機等。1.2.3優(yōu)化試驗結果砂漿的試驗按照JGJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》進行。其中:砂漿稠度實驗取兩次試驗結果的算術平均值,精確至1mm,如兩次試驗值之差大于10mm,應重新取樣測定;砂漿立方體抗壓強度試驗試件采用砂漿標準試件,試件成型采用有底試模,試件在實驗室自然養(yǎng)護到28d,進行抗壓強度試驗,萬能試驗機加載速度為0.25kN/s。2試驗結果及分析2.1建筑砂漿基本性能試驗根據表1與表2設計的試驗方案,以JGJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》為依據,通過試驗,得到9組試驗數據,試驗結果見表3。2.2試驗結果的方差分析為進一步研究水泥、砂、粉煤灰、水對砂漿的稠度和抗壓強度這2項性能指標的顯著性影響,對上述試驗結果進行極差分析和方差分析,以研究各原料組分在抗壓強度和稠度中所起的作用。方差分析結果表明各原料組分的作用差別不明顯,極差分析結果(表3)表明各原料組分的作用差別明顯。2.3砂漿原料用量從表4可以看出,影響砂漿稠度的因素由主到次依次為水、砂、粉煤灰、水泥,其中最主要影響因素是水的用量。從圖1可以看出,隨著用水量的增加,砂漿稠度不斷增大,當水用量在279~310kg/m3之間變化時,砂漿稠度的變化幅度最大;隨著粉煤灰用量的增加,砂漿稠度不斷變小;隨著砂用量的增加,砂漿稠度也不斷變小,當砂用量在1550-1705kg/m3之間變化時,砂漿稠度的變化幅度最大;隨著水泥用量的增加,砂漿稠度有小幅度的變小,影響不顯著?？梢?在滿足性能要求的同時水、砂、粉煤灰的用量分別為279、1550、62kg/m3,砂漿稠度值在70-80mm之間,流動性較好,便施工。從圖2可以看出:隨著砂用量的增加,砂漿立方體抗壓強度逐漸減小,且變化幅度很大,當砂用量為1550kg/m3時,砂漿立方體抗壓強度已小于5.0MPa;隨著粉煤灰用量的增加,砂漿立方體抗壓強度先增后減,當粉煤灰用量在62kg/m3時,砂漿立方體抗壓強度最大,粉煤灰用量使砂漿立方體抗壓強度有所削弱,即粉煤灰的摻入使砂漿立方體抗壓強度減小。隨著水泥用量的減少,砂漿立方體抗壓強度先增后減,當水泥用量為248kg/m3時,砂漿立方體抗壓強度最大;隨著水用量的增加,砂漿立方體抗壓強度變化較平穩(wěn),在水用量為279kg/m3時,砂漿立方體抗壓強度稍高。由于粉煤灰的表面比水泥光滑、粒徑比水泥的小,使得粉煤灰可以均勻分散到水泥中,減小水泥的團聚,釋放包裹在水泥中的水分,使自由水分增多,從而改善砂漿的和易性;對于添加粉煤灰的砂漿,砂漿的抗壓強度雖然低于對比試件,但水泥用量減少,仍能滿足JC890—2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》中的抗壓強度≥5.0MPa的要求。2.5砂漿配合比試驗為滿足工程實際應用的需要,同時具有經濟性,各項性能指標均根據JC890-2001中的技術要求,結合正交試驗統(tǒng)計結果,加氣混凝土專用Ma5.0砂漿較為適宜的配合比為A1B2C2D2,結果見表5。3專用砂漿配合比試驗結果(1)砂漿稠度的最主要影響因素為水的用量,砂漿立方體抗壓強度的最主要影響因素為砂用量及粉煤灰的用量。(2)通過對具體試驗數據的綜合分析,初步得出了專用砂漿的配合比,其中水泥、砂、粉煤灰、水的的用量分別為258kg/m3、1550kg/m3、62kg/m3、279kg/m