机制砂在预拌砂浆中的应用性能分析

机制砂在预拌砂浆中的应用性能分析赵金山中国水利水电第八工程局有限公司摘要：本文采用机制砂等量取代河砂进行试验，研究了机制砂不同取代量对新拌砂浆性能所产生的影响。研究结果显示，在胶材以及用水量等条件不变的时候，机制砂的最适宜取代量范围是10%~30%之间，因为在该区域范围内其对砂浆各方面性能的影响作用最小。关键词：机制砂；预拌砂浆；应用性能1引言在建筑行业中，砂浆是其中应用十分广泛的建筑材料之一，其会在建筑物的各个部位得到应用，主要是按照原材料相关比例混合而成：一是胶凝材料、矿物掺合料；二是细集料；三是水；四是外加剂。其中，天然砂作为砂浆的重要组成部分之一，其所具有的区域性以及短期内不可再生等性能，为避免安全事故的发生就不能对其进行长期的大量开采，这一点导致其市场价格不断上涨，在很大程度上增加了企业的生产成本。因此，通过采用机制砂实现对天然砂的有效替代已经成为了大势所趋。通常，机制砂也被称作是人工砂，主要是通过机械的破碎以及筛分制成的，岩石的颗粒一般在4.75mm以下，但是不含软质岩以及风化岩石的颗粒，形状有立方体以及棱角状两[1]种。现阶段，我国已经开始在混凝土中使用了大量的机制砂，不过机制砂所具有的下述缺点导致其会对砂浆的工作性能产生不利的影响：其一是颗粒表面较粗糙；其二是尖锐多棱角；其三是级配不良等，因此，需要对机制砂在砂浆中的应用进行深入地研究。因此，本文通过相关试验对机制砂在预拌砂浆中的应用性能进行了相关研究分析，希望能够为后续相关工程的顺利开展具有一定地参考价值。而矿粉则使用的是韶钢S95矿粉。第二种则是细集料，其中，河砂使用的是砂细度模数为2.53的中砂，试验使用到了两种不同颗粒级配的机制砂，粒径的总体范围在0mm~4.75mm之间，试验所使用机制砂的累计筛余量如表1所示。第四种是外加剂，试验中使用的是某减水剂企业所生产的砂浆保水增稠剂以及缓凝剂。而试验中所用水源都是自来水。试验过程中所用到的设备主要包括以下几种：一是砂浆搅拌机、二是砂浆稠度测定仪、三是钢尺捣棒、四是秒表、五是电子天平、六是容量筒等。2.2试验所用方法2试验所用原材料与方法2.1试验所用原材料以及设备试验所用原材料主要包括以下几种：第一种是胶凝材料，其中，水泥主是由珠江水泥厂所生产的粤秀P·Ⅱ42.5R型号地水泥，粉煤灰则为大旺II级粉煤灰，表1筛孔尺寸/mm

累计筛余量/%

1#机砂2#机砂试验编号

1234567水泥1701701701701701701704.758.11.1矿粉150150150150150150150首先，砂浆的搅拌制备以及相关工作性能的检测主要是通过JGJ/T70—2009建筑砂石基本试验标准规范中的相应方法进行。检测的主要参数包括：一是稠度，其损失率则是按照GB/T25181—2010中的试验方法进行；二是湿容重；三是保水性等。其次，机制砂的抗压强度则主要是依据JGJ/T70—2009建筑砂浆基本性能试验方法中的方法要求进行，试件为边长[2]是70.7mm的立方体。此外，在本试验中工作人员依据照实际工程设计使用M7.5砂浆的配合比，分别按10%、30%、50%、70%和100%的比例让机制砂等量取代河砂，探索机制砂的最适宜用量。此外，还对两种不同颗粒级配的机制砂对新拌砂浆工作性能的影响进行了相关比较。配合比如表2所示。机制砂的累计筛余量1.1856.242.80.6076.066.4机砂128384640128038489600.31592.3860.1597.294.3水200200200200200200200筛底100100备注-2.3643.325表2M7.5砂浆的配合比河砂1280115289664038489602#机砂2019.08

备注：①试验中，砂浆保水剂以及缓凝剂的掺量分别为3.0%和0.6%。②配合比7使用的是按30%取代量的1#机砂，其他材料与前面相同。1#机砂219

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应用与实践结合实际情况选择具有均匀颗粒级配和含粉量的机制砂，有[4]效保障砂浆的良好工作性能。最后，将3作为基准配合比，通过人工方式对机制砂配比进行调试，在保证胶凝材料以及用水量情况一致的条件下，通过改变机制砂中石粉的含量探究石粉含量对砂浆相关性能的作用效果。3试验结果与分析3.1机制砂用量的不同对预拌砂浆性能的作用效果3.3机制砂中石粉的含量对预拌砂浆性能的作用效果与河砂相比较而言，机制砂在生产的过程中会产生石粉，其与泥粉不同的是，石粉的矿物成分与机制砂相同，是机制砂的重要组成之一，其所具有的重要作用是能够通过微滚珠效应的发挥起到润滑以及填充的作用，进而实现对机制砂的级配组成和使用性能的有效改善。为此，本文在保障胶凝材料以及用水量不发生变化的条件下，人工配置石粉含量分别为5%、10%、15%、20%的机制砂，探究石粉的含量对预拌砂浆性能的作用效果。试验结果如下。首先，石粉的含量对砂浆稠度以及稠度损失率的作用效果。试验结果显示当石粉含量在5%~10%的时候，其对砂浆稠度的影响不大，但是随着石粉含量的进一步增加，达到15%~20%的时候，砂浆的稠度明显下降，且损失率呈现增大趋势。主要是因为适量的石粉会通过微滚珠效应在一定程度上降低机砂颗粒之间的摩擦力，但是石粉含量的大量增加则会导致需水量的加大，进而降低砂浆的稠度。其次，石粉的含量对容重和容重损失率影响规律为：大体上在石粉含量增加的时候，砂浆的容重是增大的，其中石粉含量在5%~10%范围内的时候，砂石的容重损失比较小，但是当含量为15%的时候，容重的损失就会变大，最后趋于平缓，主要是石粉的过量对于水分以及保水剂的吸附明显变强所致。而石粉含量的变化对保水率的影响规律为：在石粉含量增加的时候，砂浆的保水率是增大的，主要是因为石粉能够在一定含量范围内通过对机制砂空隙的填充，在一定程度上提[5]高保水性能。最后石粉含量的变化对强度的影响规律为：石粉含量在5%左右的时候，其强度比较好，主要原因是石灰石粉通过微集料效应的发挥实现对界面孔隙的有效填充，进而使得硬化后的水泥石结构和界面结构变得更为致密，最终实现对抗压强度的提高。机制砂用量的不同对预拌砂浆性能的作用效果主要包括以下两部分内容。一部分是机制砂用量的不同对预拌砂浆所具有工作性能的影响，砂浆的基本工作性能通常包括以下内容：其一是稠度及其损失率；其二是容重及其损失率；其三是保水率；其四是凝结时间等。本试验通过表2中的1-6号配合比进行试验发现，当机制砂的用量在10%的时候，其对稠度的作用效果不明显，甚至能够在一定程度上改善稠度损失率，但是当其用量不断增大的时候，其稠度明显降低，当其用量达到50%以上的时候，其稠度的损失率明显增大。主要原因是当少量机制砂掺入浆体之后，其内部所含有的适量石粉会通过微滚珠作用有效降低机制砂粗颗粒之间的摩擦力，从而实现对于预拌砂浆流动性的有效改善，因此有利于稠度损失率的降低，但是在机制砂用量继续增多的情况下，其需要的水量也会相应增加，导致单位面积砂浆缺水，进而使得稠度变小，增大了稠度损失[3]率。同时，预拌砂浆的湿容重及其损失率在机制砂用量不断增加的时候也是逐渐增大的，在用量为30%~50%范围的时候增加趋势比较显著，之后增大趋势则比较平缓。通过上述相关性能指标的对比分析，可以发现机制砂石的取代量范围在10%~30%范围内的时候对于预拌砂浆的工作性能影响比较小，而机制砂用量增加到50%以后，就会严重影响到砂浆的工作性能，增大其稠度以及容重的损失率。另一部分则是机制砂用量的不同对预拌砂浆所具有抗压强度的影响，在胶材以及用水量保持不变的情况下，机制砂按不同比例实现对河砂的等量取代，探究其对砂浆抗压强度的作用效果，结果显示，机制砂用量在10%的时候，砂浆的抗压强度有所增加，但是随着用量的进一步增加，特别是达到50%以后，其强度会逐渐下降。主要是因为机制砂的用量在超过某一数值之后，其中所含粗颗粒明显增多，在胶凝材料的使用量一样的条件下，浆体缺乏足够的包裹能力，因而不能达到良好的密实状态，进而使得试件的抗压强度出现下降问题。4结束语3.2机制砂颗粒级配的不同对预拌砂浆性能的作用效果当前我国很多地区在机制砂的生产工作上依然存在显著的差异比较大且颗粒级配不良等问题。本试验通过使用两种不同颗粒级配的机制砂进行比较分析，对机制砂颗粒级配对预拌砂浆性能的作用效果进行了相关探讨。试验的结果如表3所示。表3机制砂颗粒级配对预拌砂浆性能的作用效果试验编号

稠度/mm

容重/mm

保水率/%

工作性能评价

通过上述研究可以发现，为保证砂浆工作性能的良好发挥，相关工作人员就需要结合实际情况，合理选择适宜的机制砂用量以及机制砂颗粒的级配大小，从而有效保证预制砂浆在使用过程中的良好效用发挥。参考文献：[1]高春雷.浅谈机制砂湿拌抹灰砂浆研究与生产应用[J].江西建材,2017(13):72.[2]林翀,黄希,陈智勇.机制砂在建筑砂浆中的应用及性能研究[J].福建建材,2017(8):12~13.[3]李松涛,王向宇,于鹏程.机制砂代替河砂在预填骨料水下升浆混凝土中的应用[J].港工技术,2019(B06):93~96.[4]佘晓燕,江塘顺,许秀虹.石灰石尾矿制备高性能薄层轻质抹灰砂浆的应用研究[J].广东建材,2019(7).[5]杨中凤.水利水电工程建筑的施工技术及管理[A].云南省水利学会2018年度学术交流会[C],2018.47

8867

18211925

88.986.8

工作性能较好，几乎没有泌水

存在一定泌水

通过上表可以看出，与1#机砂相比较而言，2#机砂的稠度更小，并且保水性能也不好，主要是因为2#机砂中含有更多的粗颗粒，使得颗粒的移动摩擦力相对比较大，进而在一定程度上降低了砂浆的流动性能。因此，必须在配置砂浆的过程中，作者简介：赵金山(1978—)男，汉，河南项城人，本科，工程师，研究方向：水利水电工程。220

2019.08