蒸壓加氣混凝土砌塊砂漿性能試驗(yàn)研究

蒸壓加氣混凝土砌塊砂漿性能試驗(yàn)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(diǎn)。國(guó)家墻改政策規(guī)定到2015年新型墻體材料占?jí)w材料總量的55%左右,省會(huì)城市要達(dá)到75%以上,隨著我國(guó)墻體材料革新力度的加大以及人們對(duì)于綠色環(huán)保概念的進(jìn)一步加強(qiáng),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(shí)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(nèi)外墻體。因此,發(fā)展輕質(zhì)、高強(qiáng)、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(dāng)前建筑材料發(fā)展的總趨勢(shì),也是節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、保持生態(tài)平衡,保障經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(qiáng)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(qiáng)度相比砌塊自身強(qiáng)度較高,則等到砂漿硬化干縮后,強(qiáng)度較小的砌塊與比自身強(qiáng)度高的砂漿之間會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力,從而造成墻體產(chǎn)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(qiáng)度也不需太高;為保證砂漿具有良好的流動(dòng)性,砂漿稠度應(yīng)控制在70~80mm內(nèi)。因此,針對(duì)蒸壓加氣混凝土砌塊使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題,通過(guò)正交試驗(yàn)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(qiáng)度兩方面為研究依據(jù),以石河子地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊為基礎(chǔ),初步確定了與之抗壓強(qiáng)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(qiáng)度不僅與蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強(qiáng)度更接近,更能滿足工程實(shí)際應(yīng)用的需要,同時(shí)粉煤灰的摻入,使工業(yè)廢棄物“變廢為寶”,更具經(jīng)濟(jì)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(zé)任公司生產(chǎn)的天業(yè)牌P·O32.5級(jí)水泥。粉煤灰:石河子市越隆達(dá)建材有限公司生產(chǎn)的I級(jí)粉煤灰。羥丙基甲基纖維素:上?；輳V精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的羥丙基甲基纖維素(HPMC)(10萬(wàn)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(guò)程中形成的氣泡還保留在硬化的漿體中,形成彼此獨(dú)立的孔隙,起到阻斷毛細(xì)孔的作用,可以提高砂漿的保水性,因此在試驗(yàn)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(chǎn)的CS引氣劑。引氣劑的加入,能夠降低砂漿的導(dǎo)熱系數(shù),提高砂漿的絕熱性能,增強(qiáng)砌體的保溫隔熱效果。1.2試驗(yàn)計(jì)劃1.2.1水泥砂漿正交試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用正交試驗(yàn)的方法進(jìn)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(duì)比;以水泥(A)、砂(B)、粉煤灰(C)、水(D)為正交因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),每個(gè)因素取3個(gè)水平,采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)方案見表1和表2。1.2.2試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)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(dòng)臺(tái)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等。1.2.3優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果砂漿的試驗(yàn)按照J(rèn)GJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。其中:砂漿稠度實(shí)驗(yàn)取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值,精確至1mm,如兩次試驗(yàn)值之差大于10mm,應(yīng)重新取樣測(cè)定;砂漿立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試件采用砂漿標(biāo)準(zhǔn)試件,試件成型采用有底試模,試件在實(shí)驗(yàn)室自然養(yǎng)護(hù)到28d,進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載速度為0.25kN/s。2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1建筑砂漿基本性能試驗(yàn)根據(jù)表1與表2設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案,以JGJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù),通過(guò)試驗(yàn),得到9組試驗(yàn)數(shù)據(jù),試驗(yàn)結(jié)果見表3。2.2試驗(yàn)結(jié)果的方差分析為進(jìn)一步研究水泥、砂、粉煤灰、水對(duì)砂漿的稠度和抗壓強(qiáng)度這2項(xiàng)性能指標(biāo)的顯著性影響,對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析和方差分析,以研究各原料組分在抗壓強(qiáng)度和稠度中所起的作用。方差分析結(jié)果表明各原料組分的作用差別不明顯,極差分析結(jié)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(dāng)水用量在279~310kg/m3之間變化時(shí),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(dāng)砂用量在1550-1705kg/m3之間變化時(shí),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(shí)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(dòng)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(qiáng)度逐漸減小,且變化幅度很大,當(dāng)砂用量為1550kg/m3時(shí),砂漿立方體抗壓強(qiáng)度已小于5.0MPa;隨著粉煤灰用量的增加,砂漿立方體抗壓強(qiáng)度先增后減,當(dāng)粉煤灰用量在62kg/m3時(shí),砂漿立方體抗壓強(qiáng)度最大,粉煤灰用量使砂漿立方體抗壓強(qiáng)度有所削弱,即粉煤灰的摻入使砂漿立方體抗壓強(qiáng)度減小。隨著水泥用量的減少,砂漿立方體抗壓強(qiáng)度先增后減,當(dāng)水泥用量為248kg/m3時(shí),砂漿立方體抗壓強(qiáng)度最大;隨著水用量的增加,砂漿立方體抗壓強(qiáng)度變化較平穩(wěn),在水用量為279kg/m3時(shí),砂漿立方體抗壓強(qiáng)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(tuán)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(duì)于添加粉煤灰的砂漿,砂漿的抗壓強(qiáng)度雖然低于對(duì)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(qiáng)度≥5.0MPa的要求。2.5砂漿配合比試驗(yàn)為滿足工程實(shí)際應(yīng)用的需要,同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性,各項(xiàng)性能指標(biāo)均根據(jù)JC890-2001中的技術(shù)要求,結(jié)合正交試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,加氣混凝土專用Ma5.0砂漿較為適宜的配合比為A1B2C2D2,結(jié)果見表5。3專用砂漿配合比試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)度的最主要影響因素為砂用量及粉煤灰的用量。(2)通過(guò)對(duì)具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)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