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特細砂、機制砂、混合砂建筑砂漿基本性能研究——砂漿原材料分析

來源:姜洪麟 李宗惠 賴榮剛 何世碧 趙倩(重慶一建建設(集團)有限公司技術中心)
時間:2015-08-13
摘要:本文結合重慶市建筑砂漿常用的水泥、砂的實際情況。研究了所用水泥的凝結時問、強度等和長江砂、石灰巖機制砂、湖南洞庭湖砂的密度、級配、表現質量等,為建筑砂漿拌和物性能和硬化體性能研究提供基礎敖據;本文采用砂樣品照片與其技術指標的對應比較方法。以便幫助關注砂泉用原材料質量的有關人員直觀了解砂漿用原材料質量。

  關鍵詞:特細砂、機制砂、洞庭湖砂、試驗分析


  砂漿與混凝土是現代工程建設中的大宗建筑材料,其質量將直接影響到工程的質量。由于砂漿不像混凝土那樣可以單獨作為一種結構材料。一般用于砌筑砌體的塊體粘結,起傳遞應力的作用以及裝飾找平作用,其重要性容易被忽視。隨著砂漿商品化進程加快,各方對其質量的關注程度必將增加。對特細砂砂漿、機制砂砂漿和混合砂砂漿的基本性能研究,對于發展高性能砂漿,指導特細砂建筑砂漿的改性,開發機制砂砂漿和砂漿用機制砂,解決砂漿質量通病,提高重慶市建設工程質量具有十分重要的指導意義和現實意義,有顯著的社會效益和經濟效益。

  “特細砂、機制砂、混合砂建筑砂漿基本性能研究“是重慶市城鄉建設委員會2007年下達的建設科技項目。合同編號為“城科字2007第39號”。該項目由重慶一建建設(集團)有限公司承擔,重慶大學、重慶渝川檢測公司、重慶恒意檢測公司、重慶科力檢測公司、重慶江北區質監站檢測所協作完成。

  本系列論文所指建筑砂漿是指用于砌筑、墻面抹灰和地坪找平的普通水泥砂漿。本系列論文就砂漿基本性能研究所涉及到的原材料分析。砂漿拌和物的稠度、分層度、密度試驗研究。砂漿立方體抗壓強度、砂漿收縮性能、“力—變形”特性研究。50次凍融循環后砂漿的強度損失和質量損失等砂漿耐久性能研究情況同關心建筑砂漿的相關技術人員進行交流。

  1 建筑砂漿用砂現狀

  重慶市建筑砂漿用的天然砂主要來自長江和嘉陵江。其細度模數絕大多數已經低于特細砂的下限0.7。三峽工程的蓄水使我市江水段的水流速度變緩,嘉陵江梯級水電站建設的攔截影響和上游生態改善后,入江的砂在減少。長江、嘉陵江產的砂,細度模數有明顯下降的趨勢,0.5左右的砂用于建筑工程也很普遍,對細度模數小于0.7的砂,常稱粉砂。

  重慶市石灰石資源分布廣、蘊藏量十分豐富。用石灰石生產機制砂已形成規模,機制砂已經在商品混凝土中大量使用。據重慶市混凝土協會統計。2009年全市各攪拌站共生產1876萬立方米混凝土中,僅商品混凝土使用的砂就達到1366萬噸。其中天然砂771萬噸,機制砂595萬噸。機制砂的使用量已經達到43.5%。天然砂和機制砂的混合使用達到互相改性的目的。機制砂已經成為建筑用砂的重要來源。砂漿用砂與混凝土用砂應該有所區別,開發砂漿用機制砂具有光明的前景。

  在重慶市,天然砂資源分布很不均勻。如酉陽縣,幾乎沒有天然砂或獲取天然砂非常困難,石灰石卻遍及該縣轄區。墻體材料主要是混凝土砌塊。砌筑砂漿和抹灰砂漿所用的砂多為生產碎石余下的5.00mm以下顆粒和石粉。在主城區,多年前就有用生產混凝土用石灰巖碎石后經篩后余下的石粉代替天然砂拌制砂漿的實例,但僅停留在“廢棄物”利用上。

  2 試驗研究用原材料檢測

  為保證原材料檢測結果的代表性和準確性,減少試驗誤差,對試驗研究用的水泥、砂等,經樣品縮分,分別送重慶渝川、重慶恒意和江北區質監站檢測所進行平行檢測,其試驗結果如下。

  2.1 水泥及及其檢測結果

  試驗所用的原材料中,選32.5級復合硅酸鹽水泥。

  水泥生產廠家:重慶天助水泥有限公司。水泥品種規格:P.C 32.5級復合硅酸鹽水泥。

  水泥性能檢測結果如表1。



  2.2砂的形態及其檢測結果

  試驗所用特細砂的細度模數在0.7左右。中砂采用湖南洞庭湖砂,以便與《建筑砂漿配合比設計規程》(JGJ98—2000)規定的砂漿用砂為中砂相一致。機制砂選自歌樂山產石灰石質人工砂。

  在試驗中。我們根據重慶市使用砂的實際情況,普通砂漿所用的天然砂采用長江和嘉陵江河砂。在混凝土攪拌站使用的天然中砂很多來自洞庭湖,洞庭湖砂顆粒較粗,色澤金黃,含泥量低。四川簡陽中砂使用量較少。在試驗時,中砂只選用了洞庭湖砂而未采用簡陽砂。

  2.2.1 砂檢測結果

  試驗使用的機制砂采用重慶市歌樂山的石灰巖人工砂,含一定數量母巖石粉。試驗選用的砂檢測結果見表2。



  2.2.2 砂的外觀形態及技術指標對比

  圖1—圖6分別表示建筑用砂的外觀質量狀態。

  2.2.2.1 重慶長江砂


  圖1 長江砂。細度模數為0.7—1.0。密度2.67,松散堆積密度1347/km3,緊密堆積密度1500 kg/m3。


  2.2.2.2 重慶合川渠河砂


  圖2 合川渠河砂。在本項目中未使用該砂。一般細度模數在0.9—1.5之間。

  2.2.2.3 重慶歌樂山機制砂


  圖3 歌樂山石灰巖機制砂。細度模數為3.5。密度2.70,松散堆積密度1610/km3,緊密堆積密度1730 kg/m3,石粉含量6.3%。

  2.2.2.4 湖南洞庭湖砂


  圖4 湖南洞庭湖中砂。細度樓數為3.0,色澤金黃。密度2.68,松散堆積密度1580/km3,緊密堆積密度1687 kg/m3。

  2.2.2.5 四川簡陽砂


  圖5 四川簡陽砂。未對該砂試驗。

  2.2.2.6 五種砂外觀形態直觀對比。


  圖6 五種砂比較。從圖片中可以直觀看出,重慶本地產的天然砂長江砂和渠河砂顆粒較小,色差顯著。人工砂的顆粒大,含有一定數量的母巖石粉。洞庭湖產的砂,色澤金黃,含泥量低。

  3 試驗研究結論

  3.1 試驗所選PC32.5級水泥質量指標符合《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)的要求,其28d實測強度為34.4MPa。

  3.2 對所選長江砂、機制砂和洞庭湖砂的試驗結果進行比較分析,三種砂的表觀密度為2675——2695 kg/m3,基本相同。表征砂粗細程度的細度模數,長江砂為0 7——1,洞庭湖砂、石灰巖機制砂分別為3.0、3.5,屬于特細砂的長江砂的堆積密度遠低于洞庭湖砂和機制砂,空隙率大,這對所配制的砂漿性能影響非常大。

  以上砂對砂漿拌和物性能和砂漿硬化體性能的影響請見后續文章。

  參考文獻:

  [1]《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》[S].

  [2]《通用硅酸鹽水泥》[S].


編輯:金哲


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