蒸压加气混凝土砌块砂浆性能试验研究

蒸压加气混凝土砌块砂浆性能试验研究

作为一种新型的墙体材料，蒸压混凝土砌块具有轻重低能耗、保温、隔热、节能环保、易于加工等特点。国家墙改政策规定到2015年新型墙体材料占墙体材料总量的55%左右,省会城市要达到75%以上,随着我国墙体材料革新力度的加大以及人们对于绿色环保概念的进一步加强,普通黏土砖的使用逐步受到禁限,而蒸压加气混凝土砌块作为一种能够同时满足墙材革新和节能50%要求的墙体材料,已成为新型墙体材料的主体之一,被广泛用于住宅、办公、厂房等建筑的非承重内外墙体。因此,发展轻质、高强、多功能的新型墙体材料,逐步淘汰毁坏耕地、污染环境的传统墙体材料,不仅是当前建筑材料发展的总趋势,也是节约能源、减少环境污染、保持生态平衡,保障经济和社会可持续发展的需要。由于蒸压加气混凝土砌块自身的强度为2.5~6.0MPa左右,高世伟研究表明,如果普通砌筑砂浆的强度相比砌块自身强度较高,则等到砂浆硬化干缩后,强度较小的砌块与比自身强度高的砂浆之间会产生较大的应力,从而造成墙体产生裂缝,并且由于蒸压加气混凝土砌块主要用于非承重墙体,因此砌块所用砌筑砂浆的强度也不需太高;为保证砂浆具有良好的流动性,砂浆稠度应控制在70~80mm内。因此,针对蒸压加气混凝土砌块使用过程中经常出现裂缝的问题,通过正交试验研究蒸压加气混凝土砌块专用砌筑砂浆,主要以砂浆稠度、28d砂浆立方体抗压强度两方面为研究依据,以石河子地区的蒸压加气混凝土砌块为基础,初步确定了与之抗压强度相近的专用砂浆配合比。与普通砂浆相比,该配合比砂浆的抗压强度不仅与蒸压加气混凝土砌块的抗压强度更接近,更能满足工程实际应用的需要,同时粉煤灰的掺入,使工业废弃物“变废为宝”,更具经济环保性。1材料和方法1.1羟丙基甲基纤维素水泥:石河子天辰水泥有限责任公司生产的天业牌P·O32.5级水泥。粉煤灰:石河子市越隆达建材有限公司生产的I级粉煤灰。羟丙基甲基纤维素:上海惠广精细化工有限公司生产的羟丙基甲基纤维素(HPMC)(10万黏度)。添加羟丙基甲基纤维素的砂浆,其和易性能够得到改善,砂浆立方体成型之后,拌制砂浆过程中形成的气泡还保留在硬化的浆体中,形成彼此独立的孔隙,起到阻断毛细孔的作用,可以提高砂浆的保水性,因此在试验中加入了羟丙基甲基纤维素。引气剂:新疆中科建材有限公司生产的CS引气剂。引气剂的加入,能够降低砂浆的导热系数,提高砂浆的绝热性能,增强砌体的保温隔热效果。1.2试验计划1.2.1水泥砂浆正交试验试验设计采用正交试验的方法进行,并选择一组配合比为水泥∶砂∶水=310∶1550∶310的普通水泥砂浆作为对比;以水泥(A)、砂(B)、粉煤灰(C)、水(D)为正交因素设计正交试验,每个因素取3个水平,采用L9(34)正交试验设计。正交试验方案见表1和表2。1.2.2试验设备试验仪器主要有:砂浆稠度仪、钢制捣棒、秒表、70.7mm×70.7mm×70.7mm钢模具、振动台、万能试验机等。1.2.3优化试验结果砂浆的试验按照JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行。其中:砂浆稠度实验取两次试验结果的算术平均值,精确至1mm,如两次试验值之差大于10mm,应重新取样测定;砂浆立方体抗压强度试验试件采用砂浆标准试件,试件成型采用有底试模,试件在实验室自然养护到28d,进行抗压强度试验,万能试验机加载速度为0.25kN/s。2试验结果及分析2.1建筑砂浆基本性能试验根据表1与表2设计的试验方案,以JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》为依据,通过试验,得到9组试验数据,试验结果见表3。2.2试验结果的方差分析为进一步研究水泥、砂、粉煤灰、水对砂浆的稠度和抗压强度这2项性能指标的显著性影响,对上述试验结果进行极差分析和方差分析,以研究各原料组分在抗压强度和稠度中所起的作用。方差分析结果表明各原料组分的作用差别不明显,极差分析结果(表3)表明各原料组分的作用差别明显。2.3砂浆原料用量从表4可以看出,影响砂浆稠度的因素由主到次依次为水、砂、粉煤灰、水泥,其中最主要影响因素是水的用量。从图1可以看出,随着用水量的增加,砂浆稠度不断增大,当水用量在279~310kg/m3之间变化时,砂浆稠度的变化幅度最大;随着粉煤灰用量的增加,砂浆稠度不断变小;随着砂用量的增加,砂浆稠度也不断变小,当砂用量在1550-1705kg/m3之间变化时,砂浆稠度的变化幅度最大;随着水泥用量的增加,砂浆稠度有小幅度的变小,影响不显著。可见:在满足性能要求的同时水、砂、粉煤灰的用量分别为279、1550、62kg/m3,砂浆稠度值在70-80mm之间,流动性较好,便施工。从图2可以看出:随着砂用量的增加,砂浆立方体抗压强度逐渐减小,且变化幅度很大,当砂用量为1550kg/m3时,砂浆立方体抗压强度已小于5.0MPa;随着粉煤灰用量的增加,砂浆立方体抗压强度先增后减,当粉煤灰用量在62kg/m3时,砂浆立方体抗压强度最大,粉煤灰用量使砂浆立方体抗压强度有所削弱,即粉煤灰的掺入使砂浆立方体抗压强度减小。随着水泥用量的减少,砂浆立方体抗压强度先增后减,当水泥用量为248kg/m3时,砂浆立方体抗压强度最大;随着水用量的增加,砂浆立方体抗压强度变化较平稳,在水用量为279kg/m3时,砂浆立方体抗压强度稍高。由于粉煤灰的表面比水泥光滑、粒径比水泥的小,使得粉煤灰可以均匀分散到水泥中,减小水泥的团聚,释放包裹在水泥中的水分,使自由水分增多,从而改善砂浆的和易性;对于添加粉煤灰的砂浆,砂浆的抗压强度虽然低于对比试件,但水泥用量减少,仍能满足JC890—2001《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》中的抗压强度≥5.0MPa的要求。2.5砂浆配合比试验为满足工程实际应用的需要,同时具有经济性,各项性能指标均根据JC890-2001中的技术要求,结合正交试验统计结果,加气混凝土专用Ma5.0砂浆较为适宜的配合比为A1B2C2D2,结果见表5。3专用砂浆配合比试验结果(1)砂浆稠度的最主要影响因素为水的用量,砂浆立方体抗压强度的最主要影响因素为砂用量及粉煤灰的用量。(2)通过对具体试验数据的综合分析,初步得出了专用砂浆的配合比,其中水泥、砂、粉煤灰、水的的用量分别为258kg/m3、1550kg/m3、62kg/m3、279kg/m