摘要:本文通過對在聚苯乙烯顆粒保溫砂漿中復(fù)摻礦粉與粉煤灰的試驗研究,建立強(qiáng)度與容重之間的關(guān)系,尋找出保溫與強(qiáng)度相對較好的砂漿配比。保溫砂漿強(qiáng)度增加時,其密實性較好,容重也就增加,但砂漿保溫性能往往會隨之下降。因此,如何平衡砂漿強(qiáng)度與容重之間的關(guān)系,尋找出既能提高砂漿的強(qiáng)度又不影響其保溫性能的最佳砂漿配比,并分析論證其粉煤灰與礦渣對砂漿影響的綜合作用機(jī)理是這篇論文要解決的關(guān)鍵問題。結(jié)果表明:隨著粉煤灰與礦粉摻量的增加,保溫砂漿早期強(qiáng)度下降,后期強(qiáng)度增長較快,但在礦粉摻量為20%,粉煤灰摻量在30%時,保溫砂漿出現(xiàn)強(qiáng)度相對較高,容重相對較低的情況,這即是要找的最優(yōu)摻量。
關(guān)鍵詞:保溫砂漿,礦粉,粉煤灰,強(qiáng)度,容重
1引言
商品砂漿因其具有許多獨特的優(yōu)點,近年來在中國得到了迅速發(fā)展。保溫砂漿是商品砂漿的一個重要類型。隨著建筑節(jié)能要求的不斷提高,保溫砂漿近年來發(fā)展較快。
對保溫砂漿來說,保溫性能與容重有著密切的關(guān)系。一般來說,容重越低,保溫性能越好。但是,容重降低也會導(dǎo)致強(qiáng)度的降低。如何平衡容重與強(qiáng)度的矛盾,是配制保溫砂漿的關(guān)鍵問題。
粉煤灰是從燃燒的電廠煙囪收集下來的一種工業(yè)廢棄物,礦粉是冶煉鐵礦石時產(chǎn)生的一種工業(yè)廢棄物,這些都是最常用的摻合料,今年來已被廣泛應(yīng)用于混凝土和普通砂漿的生產(chǎn),起到了改善水泥基材料的綜合性能、降低生產(chǎn)成本和減輕環(huán)境負(fù)荷的作用。它也將對強(qiáng)度和容重產(chǎn)生較大的影響。伊立 [1]認(rèn)為粉煤灰復(fù)合保溫砂漿既具高強(qiáng)度、耐久性好、容重輕、粘結(jié)強(qiáng)度高等優(yōu)良性能, 同時又能達(dá)到隔熱保溫作用。本章將通過試驗建立強(qiáng)度與容重的關(guān)系,尋找出最合適的粉煤灰和礦粉摻量。
2實驗原材料
1.水泥: 實驗所用水泥是32.5強(qiáng)度等級的普通硅酸鹽水泥。
2.粉煤灰: 取自開封電廠的Ⅲ級粉煤灰。
3.礦粉: 取自北京首鋼的Ⅰ級礦粉。
4.泡沫球: 原粒發(fā)泡顆粒,粒徑小于5mm。
3試驗方法
3.1配合比的確定采用水膠比1:2,膠材用量為500kg/m3泡沫球,粉煤灰、礦粉兩種摻和料替代水泥的質(zhì)量百分比分別為0%、10%、20%、30%、40%、50%。
3.2 砂漿制備和測試先將準(zhǔn)確稱量的原材料混合均勻,然后參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)》成型,24小時拆模,隨即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù),至3天、7天、28天、90天,測定保溫砂漿各齡期的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度,28天容重測定是將試件養(yǎng)護(hù)24天后從養(yǎng)護(hù)箱中取出浸水4天后將表面用濕布擦干,測得其濕容重,然后再烘干至衡重測得其干容重。
4結(jié)果與分析
4.1礦渣粉對保溫砂漿強(qiáng)度與容重的影響
1. 基本規(guī)律:
(1) 砂漿抗折、抗壓強(qiáng)度在前期(3d、7d)會隨著礦粉摻量的增加而整體呈下降趨勢,但在礦粉摻量為10%時有一極值點。
(2) 在后期(90d)砂漿強(qiáng)度迅速增長,且隨著礦粉摻量的增加砂漿強(qiáng)度先增加后降低。90d強(qiáng)度在礦粉摻量30%左右時強(qiáng)度達(dá)到最大值。
(3) 礦粉摻量對砂漿干、濕容重的影響不大,在30%時容重較低。
2. 結(jié)果分析:
(1)砂漿強(qiáng)度取決于泡沫球接觸點水泥漿的數(shù)量和性質(zhì)。水泥漿越多,接觸點越牢固;水泥漿強(qiáng)度越高,接觸點越牢固。
(2)前期(3d、7d)隨礦粉摻量增加,水泥漿數(shù)量增加,但水泥石強(qiáng)度降低,且后者的作用強(qiáng)于前者,所以砂漿強(qiáng)度隨礦粉摻量的增加而降低。其中7d強(qiáng)度在礦粉小摻量時有所增加,主要是因為礦粉顆粒與水泥顆粒級配較好,因此密實性較好,這也與礦粉摻量為10%時容重上升相呼應(yīng)。
(3)后期(90d)礦粉活性被激發(fā)出來,水泥水化釋放出的氫氧化鈣成為礦渣成分的堿性激發(fā)劑,并與礦渣中的活性組分相互作用,繼續(xù)生成水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣或水化硫鐵酸鈣,促進(jìn)礦渣與水泥的繼續(xù)水化,且在摻量為30%時,釋放的氫氧化鈣量剛好能與礦渣中的活性組分相當(dāng),礦渣粉水化相對完全,使得強(qiáng)度最高。
(4)盡管水泥漿體積增加,但重量不增加。而且這些水泥漿都填充在泡沫球的空隙中,不產(chǎn)生總的體積增加。因此,礦粉對砂漿容重影響不大。
4.2.2礦渣粉煤灰復(fù)合的優(yōu)勢互補(bǔ)效應(yīng)
1. 固定水泥用量
單摻礦渣粉與單摻粉煤灰的保溫砂漿相比,兩者還存在一些差異,主要表現(xiàn)在: