蒸压加气混凝土专用抹面砂浆性能的研究

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2011年第1期(总第255期)混凝土预拌砂浆Numberlin201l(TotalNo．255)ConcreteRBADY～旺ja巨DMORARdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2011．01．033蒸压加气混凝土专用抹面砂浆性能的研究肖力光，崔正旭a,b。闫迪，赵壮(吉林建筑工程学院a．材料科学与工程学院；b．装饰学院，吉林长春130000)摘要：随着节能减排政策在建筑领域的推广实施和墙体改革的大力推行，加气混凝土砌块作为一种新型的墙体材料因其一系列的优点，越来越受到市场的青睐，被广泛用于建筑工程中。但是，由于加气混凝土砌块自身吸水率大、多孔结构等特性，当与普通砂浆结合使用时，易使墙体出现裂缝，抹灰层产生大面积龟裂、空鼓和脱落等现象，影响了工程质量及建筑物墙面美观效果。研究了各种因素对专用抹面砂浆性能的影响，并进行了微观结构和作用机理分析。关键词：蒸压加气混凝土砌块；专用抹面砂浆；作用机理；性能中图分类号：TU528．064文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)01一Ol13—03ResearchORperformancesofspecialplastermortarforaeratedconcreteX『A0倒ang，CUIZheng．xu，YANDi~,ZIIAOZhuang(a．SchoolofMaterialScienceandEnineering；b．ArchitectureandDecorationCollege。／ilinArchitecturalandCivilEngineeringInstitute，Changchtm130000，China)Abstract：Withtheenergysavingpolicyintheconstructionfieldtopromotetheimplementationandvigorouslypromotethereformofthewall，aeratedconcreteblockasaseriesofnewwallmaterialbecauseofitsadvantages，moreandmorefavoredbythemarket，iswidelyforcon-structionengineering．However，duetoitswaterabsorptionofaeratedconcreteblocklarge，porousstructurecharacteristics，whenusedincombina-tionwithordinarymortar，iseasytowallcracks，plastedngproducelargecracks，thephenomenonofhollowingandof，ere．，influenceengineeringqualityandthebuildingwallestheticresults．ThispaperdiscussesthecontentofvariousfactorsOilthespecialplastermortarproperties，usingSCan-ningelectronmicroscopyonthemortarspecimensweremicro—structuralanalysisandmechanismanalysis．Keywords：aeratedconcreteblock；specialplastermortar；mechanism；performance0引言尺按其裂缝长度和宽度分段测量。2试验结果与讨论蒸压加气混凝土砌块作为一种新型墙体材料，本身具有质轻、保温隔热、大量利废、低耗能、环保性能好等优点，愈来愈受2．1羟乙基纤维素醚对抹面砂浆性能的影响到建筑市场的青睐，也被越来越多的建筑工程所采用。然而，加羟乙基纤维素醚对抹面砂浆保水性能的影响见图1所示。气混凝土砌块体积变形系数偏大、吸水率大、强度偏低、材料较从图1可以看出，随着羟乙基纤维素醚掺量的增加，抹面砂浆脆的特点，普通砂浆与加气混凝土砌块之间性能差别较大，当与的稠度、分层度呈下降趋势，说明砂浆中掺人羟乙基纤维素醚普通砂浆结合使用时，易使墙体出现裂缝，抹灰层产生大面积可明显改善抹面砂浆的保水性能。图2是羟乙基纤维素醚对抹龟裂、空鼓和脱落等问题【l-61，这些问题严重的阻碍了加气混凝面砂浆强度的影响曲线，可以看出羟乙基纤维素醚的加入会使土砌块的进一步应用和推广，因此研究与蒸压加气混凝土砌块抹面砂浆的抗压强度、抗折强度随羟乙基纤维素醚掺量的增加相配套的专用砂浆意义重大。有所而下降，但是下降趋势较平缓。1原材料及性能要求水泥：采用P·O32．5级水泥；粉煤灰：采用一汽集团发电公司的Ⅱ级粉煤灰；减水剂：采用聚羧酸系列高效减水剂，固定掺量为0．75％；纤维素醚：采用羟乙基甲基纤维素醚；可再分散性(a)羟乙基纤维素醚掺量，％(b)羟乙基纤维紊醚掺量，％聚合物乳胶粉：采用乙酸乙烯酯一乙烯共聚乳胶粉；有机纤维：图1纤维素醚对砂浆保水性能的影响采用聚丙烯纤维。砂浆抗裂性能试验方法：采用914minx610illmx2．2可再分散性乳胶粉对抹面砂浆性能的影响19mn'l的木模进行浇筑。浇筑成型后，在上方1．5m处采用钨灯图3为可再分散性乳胶粉对抹面砂浆保水性能的影响曲照射4h，同时用风速5m／s的电风扇，风吹24h。然后用游标卡线。可以看出稠度随着聚合物胶粉掺量的增加而下降，这是由于收稿日期：2010-08—18基金项目：国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2006BAJ04A16)·l13· 日口干养7d湿养21d=羔＼、魁鹱嘿∞吲如舳；。0(b)羟乙基纤维素醚掺量，％图2纤维素醚对砂浆强度的影响叠g0．51．01．52．02．5、(a)聚合物乳胶粉掺量／％露3O聚合物乳胶粉掺量，％日图3可再分散性乳胶粉对砂浆稠度的影响室2o聚合物胶粉对抹面砂浆的保水性能和黏聚性有所改善，可防止警抹面砂浆的泌水和离析。墨1o图4为可再分散性乳胶粉对抹面砂浆黏结强度的影响曲线。从图中可知，由于可再分散性乳胶粉改善了抹面砂浆的界面结构，使得抹面砂浆的黏结强度随着可再分散性乳胶粉掺量的增加而提高。、赵嘿辖辖8642O可再分散性乳胶粉掺量，％图4可再分散性乳胶粉对砂浆黏结强度影响对3可再分散性乳胶粉对抹面砂浆强度影响曲线见图5。从图中、l————一蠢z可以看出，随着聚合物胶粉掺量的增加，抹面砂浆的抗压强度骥辖—匡主詈t和抗折强度先升高后降低，当聚合物胶粉掺量为2％时，其抗压蜒蜒0．50．100．150．200．250．050．100．150．200．25强度和抗折强度达到最大值。(a)聚丙烯纤维掺量／％(b)聚丙烯纤维掺量，％图7聚丙烯纤维对砂浆强度的影响折压比值越大，材料断裂韧性越大。图8可知，抹面砂浆的折压比值随纤维掺量的增加，先升高后降低，当聚丙烯纤维掺量为O．2％时断裂韧性最大。(a)聚合物乳胶粉掺量，％(b)聚合物乳胶粉掺量／％圈5可再分散性乳胶粉对砂浆抗压和抗折强度的影响282．3养护制度对可再分散性乳胶粉砂浆强度的影响蠢蓄0o．2上}—，◆／／’本试验采用3种养护制度，研究可再分散性乳胶粉对抹面0．24砂浆强度的影响。①先采用标准养护室水中养护7cl，然后放在022L---—-·-·—·I--·-------L—-—·-—-·—·-·—-—L--—-—--室内进行自然干燥养护21d；②在标准养护室进行标准养护28d；③先放在室内进行自然干燥养护21d，然后在标准养护室水中图8聚丙烯纤维对砂浆断裂韧性的影响养护7d。可再分散性乳胶粉为热塑性，在砂浆内成膜后，可在不图9为聚丙烯纤维对抹面砂浆保水性能的影响曲线，抹面同材料上形成高抗拉强度和黏结强度。可再分散性乳胶粉在砂砂浆中掺入聚丙烯纤维后，由于聚丙烯纤维的增稠作用，会使浆中作为第二黏结剂与水泥(无机黏结剂)相结合共同发挥作抹面砂浆的稠度有所下降，只是下降趋势略为平缓。用，使砂浆在不同基材上黏结强度显著提高。但是，要想二者共同发挥作用，就必须使水泥充分水化，而聚合物乳胶则必须逐昌暑渐失去水分，使砂浆中的乳胶浓度增大，聚合物颗粒彼此接触、凝聚，才能聚合成膜，具有强度作用。试验结果见图6，采用先湿器养7d，在自然干燥养护21d的养护方法砂浆强度最高。该方法可先提供水泥水化所需的水分，使其完全水化，而后在自然养聚丙烯纤维掺量，％护21d，则可使多余水分蒸发散失，使聚合物在干燥环境下，聚图9聚丙烯纤维对砂浆稠度的影响·】14· 2．5聚丙烯纤维对抹面砂浆抗裂性能的影响低，使水泥砂浆形成刚柔兼并的网状结构。试验可知未掺纤维的砂浆试件中多有通缝产生，且裂缝宽图10(C)为复掺可再分散聚合物乳胶粉和羟乙基纤维素醚而长。当砂浆中掺入聚丙烯纤维后，阻止了裂缝的扩展并细化了砂浆试块的扫面电镜图片。从图中可知，羟乙基纤维素醚与可裂缝。聚丙烯纤维的抗开裂性能用开裂指数评价其开裂程度，本再分散聚合物乳胶粉同时作为水泥基相中的分散相共同作用。试验采用Kraai的开裂指数计算方法，试验得知未掺聚丙烯纤维在水泥石结构中分布均匀，与可再分散聚合物乳胶粉共同在骨的抹面砂浆的开裂指数为93．3，当聚丙烯纤维掺量为0．05％时，料表面形成聚合物的薄层，包裹在骨料表面，提高了水泥石与开裂指数为24．1，并且试件中无2-3mlTl和1~2rnin之间的裂缝骨料之间的黏结强度，减小了界面处的孔隙尺寸，改善了两者产生，全部化为≤1Inm的微细裂缝，充分说明了聚丙烯纤维可之间界面结构。与此同时二者与水泥相共同作用，提高了水泥浆以有效地阻止裂缝的扩展并细化裂缝。体结构的致密性。2．6电镜微观分析图11(a)为单掺聚丙烯纤维的砂浆试件扫面电镜图片，图10(a)、(b)为单掺可再分散聚合物乳胶粉的砂浆试块的图11(b)、(c)是聚丙烯纤维与聚合物乳液混合的砂浆试件的扫扫面电镜图片。可再分散聚合物乳胶粉加入水泥砂浆中，会改描电镜图片。从图11(a)可看出，未掺可再分散聚合物乳胶粉的变水泥浆的结构性能。普通砂浆是一种多相非均匀体质，浆体砂浆试件在断裂处的聚丙烯纤维的表面较光滑，没有明显的水内部存在大量的凝胶孔、毛细孔及大孔隙。砂子以及惰性存在泥水化附着物，说明聚丙烯纤维表面与水泥水化产物之间结合于浆体结构中，且其颗粒大小不均匀，是依靠水泥水化产物胶比较疏松。而加入可再分散聚合物乳胶粉的砂浆试件中的聚丙结在一起，其水泥胶砂呈现出飞链状结构，属于刚性空间骨架，烯纤维上有一定的附着物(如图11(b)、(c))，说明可再分散聚水泥砂浆变形能力低，宏观上表现出脆性和多孔性。合物乳胶粉在水泥砂浆复合界面形成了聚合物过渡层，使水泥加入的可再分散聚合物乳胶粉颗粒，首先分散在胶凝材料水化产物与骨料、聚丙烯纤维之间形成良好的界面结合，使聚的连续相内，随着水化的进行，凝聚的胶体干燥后，成为具有黏丙烯纤维与基体之间的结合比较紧密。性和连续性的，丝状的微纤维薄膜(如图10(a))。这种丝状膜层2．7加气混凝土配套抹面砂浆综合性能穿梭于硬化浆体中的缺陷与微裂缝中，分散了砂浆的集中应力，在上述试验基础上，经过正交设计试验，本论文所研究的同时增加了砂浆的变形能力；其次，粉料立即分散并聚集在孔加气混凝土专用配套抹面砂浆的性能指标如下：稠度88rnm；分腔的富水区域。随着养护时间和水泥水化的进行，聚合物在孔层度10mm；表观密度≤l800kg／m；抗压强度24．12MPa；抗的四周逐渐干燥成膜。对于水泥石中的缺陷和孔隙进行填补，是折强度6,75MPa；黏结强度0．94MPa；抗冻性(_25～20℃，5O次)：水泥水化产物之间及骨料相互胶结形成了与聚合物的互穿网质量损失率为1．4％、强度损失率为5％。各种性能完全达到蒸压络(如图10(b))。由于可再分散聚合物乳胶粉的弹性模量比砂浆加气混凝土用抹面砂浆的要求。(b)图10掺可再分散性乳胶粉和纤维素醚的砂浆试件微观图片(b)(c)图11掺聚丙烯纤维砂浆试件扫描电镜图片(3)聚丙烯纤维掺量在一定范围内可使抹面砂浆的抗压强3结论度、抗折强度、断裂韧性增加，当掺量达到0．2％时，达到最大值，(1)羟乙基纤维素醚可明显改善抹面砂浆的保水性能。聚丙烯纤维使砂浆抗开裂性能显著提高。(2)可再分散性乳胶粉掺量在一定范围内，可提高抹面砂(4)本论文所研究的加气混凝土专用抹面砂浆的各种性能浆的抗压强度、抗折强度、黏结强度、保水性能和黏聚性。·下转第130页·l15· 更高。硫铝酸盐水泥是一种较好的早强型水泥，但是由于钙矾石的膨胀机理会使得结石体的后期强度变低，这是硫铝酸盐早强型水泥的不足。普通硅酸盐水泥早期强度低，且凝结时间过慢，在灌浆性能方面存在不足。采用加入早强型水泥的试验研究，以弥补普通硅酸盐水泥在灌浆性能方面的不足，但掺量应通过试验确定，以免硫酸盐过量产生侵蚀破坏而影响普通硅酸盐水泥的性能，见表3。从表3看出，硫铝酸盐水泥加量小于30g时，表现为缓凝图5钙矾石结构示意图作用。加量大于60g后，有促凝早强作用，强度也显著提高。加入硫铝酸盐消耗了Ca(OH)的浓度，降低水泥浆体的碱度，加3普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配体系快普通硅酸盐水泥中CS的水化作用，加快了水泥硬化速度从硫铝酸盐水泥水化生成高硫型水化硫铝酸钙的量比普通而使强度得到提高，但同时也使浆液的流动性减小。为满足灌浆硅酸盐水泥水化生成的多，还生成一些胶体。水化钙矾石形成的的使用要求，要求浆液的流动性要好，加入减水剂对复配体系强度骨架被大量的胶体充填，使得水泥石的结构更密实，强度的流动性进行改善，见表4。表3普通硅酸盐水泥一硫铝酸盐水泥复配体系试验随硫铝酸盐水泥增多，强度提高且缩短凝结时间，加入FDN参考文献：减水剂使浆液流动度得到提高。为满足灌浆施工要求，加入28％[1]朱宗培，华雪芳，吴隆杰．地质勘探用水泥[M】E京：地质出版社，1982．[2]洛阳建筑材料工业学校编写委员会．水泥工艺原理[M】．]E京：中国建的硫铝酸盐水泥和1％的FDN减水剂效果最好。筑工业出版社，1980．4结论[3】朱宗培，陈礼仪，费立．水泥改性技术研究与应用【M】．成都：成都科技大学出版社，1998．(1)普通硅酸盐水泥在灌浆方面普遍使用，但硅酸盐水泥【4】CLARKASM，COLASAB，SPEZIALEBS．Efectofpressureonthe有其早期强度不高、凝结时间过长且流动性不好的不足。crystalstructureofettringite[J]．CementandConcreteResearch，2008，38(D：19—26．(2)掺入一定量的硫铝酸盐水泥后，不仅提高了普通硅酸盐水泥早期强度，而且后期强度也逐步提高，凝结时间也适当。作者简介：袁进科(1982一)，男，博士研究生，从事岩体稳定及环境地(3)满足现场灌浆要求，提高浆液流动性，在水泥复配体质工程方面的研究。系中加人外加剂，如减水剂，对普通硅酸盐水泥灌浆性能进行单位地址：成都市成华区二仙桥东三路1号(610059)改善。联系电话：13880453051·上接第115页完全达到蒸压加气混凝土用抹面砂浆的要求。【41NARAYANANN，RAMAMURTHYK．Stmetureandpropertiesofaer-atedconcrete：areview[J]．Cement＆ConcreteComposites，2000(22)：参考文献：321—329．【1]GEORGIADESA，FTIKOSCA．Effectofmicropreonautoclavedaer-【51肖力光．保温砌筑砂浆的研制[J】．新型建筑材料，2002(11)：35—38．atedconcreteshfinkageO]．CententandConcrenteReserch，1991(21)：655-622．作者简介：肖力光(1962一)，男，教授，博士。【2】季收．加气混凝土砌块墙体收缩裂缝的研究册．混凝土，2007(3)：92-94．单位地址：长春市新城大街5088号吉林建筑工程学院材料学院[3】唐声飞，胡小芳．力口气混凝土砌块墙体裂缝产生的机理及防治．南(130118)华大学学报：理工版，2004(6)：67—69．联系电话：13578879577·130·