偏高岭土对干粉砂浆性能的影响

肖雪军，鞠宇飞，刘文斌，谢君

（1. 常州工程职业技术学院，常州 213164；2. 常州市众华建材科技有限公司，常州 213021）

0 前言

我国对建筑产品质量及环境保护的要求越来越高，加之各级政府对节约资源、环境保护方面的政策及法规的出台，大力发展新型建材、绿色建材已纳入我国发展规划。如同商品混凝土的推广与发展一样，干粉砂浆在我国得到了迅速发展。干粉砂浆是指经干燥筛分处理的细集料与无机胶结料、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌合后即可直接使用的物料。干粉砂浆中重要的一组分就是能够改善砂浆和易性的保水增稠材料。本文主要在纤维素醚用量一定的前提下，研究偏高岭土掺量对干粉砂浆性能的影响，为无机和有机保水增稠材料的复配使用提供一定试验基础。

1 试验原材料及试验方案

1.1 原材料

水泥：本试验使用的是市售32.5级复合硅酸盐水泥。其基本性能见表1。

表1 32.5级复合硅酸盐水泥的基本性能

表2 黄砂的性能

表3 偏高岭土的化学组成 %

表4 偏高岭土掺量对干粉砂浆工作性能的影响

黄砂：本实验使用的是市售普通黄砂，其性能见表2。

偏高岭土：山西琚丰高岭土有限公司生产的1250目偏高岭土，具体成分见表3。

纤维素醚：HERCULES的甲基纤维素醚C8681，粘度为75000 mPa·s/20℃（2%）。

1.2 试验方案

试验以灰砂比1:3，纤维素醚掺量为干粉砂浆总质量的0.4‰，偏高岭土取代水泥掺量分别为0、1%、2%、3%、4%和5%，研究在纤维素醚掺量确定的情况下，偏高岭土掺量对干粉砂浆工作性能、力学性能以及耐久性能的影响。

2 试验结果及分析

2.1 偏高岭土掺量对干粉砂浆工作性能的影响

在配合比确定的情况下，内掺偏高岭土(0%～5%)，根据 《建筑砂浆基本性能试验方法》（JGJ70-2009）试验规范，对干粉砂浆稠度、密度、分层度、保水率以及凝结时间做了试验研究，试验结果见表4。

表4中的试验结果表明：

（1）随着偏高岭土掺量的增加，干粉砂浆需水量略有增加，这主要是由于偏高岭土过细造成的。干粉砂浆的密度没有多大的变化，密度控制在1760 kg/m3左右。

（2）随着偏高岭土掺量的增加，其分层度值均达到标准(10～25mm范围内)，试验发现，当掺量在3%时分层度值最小，此时性能最佳。

（3）随着偏高岭土掺量的增加，保水率呈增长趋势。偏高岭土掺量为1%时，其保水率增加了2%左右，这表明偏高岭土作为干粉砂浆外加剂，有较好的保水增稠效果。这是由于偏高岭土具有较高的比表面积和片状特征，亲水性好，加入到干粉砂浆中，可以保持水分，减少泌水，与未掺偏高岭土相比较，可降低泌水率。偏高岭土掺量在3%以上时，对干粉砂浆保水率增长趋势变缓，维持在96%左右。

（4）未掺偏高岭土的干粉砂浆凝结时间为7小时45分钟。在干粉砂浆中掺入偏高岭土后，不同掺量下的干粉砂浆凝结时间在7小时15分钟与7小时50分钟之间，与未掺偏高岭土时的凝结时间相差不大，表明在一定的掺量范围内，偏高岭土对干粉砂浆凝结时间的影响较小。

2.2 偏高岭土掺量对干粉砂浆力学性能的影响

图1反应了不同偏高岭土掺量下，干粉砂浆3d、28d抗压强度的试验结果。从图1中可以看出：

（1）随着偏高岭土掺量的增加，干粉砂浆3d强度呈先增长后下降趋势。偏高岭土掺量在1%～3%之间，强度呈增长趋势，但强度增幅不大。偏高岭土掺量为4%和5%时，3d强度低于未掺偏高岭土。

（2）28d龄期干粉砂浆的强度变化明显，当内掺偏高岭土为3%时，其28d强度高于未掺偏高岭土的干粉砂浆15%左右，28d抗压强度最大，此掺量下的干粉砂浆性能最佳。

2.3 偏高岭土对干粉砂浆收缩性能的影响

综合考虑干粉砂浆的工作性能与力学性能，偏高岭土在3%掺量下性能表现较好。因此本文对未掺偏高岭土和3%偏高岭土掺量下的干粉砂浆的收缩做了试验研究，试验结果见表5。

表5 收缩率试验数据记录

表5和图2表明，偏高岭土能降低干粉砂浆的收缩率值，提高干粉砂浆的稳定性。与不掺偏高岭土相比较，掺入偏高岭土后早期收缩率较大，但是经过21d后，收缩率值明显呈降低趋势。28d的收缩率仅仅是不掺偏高岭土的0.8倍，为0.91‰，远低于江苏省《预拌砂浆技术规程》(DGJ32/J13-2005)中0.5%的收缩标准。这表明偏高岭土应用于干粉砂浆，能够有效地减少砂浆开裂现象。

3 结论

本文主要讨论了在纤维素醚掺量固定的情况下，偏高岭土掺量对干粉砂浆工作性能、力学性能以及耐久性能的影响。试验的主要结论为：

（1）偏高岭土掺入到干粉砂浆中，能够提高干粉砂浆的保水率。随着偏高岭土掺量的增加，砂浆保水率呈增长趋势。偏高岭土对干粉砂浆凝结时间的影响不大，与不掺偏高岭土相近。

（2）随着偏高岭土掺量的增加，干粉砂浆强度呈先增长后下降趋势。偏高岭土掺量在3%时，其3d、28d强度为最佳。

（3）偏高岭土对改善干粉砂浆收缩性能，减少砂浆开裂有一定的促进效果。

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