1 引言
在建筑施工中,采用特殊的原材料可提高施工质量,比如自流平材料。这种建筑施工原材料基于不同的外加剂,在建筑水平面中具有很好的自流平物理特性和化学特性。水泥基自流平材料用于建筑施工中,可减少施工质量通病,控制楼面平整度,提高施工效率,一次成型,强度高,密实性好,还可降低劳动强度。在此背景下,本文为了配置一种流动性更好、强度更高以及抗压、抗折强度更强的特殊材料,重点针对自流平材料的基本特性展开物理和化学实验测试研究,以确定不同参数及试配条件下的水泥基自留平材料综合特性。
2 试验原料制备
本研究试验采用的原材料如下:
(1)P·II52.5级水泥;
(2)过0.08mm筛子的纯氧化钙;
(3)高效减水剂;
(4)河砂(超细型);
(5)FL32与50E100S型可再分散胶粉;
(6)H300P2型纤维素醚;
(7)配合比为 95:5,将石膏材料与粉煤灰配合在一起粉磨筛选;
(8)采用NaOH制备浓度为0.1g/mL的氢氧化钠溶液;
(9)研磨筛选的0.4%的原状粉煤灰要经碱激发活性。
3 试验过程及结果分析
3.1 不同配合比及掺试条件下的综合性能试验(对煤煤灰掺量进行调整控制)
首先在这一试验步骤,重点针对制备好的粉煤灰原材料进行掺量调整和控制,分别通过1号试验、2号试验以及3号试验和4号试验四个环节,就不同水泥、FL32、砂、粉煤灰配合比环境下的试验材料流动性、抗折抗压强度参数进行观察、记录与对比。
试验方案如下:
(1) 1号:水泥(52%)+FL32(3%)+砂(45%)+粉煤灰(0%)
(2) 2号:水泥(47%)+FL32(3%)+砂(45%)+粉煤灰(5%)
(3) 3号:水泥(42%)+FL32(3%)+砂(45%)+粉煤灰(10%)
(4) 4号:水泥(37%)+FL32(3%)+砂(45%)+粉煤灰(15%)
(5) 5号:水泥(32%)+FL32(3%)+砂(45%)+粉煤灰(20%)
按上述试配方案,本研究以高“50±0.1”mm、内径为(30±0.1)mm的金属空心圆柱体为水泥基自流平材料流动速度试模,测试板是一边长为500mm的平板玻璃。在测验参试材料的水平流动性能时,本研究水平置放试模,并灌模2s,提模使其向上保持一定的距离,持续15s左右后,使料浆自由向下流动;间隔5min后,对水泥基自流平材料的流动性进行测试。
1-5号试样所对应的流动度、20 min流动度、1 d 抗折强度、抗压强度测试结果如下:
(1) 1号:流动度(11.5cm),20 min流动度(10.4cm),1 d抗折强度(1.40MPa),1d抗压强度(4.3MPa);
(2) 2号:流动度(10.8cm),20 min流动度(10.6cm),1 d抗折强度(1.60MPa),1d抗压强度(4.7MPa);
(3) 3号:流动度(11.2cm),20 min流动度(11.1cm),1 d抗折强度(1.20MPa),1d抗压强度(3.3MPa);
(4) 4号:流动度(11.2cm),20 min流动度(11.2cm),1 d抗折强度(0.81MPa),1d抗压强度(2.2MPa);
(5) 5号:流动度(11.3cm),20 min流动度(11.5cm),1 d抗折强度(0.67MPa),1d抗压强度(1.6MPa);
基于图1曲线可发现,随着粉煤灰掺加量增加,试验对象的抗折强度基本由 1.4MPa 降低至 1.2MPa 左右,然后再下降至0.8MPa以上,最后经过平缓下降,降低至0.6MPa左右。究其原因,主要因研磨导致粉煤灰光滑球形颗粒结构破坏,阻力增加,降低其流动性。
3.2 水泥基自流平材料受纤维素醚掺量的影响分析
(1) 试验配合比:
水泥(42%)+FL32(3%)+砂(45%)+H300P2(0%/0.05/0.10/0.15/0.20/0.25)+粉煤灰(10%)
(2) 试验结果:
流动度(14.3cm、14.7cm、13.2cm、13.8cm、13.7cm、12.5cm),20 min流动度(15.1cm、16.0cm、13.9cm、11.7cm、13.0cm、11.3cm),1 d 抗折强度(0.73MPa、0.46MPa、0.27MPa、0.47MPa、0.35MPa、0.30MPa),1d 抗 压 强 度 (2.3MPa、1.3MPa、1.8MPa、1.1MPa、0.7MPa、0.7MPa)。
由实验结果可以看出,随着纤维素醚的掺量波动变化,其1d条 件 下 的 抗 折 强 度 在 不 断 发 生 变 化 ,由 0.73MPa 降 低 至0.46MPa,再下降至0.27MPa左右。在此过程中有一个小幅上升过程,当其升至 0.47MPa 时,又经历了巨大降幅,最终下降至0.35MPa。
3.3 水泥基自流平材料受可再分散胶粉掺量的影响分析
(1) 试验配合比:
水泥(42%)+FL32(3%)+砂(45%)+50E100S(0%/0.5/1.0/1.5/2.0/2.5)+粉煤灰(10%)
(2) 试验结果:
流动度(11.2cm、10.8cm、10.6cm、10.3cm、10.5cm、10.5cm),20 min 流动度(11.1cm、9.9cm、11.0cm、9.4cm、9.5cm、10.7cm),1 d抗 折 强 度 (1.20MPa、1.15MPa、1.17MPa、1.12MPa、1.14MPa、1.10MPa),1d 抗 压 强 度 (3.3MPa、3.2MPa、3.6MPa、3.4MPa、3.4MPa、2.7MPa)。
通过对比测试可发现,水泥基自流平材料的流动性受50E100S型可再分散胶粉影响较小。且在不同的试配条件下,水泥基材料的抗折强度、抗压强度与流动性能等呈现出了不同的状态。
3.4 水泥基自流平材料受氧化钙掺量的影响分析
上述变化曲线(1)/(2)表明,水泥基自流平材料的流动性会随氧化钙掺量的增加而明显降低,但是其抗压强度与抗折强度等综合力学性能会大幅提升。当其掺量为1%时,水泥基自流平材料的早期抗折强度和抗压强度分别提高约2.89倍和1.39倍。
4 结束语
研究表明,水泥基自流平材料的综合力学性能主要通过流动性、抗折性与抗压性来表现。本研究通过观察、对比试验结果发现,随着试配原材料掺量增加,试验对象的抗折强度会由1.4MPa降低至0.6MPa左右,主要原因在于研磨导致粉煤灰光滑球形颗粒结构破坏,阻力增加。而随着纤维素醚掺量波动,其1d条件下的抗折强度会由0.73MPa降至0.27MPa左右。在此过程会有一个明显波动过程。通过对比发现,水泥基自流平材料的流动性受50E100S型可再分散胶粉影响不明显。但随氧化钙掺量增加,其抗压与抗折强度等综合力学性能会大幅提升。当掺量=1%时,其早期抗折强度和抗压强度达到最佳水平。