纤维素醚与掺合料在砂浆中的应用技术研究

【摘要】：随着我国建筑行业的不断发展和建筑材料研究的不断深入,砂浆商品化已经成为不可阻挡的潮流。由于具有很多传统砂浆不具备的优势,如今在我国的大中城市,商品砂浆的使用己经比较普遍。但是商品砂浆依然存在着诸多技术难题。 高流态砂浆,如加固用砂浆、水泥基灌浆材料等由于减水剂的使用量较大,会造成严重的泌水现象,影响砂浆的综合性能；而某些塑性砂浆由于本身对水分的散失非常敏感,极易出现拌合后短时间内由于水分散失而出现和易性的严重下降,即可操作时间极短；另外,对于粘结砂浆来讲,如果砂浆对水分的保持能力不足,大量水分会被基体吸走,导致粘结砂浆局部缺水,水化因此不充分,出现强度降低、粘结力下降的现象。 针对以上诸多问提,一种重要添加剂——纤维素醚被广泛应用在砂浆中。纤维素醚作为一种醚化的纤维素,具有了对水分的亲和性,而这种高分子化合物具有出色的吸水保水能力,能够很好地解决砂浆的泌水、可操作时间短、粘结力不足等诸多难题。 另外,作为水泥部分替代物的掺合料,如粉煤灰、粒化高炉矿渣粉(矿粉)、硅灰等,如今越来越受到重视。掺合料作为工业副产品和废料如果不能得到充分的利用,其堆积将会占用并破坏大量的土地,并且会造成严重的环境污染。而掺合料如果通过合理的应用,可以改善混凝土和砂浆的某些性质,很好地解决某些应用中混凝土和砂浆的工程难题,所以,掺合料的广泛应用对环境和行业效益都有利。 国内外已经分别针对纤维素醚和掺合料对砂浆的作用影响做了许多研究,但对于这两者复合使用的效果还缺乏探讨。 本文将砂浆中重要的外加剂——一纤维素醚与掺合料复合使用于砂浆中,通过试验总结砂浆中这两种组分对砂浆流动性和强度的综合影响规律。通过试验中变化纤维素醚及掺合料的种类和掺量,观察其对砂浆流动性和强度的影响(本文中试验胶凝体系主要采取二元体系)。与HPMC相比,CMC不适合用于水泥基胶凝材料的增稠保水处理,HPMC在低掺量下(0.2%以下)即可明显减小浆体流动性,增大经时损失,降低砂浆体强度,降低压折比。综合流动性和强度要求,HPMC掺量在0.1%较为合适。在掺合料方面,粉煤灰对浆体流动性有一定增大效果,矿粉影响不明显,而硅灰虽然有效减少泌水,但在3%的掺量时即可使流动性丧失严重。综合考虑总结得出,粉煤灰用于有快硬早强要求的结构性或加固砂浆时,掺量不宜过高,最大掺量在10%左右,而用于粘结砂浆时掺加到20%,也可基本达到要求：考虑到矿粉和和硅灰体积稳定性不良等因素,应分别控制在10%和3%以下。掺合料和纤维素醚的影响相关性不明显,具有独立作用。 另外,本文参考Feret强度理论和掺合料的活性系数,提出了一种新的水泥基材料抗压强度的预测方法。该方法从体积角度在忽略不同掺合料间相互作用的情况下通过对矿物掺合料活性系数和Feret强度理论的探讨,得出了掺合料、用水量和骨料组成多个因素对混凝土(砂浆)强度的影响规律,具有较好的指导意义。 本文通过以上工作,得出了一些有一定参考价值的理论和实践结论。