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预拌砂浆用砂的调查分析及试验研究

作者:汪益农 丁泽超  编辑:孙李鑫  邮箱:mart@mortar.cn
2014-07-07 11:52:55 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:砂是预拌砂浆中的最大组成原材料,砂的细度模数和颗粒级配直接影响到砂浆的质量特别是施工性,本文通过对一些砂浆厂的用砂情况做了调查分析,并进行了一系列的砂浆试验,结合砂浆厂实际用砂情况,找到了实用有效的使用不合格砂的生产砂浆应用方法。

一、前言

随着预拌砂浆政策推广力度加大,砂浆企业经济效益不断提高,全国各地大量砂浆生产企业相继投产。目前,砂浆企业在当地砂浆市场也形成了一定的竞争压力,因此,砂浆企业开始在砂浆质量与成本上寻找平衡点。砂在砂浆体系中的影响非常明显,不仅关系到砂浆的强度和施工性,也关系到砂浆的成本。所以砂浆企业结合本地砂的实际情况,搭配出合理级配合和模数的砂非常重要。

二、砂浆企业用砂的调查分析

1 各地砂浆企业实际生产使用砂的状况

根据各地砂浆厂实地调研和咨询情况,现在砂浆厂使用的砂有:河沙,江沙,机制砂,尾矿砂等。由于各地产砂的实际情况不同,这些砂的使用情况又不尽相同,有的砂偏粗,细度模数在2.7以上;有的砂偏细,细度模数在2.0以下;而且进厂的砂又不能较长时期稳定在一个范围。粗砂中哑铃形级配的砂粉料用量大,需水量也大,容易离析,不易抹平收光。细砂的级配近似圆形,粒径集中在0.3mm和0.6mm,这样的砂生产砂浆需水量很大,容易下沉粘刀,需用来包裹的胶凝材料也多,而且含泥量也难符合小于5%的要求,配制的砂浆后期的强度低、易开裂。机制砂由于很多厂不是自己的生产线,制砂厂出砂的片状和石粉含量高(10%—15%),也不符合实际应用要求。而我们希望生产应用的砂成萝卜形,模数2.6左右,颗粒级配好,节约粉料,强度好,施工效率高。

2 砂浆厂对砂的处理情况

由于天然河沙日趋短缺,很多砂浆厂也没有太多选择供砂的单位,又考虑到运输成本对砂浆的影响,基本就近选择。所以只是简单要求一下砂的石块含量和水分含量,对进厂的砂的存放也没分开,基本普通砂浆一种砂,也没考虑进厂砂细度不一致的情况。再就是砂仓设计也不够合理,大多就是两个特种用砂仓,三个普通用砂仓。现在也有些厂的生产设备有筛分系统,设计四个级配普通砂仓,但没考虑到连续化生产时,可能出现粗颗粒和细颗粒仓的砂跟不上生产节奏而停产的尴尬,而且现烘现用的砂温度高,对有机外加剂产生影响,降低使用效果。

3 目前机制砂的使用现状

随着土木工程建设的蓬勃发展和对工程质量的重视,建筑市场对砂的需求数量越来越大,质量上要求也越来越高,而合格的天然砂资源却越来越少。天然砂是一种地方性资源,且短时间内不可再生。近年来,由于天然砂资源短缺,价格上涨,一些地区出现了超量开采,毁田开挖、破坏河道挖砂的现象。过渡的开采不但破坏了人类赖以生存的环境,而且由此引发了不少工程事故。为此,国务院和各地人民政府相继出台了禁采和限采天然砂的规定。

机制砂是“由机械破碎、筛分制成的,粒径小于4.75mm的岩石颗粒”。由于机制砂颗粒表面粗糙、尖锐多棱角、级配不良等系列问题,很多厂家对机制砂还抱有怀疑态度,也有一些砂浆厂自己生产机制砂,由于破碎设备不理想,生产出来的砂往往“两头多,中间少”而不能够合理的利用感到头疼。机制砂中的石粉含量和单位水泥用量较少时,水泥浆体不足以包裹在机制砂颗粒尤其是细小的石粉颗粒周围,随着石粉含量的增加,预拌砂浆的粘聚性变差,导致砂浆的分层离析,因此,在石粉含量较少时砂浆和易性就差;当单位水泥用量较多时,预拌砂浆中有足够的浆体包裹在机制砂颗粒周围,并且随着机制砂中石粉含量的增加,水粉比减小,砂浆保水能力增强。但是,随着水泥用量的增大,易造成砂浆稠度的损失,会使分层度增大。应根据单位体积的水泥用量确定出机制砂中石粉的最佳含量。对于机制砂大于2.36mm的颗粒控制在5%-10%为宜,超过10%施工性明显下降,容易离析,甚至降低强度,过少会增加水泥用量,加大用水量,也会对强度不利。

三、不同级配和模数砂的砂浆实验情况

1、不同砂的筛分试验

某厂细砂A500g 筛分情况如表1:

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4、实验现象及调整

A砂浆泌水最严重,稠度损失大,层度比较大;B砂浆手感偏重,不好收光;C砂浆落地灰多,不易收光;D砂浆综合性能优良。
对A砂浆、B砂浆和C砂浆,通过调整TL-4复合添加剂组成材料的配比,重新试配 ,调配出了性能优良好施工的砂浆。

5、实验结论

⑴ 通过表6可以看到自控砂D的抗压强度,抗折强度,粘结强度都较前三者好,保水性也较前三种砂浆高。

⑵ 将四种砂浆给专业抹灰师傅进行墙体施工,明显的砂浆D抗流挂,爽滑性要高于其他三种样,单位时间施工面积也要更大。

⑶ 级配好的自控砂D做出的砂浆强度高,可以节约水泥用量,降低成本。

⑷ 对于级配不好粗砂、细砂和机制砂,调整TL-4复合添加剂组成材料的配比,也能调配出性能优良好施工的砂浆。

四、对于进厂砂不稳定的调整措施

⑴ 砂的选择。砂浆厂尽量选择两种及以上的砂,将符合生产用砂的砂堆放靠近皮带输送仓的位置;另外达不到要求的偏粗偏细的两种砂先在实验室按比例配调配,做出基本符合用砂要求的砂。

⑵生产设备的设计。设计初期就请根据自己实际生产情况及当地砂的情况进行分仓除尘和降温。建议提升机将烘干砂提上去后,存放在两个200t的预留砂仓,经计量下料到单筒回转混合机,出砂口有鼓风机进行冷却,最后进入500t成品砂仓,符合生产用砂的可直接进入混合机冷却后入仓,不连续生产的时候可不降温进入成品仓自然冷却。

⑶ 机制砂的调整。机制砂分三个仓,第一个是2.4-1.2,第二个是1.2-0.15,第三个算是收尘仓,是0.15以下的,也就是60目以下的,石粉有专门的收尘设备收到石粉仓,不过制砂设备出来的机制砂,2.4-1.2的比1.2-0.15的比例是0.5:1,未经筛分的混合砂级配还不错,在机制砂一区。对于破碎后的机制砂两头多中间少应在实验后采用备用沙堆进行中和,使整体砂达到比较合理的一个级配。

五、结论与建议

⑴使用细度模式2.6,级配良好的砂生产抹灰砂浆,保水高,分层小,粘接力好,强度高,易施工。砌筑砂浆有条件可以选择稍粗的砂进行配比,保证强度,提高粘接力。对于级配不好的砂,调整复合添加剂组成材料的配比,也能调配出性能优良好施工的砂浆。

⑵经过筛分和合理搭配的砂生产砂浆质量稳定,可以降低成本,减少施工现场的不利因素。

⑶使用过度砂仓和冷却系统,避免因为砂的温度影响使砂浆凝结时间过快,泌水,粘接力不好等情况发生。

⑷在现有天然砂日益减少的情况下,大力发展机制砂,研究机制砂,从而使砂的生产实现自控范围,让砂浆质量更稳定!

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来源:武汉奥特龙建筑材料有限公司
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