淺議輕質(zhì)復(fù)合墻板接縫砂漿中水泥基的作用

輕質(zhì)復(fù)合墻板是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種低收縮,、高性能的墻體材料，但在工程應(yīng)力應(yīng)用中同樣出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象,。經(jīng)工程實(shí)踐分析,，引起開(kāi)裂的主要部位是板縫處，尤其是門窗洞,、轉(zhuǎn)角,、板與結(jié)構(gòu)結(jié)合處的板縫，而這些部位也是墻體因溫,、濕度變化,、外來(lái)荷載、結(jié)構(gòu)徐變等產(chǎn)生應(yīng)力易集中的部位,。解決開(kāi)裂問(wèn)題有兩條路徑：一是消除,、分散、分解這些部位的應(yīng)力,；二是提高這些部位抵抗應(yīng)力應(yīng)變的能力,。前者受氣候、結(jié)構(gòu)特性及材料本身特性等影響難以實(shí)現(xiàn),。我們通過(guò)配制具有黏結(jié)強(qiáng)度高,、收縮性小、高強(qiáng)度,、高韌性的接縫砂漿,，提高墻體的整體性和抗應(yīng)力應(yīng)變的能力，從而有效地抑制了墻體開(kāi)裂,。
1 主要原材料的選擇
1.1 水泥
水泥是主要的膠凝材料,，同時(shí)也是影響砂漿性能的關(guān)鍵材料之一。接縫砂漿用的水泥宜選用收縮較低,、強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度較高的水泥,，市場(chǎng)上可供選擇的水泥有硅酸鹽水泥,、普通硅酸鹽水泥等。根據(jù)生產(chǎn),、施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),，我們選擇42.5級(jí)南華牌普通硅酸鹽水泥。
1.2 砂
用于接縫砂漿的砂為細(xì)度模數(shù)Mx=1.6～2.1之間的細(xì)砂,，相關(guān)指標(biāo)滿足GB/T14684-2001標(biāo)準(zhǔn)要求,，并篩除3.0mm以上的顆粒。
1.3 礦物摻和料
試驗(yàn)中,，礦物摻和料主要用于調(diào)整砂漿的和易性,、增加黏聚性和降低干縮，選用S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉和Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)合,，等量取代25%（基準(zhǔn)水泥）,，不降低同齡期強(qiáng)度而砂漿的工作性得到明顯改善。
1.4 外加劑
1.4.1 水泥改性劑：是一種遇水可分散的乳膠,，摻入砂漿時(shí)具有一定的塑化,、潤(rùn)滑作用，從而達(dá)到一定的減水效果,。試驗(yàn)表明,，改性劑能提高砂漿的早期強(qiáng)度20%-30%，增加韌性,，降低脆性,，但砂漿的粘聚性不理想，可操作性較差,。與聚醋酸乙烯復(fù)合使用能達(dá)到較理想的效果,。
1.4.2 聚醋酸乙烯：摻入砂漿中能增加砂漿的黏聚性，提高黏結(jié)強(qiáng)度,，增加韌性,，但對(duì)砂漿的抗壓強(qiáng)度基本沒(méi)有增強(qiáng)作用。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，聚醋酸乙烯對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間有一定的影響,，一般初凝時(shí)間延長(zhǎng)1～3h，終凝時(shí)間延長(zhǎng)2～3h,。
1.4.3 108膠：是一種常用的建筑膠黏劑,，對(duì)砂漿的工作性有一定的改善，能增加砂漿的黏聚性,，但效果不如聚醋酸乙烯,。
1.5 水
水質(zhì)滿足JGJ63-89《混凝土拌合用水》標(biāo)準(zhǔn)要求。
2 主要試驗(yàn)過(guò)程
2.1 接縫砂漿的配制
根據(jù)工程施工經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)條件,，試驗(yàn)設(shè)計(jì)側(cè)重兩方面的數(shù)據(jù)采集：一是測(cè)試砂漿的1d,、3d強(qiáng)度,，同時(shí)觀察試塊的早期收縮（從配制到終凝）情況。由于砂漿早期收縮的試驗(yàn)方法存在爭(zhēng)議和實(shí)施難度,，試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大,，試驗(yàn)中我們只根據(jù)試塊入模后與模邊界的收縮情況來(lái)粗略地判定砂漿的早期收縮性能，以便選擇早期強(qiáng)度發(fā)展快而收縮相對(duì)較小,、可操作性好的理想配比,，具體試驗(yàn)方案和結(jié)果見(jiàn)表2。
2.2 接縫試件制作
先將墻板切成150mm×100mm×75mm（板厚）,，其中一種帶接縫槽,，一種取剖切面，每組每規(guī)格3塊計(jì)36塊,。按表2的配比配制砂漿進(jìn)行接縫,。3d后測(cè)試試件的接縫性能。
3 結(jié)果分析與討論
3.1 礦物摻和料的作用機(jī)理
由表2可知,，礦物摻和料能改善水泥砂漿性能而不降低砂漿強(qiáng)度。粉煤灰是煤粉燃燒后的產(chǎn)物,，是一種由具有一定潛在活性的玻璃態(tài)物質(zhì)和非活性固體粉末組成的混合物,，具有體積穩(wěn)定、質(zhì)量輕的特點(diǎn),，摻入到砂漿中能改變混合料的等級(jí)配比,，改善和易性，增加保水性,、保濕性,，但單獨(dú)摻入時(shí)砂漿強(qiáng)度下降，特別是早期強(qiáng)度下降明顯,。磨細(xì)礦渣具有較高的的活性系數(shù),，在一定摻量范圍內(nèi)能取代水泥而不降低砂漿強(qiáng)度，但礦渣的摻入會(huì)引起砂漿收縮面的增大,。粉煤灰和礦渣合摻入能改善砂漿的工作性能,，同時(shí)能提高砂漿的體積穩(wěn)定性，減少收縮,。其作用機(jī)理主要表現(xiàn)為：（1）改善力學(xué)性能,。不同種類、特性的摻和料進(jìn)入水泥系統(tǒng)中,，水化過(guò)程中相互誘導(dǎo),，水泥水化產(chǎn)生的Ca（OH）2及CaSO4等激發(fā)摻和料中活性組分參與水化，使得系統(tǒng)中的Ca（OH）2濃度降低,，從而加速了水化速度,。新增的水化物使得系統(tǒng)中的C-S-H,、C-A-H、Al（OH）3膠體等組分更加豐富,、密實(shí),，同時(shí)未參與反應(yīng)的部分細(xì)集料可起到填充水泥顆粒之間空隙和部分毛細(xì)孔，使得砂漿更密實(shí),，強(qiáng)度提高而收縮性降低,。（2）改善工作性能。復(fù)合摻和料具有球形或光滑的表面,，摻入砂漿中具有一定的塑化,、潤(rùn)滑作用，部分細(xì)集料與水尼顆粒相互包裹,，使得砂漿稠度經(jīng)時(shí)損失小,，水泥漿屈服應(yīng)力降低，黏度增大,，表現(xiàn)出具有保水性能好,、黏聚性好、不流掛,、可操作性好等良好的工作性,。
3.2 外加劑的作用
在試驗(yàn)中采用了3種聚合物外加劑，均為有機(jī)膠黏劑,，具有一定的黏結(jié)力,、黏聚力和彈性，與砂漿復(fù)合后能發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),，既保持了砂漿的強(qiáng)度,，又有較高的黏結(jié)力和韌性。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)三種聚合物作用效果各有不同,，復(fù)合使用能獲得到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，提高和改善砂漿性能。作用機(jī)理是：（1）聚合物均勻地分散在砂漿體系中,，當(dāng)水泥凝膠結(jié)料開(kāi)始水化時(shí),，系統(tǒng)中的水分減少，水化物增加,，聚合物聚集在水化物,、集料、未參與反應(yīng)的水泥顆粒表面,、砂漿與墻板界面及集料顆粒之間,、水化產(chǎn)物與集料之間、水化物與水化物之間的毛細(xì)孔中。隨著水化的進(jìn)行,，砂漿中的水分進(jìn)一步減少,，聚合物凝結(jié)成膜，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物的彈性模量比砂漿硬化體的彈性模量低,，使得砂漿的韌性增強(qiáng)，砂漿與墻板界面的黏結(jié)強(qiáng)度增加,，從而提高了接縫效果,。（2）由于均勻地分散在砂漿中的聚合物對(duì)水具有一定的吸附作用，同時(shí)均勻分散的聚合物膜能封閉砂漿中的種類毛細(xì)孔,，抑制砂漿中水分的散失,，降低干縮，增加砂漿的體積穩(wěn)定性,。（3）聚合物中的極性基團(tuán)與凝膠結(jié)料水化物凝膠極性離子能發(fā)生化學(xué)鍵作用,，從而改善砂漿水化物的結(jié)構(gòu)，有利于吸收因砂漿干縮,、外界作用等引起的內(nèi)外應(yīng)力,，提高砂漿的物理性能。
3.3 企口接縫界面效果比剖切面好
這是因?yàn)槠罂诮缑娴慕佑|面大,，因而黏結(jié)力,、界面嚙合力大，界面抗破壞能力強(qiáng),。接縫試件測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。第6組試件的接縫效果相對(duì)較好,，試件斷裂均出現(xiàn)在接縫界面以外的位置,，說(shuō)明接縫砂漿及接縫界面處的強(qiáng)度超過(guò)了墻板基體強(qiáng)度（主要是抗拉強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度）。
3.4 關(guān)于施工工藝與技術(shù)
3.4.1 界面問(wèn)題,。由于新型墻體材料的生產(chǎn)過(guò)程與黏土磚不同,，因而界面情況也不同，水泥基輕質(zhì)復(fù)合墻板是用模具澆注而成的,，接縫企口光潔,，接縫砂漿與界面的黏結(jié)力差，易形成薄弱環(huán)節(jié),，因此,，施工抹灰前應(yīng)對(duì)界面進(jìn)行處理。試驗(yàn)中采用的是在界面上涂刷一層水泥改性劑凈漿,，以增強(qiáng)接縫砂漿與界面的黏結(jié)力,，提高界面的黏結(jié)強(qiáng)度。
3.4.2 接縫寬度問(wèn)題。由于砂漿的收縮普遍比墻板大,，施工接縫的寬度必然井浪終影響絕對(duì)收縮量,，即累計(jì)施工縫越寬，產(chǎn)生的收縮（收縮應(yīng)變）越大,。因此,，施工中應(yīng)采取擠漿措施，盡可能減小施工縫,，并保證接縫處砂漿飽滿,。一般工程中施工縫控制在5mm-8mm為宜。當(dāng)墻體累計(jì)長(zhǎng)度大于6m時(shí),，宜設(shè)置構(gòu)造柱,，以減少累計(jì)收縮應(yīng)力，增加墻體的穩(wěn)定性,。
3.4.3 墻板安裝時(shí),，往往因生產(chǎn)時(shí)間短或運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中淋濕等造成墻板含水率偏高的現(xiàn)象,，墻體安裝后仍有一部分水分散發(fā)而逐漸趨于與大氣中水分平衡,，這個(gè)過(guò)程中，墻板會(huì)因失水而收縮,。因此,，施工過(guò)程中應(yīng)針對(duì)具體情況，預(yù)留部分板縫,，等墻板水分平衡后再填入接縫砂漿,。