孙振平-同济-商品砂浆用增稠保水剂TJ-S及其性能研究

本文采用各种微结构疏松的天然矿物和工业尾 矿，并结合起减水、增稠和调 凝等作用的助剂， 通过干燥、计量、粉磨，开发出一种价廉的增稠保水剂 TJ-S，其细度(0.315mm 筛筛余)小于 15%， 比表面积大于 320m2.kg-1。
设计砂浆 C:S=1:4.5，砂浆稠度为 70-90mm。表 3 为 TJ-S 在不同掺量下对砂浆分层度、保水率、 7d 抗压强度、28d 抗压强度和 28d 粘结强度的影响。试验同时对比了掺加消石灰粉和微沫剂砂浆的 相应性能。
率和增强效果均较理想的增稠保水剂 TJ-S，分别按建工行业标准《JG/T230-2007 预拌砂浆》和江
苏省地方规程《DGJ32/J13-2005 预拌砂浆技术规程》对其在砌筑、抹灰和地面干混砂浆中的应用
效果进行了试验研究，表明其具有较好的普适性。
关键词：商品砂浆；增稠保水剂；分层度；保水率；强度；耐久性
1作者简介：孙振平，1969.4-，新疆奇台人，同济大学材料科学与工程学院副教授，博士；中国硅酸盐学会干混砂浆 专业委员会理事、秘书长；中散协干混砂浆专业委员会理事。联系地址：上海市四平路 1239 号同济大学材料科学与 工程学院邮编：200092 电话：65989550，13482717949E-mail：grtszhp@
3d 22.4
28d 45.0
25.7
52.6
23.1
46.5
抗折强度 /MPa
3d 28d 4.6 7.1
3.1 8.3
4.5 8.1
项目
II 级灰指标 江苏粉煤灰
测试值 浙江粉煤灰
测试值
细度 (45µm 筛筛余)
/%
≦25
表２ 粉煤灰基本性能
烧失量 /%
含水量 /%
≦5.0
≦1.0
15.0
2.1
序号
S0 S01 S03 S05 S06 S08 S09 S11
表 4 掺 TJ-S 对砂浆抗冻性和收缩率的影响
外加剂 及其掺量
/%C
/ TJ-S，2 TJ-S，6 TJ-S，10 消石灰粉，10 消水灰粉，30 微沫剂，0.05 微沫剂，0.10
W/C
1.150 1.125 1.155 1.162 1.136 1.140 1.146 1.135
稠度 /mm
85 86 87 82 90 82 90 87
抗冻性
强度 损失 /% 36 18 14
6 20 25 21 42
质量 损失 /% 4.5 1.2 1.0 0.8 3.2 5.1 4.0 7.0
28d 收缩率 /10-6
740 665 640 540 640 615 755 820
综上所述，在砂浆灰砂比 C:S=1:4.5，稠度为 70-90mm 情况下，本文所研制的增稠保水剂 TJ-S 在掺量为 6%以上，可使砂浆保水率达 88%以上，在掺量为 8%以上，可使保水率达 92%以上，分别满
90
35
66
1:4.5 微沫剂，0.08 1.135
86
24
72
1:4.5 微沫剂，0.10 1.135
87
18
75
抗压强度 /MPa
7d
28d
12.0 13.2 12.0 11.7 10.4 9.2 10.5 8.2 7.1 9.2 7.2 5.2
16.4 17.5 14.8 13.6 12.7 11.5 12.7 9.5 9.8 12.6 9.4 7.1
本文通过试验研制一种取材广泛，经济合理的 商品砂浆增稠保水剂，并对其 在砌筑、抹灰和地 面干混砂浆中的应用效果进行了试验研究。
2. 试验原材料与方法
2.1 试验原材料
海螺 P.O42.5，盘固 P.O42.5，三狮 P.O42.5(性能指标如表 1)；II 级粉煤灰(江苏和浙江各一 种，性能指标如表 2)；细度模数 2.6 的河砂(筛去 5mm 以上颗粒)；浙江机制砂(<5mm)；增稠保水材 料 TJ-S(本文研制，灰色粉状)；消石灰粉(工业级)；微沫剂(取自工地现场)；饮用自来水。
表 1 水泥物理力学性能
水泥
密度 /g.cm-3
安定性 (雷氏夹法)
细度 (0.08mm 筛筛余)
/%
凝结时间 /h:min
初凝 终凝
海螺
3.1
42.5P.O
盘固
3.1
P.O42.5
三狮
3.1
P.O42.5
合格 合格 合格
2.6
2:50 3:55
3.2
2:20 4:15
3.0
3:00 3:50
抗压强度 /MPa
序号
S0 S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 S09 S10 S11
表 3 掺 TJ-S 对砂浆性能的影响
外加剂
C:S
及其掺量
/%C
分
保
稠度
层
水
W/C
/mm
度
率
/mm
/%
1:4.5
/
1.150
85
54
42
1:4.5
TJ-S，2
1.125
86
40
65
1:4.5 1:4.5
TJ-S，4 TJ-S，6
1. 前言
目前，我国普通商品砂浆的发展因 2007 年 6 月 6 日商务部、公安部、建设部、交通部、质检总 局、环保总局 等六部门 联合颁布 的《关于 在部分城市 限期禁止 现场搅拌 砂浆工作 的通知》( 商改发 <2007>205 号)而掀起了一股前所未有的高潮。实际上，普通商品砂浆的概念在 1995 年就由同济大 学专家提出了[1]。上海建筑科学研究院于 1998 年前后在国内率先开展普通商品砂浆的研究[2]，积累 了相当多的经验，并研制了专门的稠化粉[3]。
足中国建工行业标准和江苏省地方规程，而掺量只要超过 4%就可使砂浆分层度达到上海市地方标准 的要求。同时，TJ-S 在掺量为 4%情况下，也完全满足《JGT164-2004 砌筑砂浆增塑剂》标准。
具体应用时，各地可根据所执行的商品砂浆标 准及原材料情况和和易性要求 等，通过试验，合 理确定 TJ-S 的掺量。
商品砂浆用增稠保水剂 TJ-S 及其性能研究
孙振平1，庞敏 1，于龙 1，王培铭 1，王新民 2
(1. 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092； 2. 中散协干混砂浆专业委员会，北京 100834)
摘要： 针对我国普通商品砂浆发展特点和技术要求，研制开发了一种利用国内普 通原材料，而保水
掺加 TJ-S，当掺量仅为 4%时，就可将分层度降至 25mm，保水率由不掺时的 42%提高为 76%。进
一步提高其掺量，如为 6%时，保水率可达 88%，掺量为 8%时，保水率可达 93%，能满足江苏省地方 规程中对抹灰砂浆保水率的要求。更可贵的是，掺加 TJ-S 对砂浆抗压强度的影响较小，当其掺量分 别为 2%，4%，6%，8%和 10%时，砂浆抗压强度比分别为 107%，90%，83%，77%和 72%。
28d 粘结 强度 /MPa 0.42 0.47 0.53 0.50 0.64 0.54 0.44 0.48 0.42 0.40 0.37 0.33
可见，当消石灰粉掺量为 30%，微沫剂掺量为 0.10%时，尽管砂浆分层度可降至 25mm 以下，但 保水率仍只有 75%左右。从保水率与它们掺量的关系看，很难通过加大它们的掺量来进一步提高砂 浆保水率。而另一方面，当消石灰粉和微沫剂达到此掺量时，砂浆的抗压强度已经降低了一半左右。
1.146
90
1.155
87
25
76
20
88
1:4.5
TJ-S，8
1.158
78
10
93
1:4.5
TJ-S，10
1.162
82
15
96
1:4.5 消石灰粉，10 1.136
9040Βιβλιοθήκη 671:4.5 消水灰粉，20 1.130
90
1:4.5 消水灰粉，30 1.140
82
32
72
24
74
1:4.5 微沫剂，0.05 1.146
0.2
16.8
0.81
0.1
安定性 (雷氏夹法)
/mm ≦5.0
0.8
2.0
需水量比 /%
≦105 103
101
2.2 试验方法
除保水率试验外，所有试验均参照《JGJ70-1990 建筑砂浆基本性能试验方法》。增稠保水剂的掺 加方法为：先将干粉状增稠保水剂与水泥(和粉煤灰)混合，并与黄砂干拌均匀后，加水搅拌均匀。采 用砂浆搅拌机进行搅拌，搅拌时间为 3min。砂浆立方体抗压强度测试试件的成型采用无底试模，养 护为标准养护。
砂浆商品化进程中一个重要的课题是让人们摒 弃微沫剂和石灰膏等的情况下 ，能配制出和易性 非常优良的各种普通商品砂浆砂浆，满足国家建工行业规程《JG/T230-2007 预拌砂浆》的要求，或 满足各地方标准的要求。由于行业标准和地方标 准、技术规程等在试验方法、技 术指标等方面并不 完全一样，给实际操作者带来一定困难。
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
2
4
6
8
10
TJ-S掺量/%
图 1 掺 TJ-S 对砂浆粘接抗拉强度的影响
表 4 是掺 TJ-S，消石灰粉和微沫剂的砂浆抗冻性(50 次)与收缩率(28d)的比较。可见，掺 TJ-S 可以大幅度改善砂浆的抗冻性，并有利于降低砂 浆的收缩率，而微沫剂掺量增加 对混凝土抗冻性和 抗收缩性均有不利影响。
原材料 用量/Kg
表 5 商品砂浆增稠保水剂检测时砂浆的配合比