建筑工程中玻化微珠试验性能影响因素

单洪亮

（民航机场建设工程有限公司，天津 3 000456）

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

本文中提到的玻化微珠保温砂浆由水泥，玻化微珠颗粒，可分散乳胶粉，聚丙烯纤维和羟丙基甲基纤维素醚组成。以下是组成材料中的主要性能：

1）普通硅酸盐水泥物理及力学性能试验检测指标：表面积3329cm2/g，密度3.07g/ cm3，初凝188min，终凝241min，抗压强度3d 26.9MPa,28d 52.5MPa，抗折强度3d 5.02MPa 28d 9.34MPa。

2）物理试验检测指标：密度90kg/m3，粒度1.2 mm，耐火度1350℃，使用温度1000℃，导热系数0.035W/（m·k)，表面玻化率 95%，吸水率 30%

3）可分散乳胶粉物理技术指标：固含量99±1%，平均粒度80μm，堆积密度430±100g/L，PH 值6～8

4）聚丙烯纤维技术指标：拉伸强度500MPa，断裂伸长率23%

1.2 试验方法

本实验成型方法按照GB/T 26000—2010 进行；干密度，抗压强度和软化系数试验参照GB/T17671－1999《水泥胶砂强度检验方法》执行；压剪粘结强度是JG/T 283—2010《膨胀玻化微珠轻质砂浆》进行；抗折强度按照行业标准JGJ/T70-2009 规定进行[1-3]。

2.基准配合比

在结合国内相关研究和应用实践成果基础上，依据保温砂浆配合比设计方法，确定保温砂浆的干料基准配合比。

质量比：普通硅酸盐水泥(P.O42.5)：硅藻土：重钙粉：玻化微珠：纤维素醚：可分散性乳胶粉=30%：30%：5%：30%：0.3%：4%。

3 试验结果分析

通过对中部新城北起步区天津港泰成置业鑫隆苑工程、沁芳园苑一期工程、沁芳园苑二期工程、广州南沙区邮轮母港二期工程等工程中保温砂浆性能使用试验方法、试验数据研究统计结果分析[4-6]。

3.1 水灰比对保温砂浆试验检测性能的影响

将保温砂浆分四组是编号1、编号2、编号3、编号4，水料比分别是1.1、1.2、1.3、1.4，其余各材料用量不变。根据上述四组砂浆检测的干密度，抗压强度以及导热系数,进行测试，结果分析如下。

3.1.1 对保温砂浆干密度的影响

图1 展示了在各组水灰比下玻化微珠保温砂浆的干密度值。从实验值看，当砂浆水灰比增加，干密度相应降低。这主要是由于以下事实：当水泥含量恒定，砂浆在凝固和硬化过程中损耗水量基本不变。所以水灰比越大，砂浆中蒸发水越多，蒸发孔道就多，其干密度变小。

图1 水灰比对保温砂浆干密度影响

3.1.2 对保温砂浆抗压强度的影响

随着水灰比的增加，砂浆抗压强度分别是2.53MPa、2.26MPa、1.78MPa和 0.98 MPa.与编号1 试验组相对比，其它三组砂浆抗压强度明显呈降低趋势，具体实验值分布情况见图2。

图2 水灰比对保温砂浆抗压强度的影响

试验结果显示，水灰比对砂浆抗压强度值影响较大，主要是由于随着水灰比的增加，砂浆在凝结硬化过程中蒸发水量也增加。玻化微珠保温砂浆，孔隙率不断增加，导致抗压强度降低。

3.1.3 对保温砂浆导热系的影响

图3 为保温砂浆水灰比与导热系数测定值关系折线图。经测定4 组保温砂浆导热系数分别为 0.0862、0.0775、0.0703、0.0685 W/ (m·K)。从图3可以得出，当水灰比增涨，砂浆导热系数呈下降趋势，主要原因是砂浆的水灰比增加，且砂浆孔隙率增加，并且气体热导率比固体热导系数低。

图3 水灰比对保温砂浆导热系数影响

3.2 胶粉对保洁砂浆性能的影响

将砂浆分四组分别是编号1、编号2、编号3、编号4，变量胶粉掺量分别是2%、3%、4%、5%，其余各材料用量不变。对四组砂浆分别进行抗压强度以及压剪粘结强度测试，结果分析如下。

3.2.1 对保温砂浆抗压强度的影响

图4 能很直观看出试验结果，当砂浆中胶粉掺量增加时，砂浆抗压强度也是在不断变化。当胶粉掺量为2%、3%、4%时，砂浆抗压强度是随着胶粉掺量增加不断增加，但是当胶粉掺量在5%，保温砂浆的抗压强度下降。从实验结果来看，当保温砂浆中胶粉掺量增加时，砂浆抗压强度可能不一定增加。另外，从该测试结果还可以看出，当胶粉量在4%时，砂浆抗压强度可以达到最大值。

图4 胶粉对保温砂浆抗压强度影响

3.2.2 对保洁砂浆压剪粘结强度的影响

图5 是胶粉对保温砂浆压剪粘结强度影响折线图，从图中看到随着砂浆中胶粉掺量增加，砂浆压剪粘结强度一直增强。

图5 胶粉对保温砂浆压剪粘结强度影响

试验结果说明胶粉对砂浆粘结性和施工和易性有一定的影响。当胶粉掺量增加砂浆粘结性有明显提高。

3.3 搅拌时间对保温砂浆性能的影响

将保温砂浆分为四组分别是编号1、编号2、编号3、编号4，对初始配合比下的四组保温砂浆分别搅拌3min、5min、7min 和9min。对四组保温砂浆分别进行稠度、湿密度、抗压强度和抗折强度试验，结果分析如下。

3.3.1 对保温砂浆稠度的影响

图6 为四组保温砂浆的稠度测定结果，从图中可直观的看出随着保温砂浆搅拌时间的增加，保温砂浆的稠度是在不断增加的。

图6 搅拌时间对保温砂浆稠度影响

3.3.2 对保温砂浆湿密度的影响

图7 为搅拌时间对保温砂浆湿密度影响折线图，实验结果显示，当搅拌时间延长，砂浆湿密度呈上升趋势。

图7 搅拌时间对保温砂浆湿密度影响

3.3.3 对保温砂浆抗压强度的影响

搅拌时间对砂浆抗压强度试验结果见图8。试验结果显示，砂浆的搅拌时间和抗压强度成正比关系。

图8 搅拌时间对保温砂浆抗压强度影响

3.3.4 对保温砂浆抗折强度的影响

和抗压强度一样，搅拌时间对保温砂浆抗折强度影响也是成正比例关系，具体影响关系折线图见图9。

图9 搅拌时间对保温砂浆抗折强度的影响

3.3.5 对保温砂浆软化系数的影响

图10 为搅拌时间对保温砂浆软化系数影响折线图，从图中折现变化趋势来看，随着搅拌时间延长，砂浆的软化系数先是增加，之后呈下降状态，因此搅拌时间对砂浆软化系数影响并不显著。

图10 搅拌时间对保温砂浆软化系数影响

因此，从试验结果来看，搅拌时间延长提高了保温砂浆的稠度、抗压强度、抗折强度和湿密度，但是对软化系数并无明显改变，其主要是因为长时间对保温砂浆搅拌导致玻化微珠颗粒破损，这就使得在保温砂浆中胶凝材料比例相对增大，因此提高保温砂浆密度、抗折强度和抗压强度。

4 结束语

通过实际工程研究实验，研究水灰比，胶粉用量和搅拌时间对保温砂浆性能的影响。通过改变单一因素进行实验，得出测试结论：随着砂浆中水灰比增加，保温砂浆干密度，抗压强度和导热系数处于下跌趋势，下降趋势；另外，砂浆中胶粉掺量增加，保温砂浆的压剪粘结强度持续增加，而胶粉量为4%时，砂浆的抗压强度达到最大值。随着保温砂浆搅拌时间延长，砂浆稠度，抗压强度，抗折强度以及湿密度明显增加，但对保温砂浆软化系数影响不明显。影响玻化微珠保温砂浆的物理性能因素很多，例如憎水剂处理，纤维素醚用量，玻化微珠用量等。本文只研究其中的几个因素。通过试验找到保温砂浆各个性能影响因素，可以得出保温砂浆的最佳材料组成掺量，为保温砂浆技术的发展奠定了研究基础。