论文部分内容阅读
摘 要：我国电厂废料粉煤灰和农业废料油菜秸秆产量巨大，亟待合理利用。利用粉煤灰制成的蒸压粉煤灰砖具有节土、节能、环保利废等多方面的优势，但与砌筑砂浆的粘结强度比黏土砖要低，导致砌体抗剪强度较低。本研究通过将农业废料油菜秸秆纤维化，按设计比例掺入砌筑砂浆，研究其对砌筑砂浆的性能的影响，以期为农业废料的处理及新型环保建筑材料的研究提供参考。
关键词：油菜秸秆纤维；砌筑砂浆；抗剪强度
中图分类号：TU522.1+9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0205-02
1 前 言
蒸压粉煤灰砖通常具有较高的抗压强度，一般可达15～
20 MPa，且具备良好的耐久性和耐水性能，但由于其表面光滑、摩擦力小，降低了砂浆与砖的粘结作用，使得蒸压粉煤灰砖砌体的抗剪强度较低，这对蒸压粉煤灰砖的推广和应用于震区起到了阻碍作用。目前主要有两种改善蒸压粉煤灰砖砌体抗剪性能的方法：
一是采用专用砌筑砂浆。专用砌筑砂浆具有优越的性能，显著改善蒸压粉煤灰砖与砂浆之间的粘结面作用，明显提高砌体抗剪强度，据试验结果表明，使用专用砂浆砌筑的蒸压粉煤灰砖砌体的抗剪强度能达到并超过普通烧结砖砌体的抗剪强度。
二是改变砖表面形态增加砖表面摩擦力。本实验旨在通过设计蒸压粉煤灰砖砌筑砂浆，将纤维化的农业废料油菜秸秆按设计比例掺入砌筑砂浆，增大表摩擦力，并研究其对砌筑砂浆的性能的影响，以期为农业废料的处理及新型环保建筑材料的研究提供参考。
2 蒸压粉煤灰砖砌筑砂浆配合比设计
2.1 试验原材料
水泥：江西印山台水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥，比表面积360 m2/kg，实测强度34.2 MPa。
砂：天然河砂，粒径小于4.75 mm，细度模数为2.6。
油菜秸秆纤维：选用已脱粒油菜秸秆，日晒28 d。
采用粉碎机纤维化为丝状短杆，长度3～5 mm，直径不固定。
拌合水：饮用自来水。
2.2 砂浆配比设计
试验水灰比为0.5，砂浆配和比水泥：水：砂为534 kg/m3：
268 kg/m3：800 kg/m3。
稠度和分层度的测定是按照JGJ/70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》[1]的规定进行，试验过程中实测值为52～
74 mm，试验根据油菜秸秆纤维掺量（质量百分数）分为5组，详见表1。
3 试验结果分析
3.1 养护及抗压强度试验
纤维掺量，见表1。
砂浆成型、养护及性能测试按照JGJ/70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的规定进行。抗压强度试验使用数控万能压力机，连续均匀地加荷（控制加载速度为0.5～1.5 kN/s），直至试件破坏，并记录过程和最终形态以及破坏荷载。试件最终形态，如图1所示。
3.2 油菜秸秆纤维掺量对砂浆抗压性能的影响
在同等条件下，制作5组试样，按掺入量为0%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%（质量百分数）分别分成A，B，C，D，E组。按设计强度
5 MPa，7.5 MPa，10 MPa分别编号为A1，A2，A3～E1，E2，E3。每组3块共计15组45个试件。取三个试件平均值作为结果。试验结果，见表2。砂浆立方体试件抗压强度应精确至0.1 MPa。当三个测值的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的1 5%时，则该组试件的试验结果无效。
根据表2的数据，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，实测强度呈下降趋势，如图2所示
3.3 砂浆配合比结果分析
①砂浆制备应根据稠度80 mm（+10 mm）来确定用水量，记录稠度。本试验将配合比及用水量确定，根据实测结果可以说明达到同样的稠度时，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，用水量增加。说明油菜秸秆纤维具有增水减稠的作用。这是因为油菜秸秆纤维本身具有引起作用，可以增加砂浆与块体接触面的摩擦，改变砂浆的流动性，使砂浆和易性减弱。
②在同一设计强度等级下，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，砌筑砂浆抗压强度有所下降。砌筑砂浆强度随油菜秸秆纤维掺入量增加而下降的趋势随着设计抗压强度等级的提高更加明显。
4 结 语
①根据作者以往研究[2]，蒸压粉煤灰砖砌块专业砂浆分为两大类，一类砂浆为上海泖宇专用砂浆和上海雷恩专业砂浆，此类砂浆拌合时无需掺入砂粒，砌筑时的流动性较大，因此，流入孔洞中的砂浆增多，使得砂浆的销键作用显著。虽明显提高蒸压粉煤灰砖砌体抗剪强度，但材料消耗也增多了，急需改进。砂浆掺入油菜秸秆纤维后，砂浆的稠度降低，流动性能明显降低，作者的下一步研究将结合此结论，在专业砂浆中掺入油菜秸秆纤维，研究此类砂浆的力学性能。
第二类专业砂浆原料为水泥、细骨料（砂）、粉煤灰、脱硫石膏、外加剂（纤维素醚+可再分散乳胶粉）以及拌合水；纤维素醚具有增稠保水的作用，防止新拌砂浆分层离析，使其具有良好的工作性能，可再分散乳胶粉用于改善砂浆柔韧性和粘结强度，并能提高砂浆施工性能，改善流动性[3]。作者的下一步研究将在此类专业砂浆中掺入油菜秸秆纤，以期减少外加剂的用量。
②在同一设计强度等级下，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，砌筑砂浆抗压强度有所下降。砌筑砂浆强度随油菜秸秆纤维掺入量增加而下降的趋势随着设计抗压强度等级的提高更加明显。作者的下一步研究将改变油菜秸秆纤维的掺入形式，以期降低水泥或细骨料用量，且保持砂浆强度不改变。
参考文献：
[1] JGJ/70-2009，建筑砂浆基本性能试验方法标准[S].
[2] 汤峰.蒸压粉煤灰砖砌体基本力学性能试验研究[D].长沙：湖南农业大 学工学院，2007.
[3] 陈晨.蒸压粉煤灰砖专用利废砌筑砂浆配合比设计及砌体力学性能 试验研究[D].郑州：郑州大学，2013.
关键词：油菜秸秆纤维；砌筑砂浆；抗剪强度
中图分类号：TU522.1+9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0205-02
1 前 言
蒸压粉煤灰砖通常具有较高的抗压强度，一般可达15～
20 MPa，且具备良好的耐久性和耐水性能，但由于其表面光滑、摩擦力小，降低了砂浆与砖的粘结作用，使得蒸压粉煤灰砖砌体的抗剪强度较低，这对蒸压粉煤灰砖的推广和应用于震区起到了阻碍作用。目前主要有两种改善蒸压粉煤灰砖砌体抗剪性能的方法：
一是采用专用砌筑砂浆。专用砌筑砂浆具有优越的性能，显著改善蒸压粉煤灰砖与砂浆之间的粘结面作用，明显提高砌体抗剪强度，据试验结果表明，使用专用砂浆砌筑的蒸压粉煤灰砖砌体的抗剪强度能达到并超过普通烧结砖砌体的抗剪强度。
二是改变砖表面形态增加砖表面摩擦力。本实验旨在通过设计蒸压粉煤灰砖砌筑砂浆，将纤维化的农业废料油菜秸秆按设计比例掺入砌筑砂浆，增大表摩擦力，并研究其对砌筑砂浆的性能的影响，以期为农业废料的处理及新型环保建筑材料的研究提供参考。
2 蒸压粉煤灰砖砌筑砂浆配合比设计
2.1 试验原材料
水泥：江西印山台水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥，比表面积360 m2/kg，实测强度34.2 MPa。
砂：天然河砂，粒径小于4.75 mm，细度模数为2.6。
油菜秸秆纤维：选用已脱粒油菜秸秆，日晒28 d。
采用粉碎机纤维化为丝状短杆，长度3～5 mm，直径不固定。
拌合水：饮用自来水。
2.2 砂浆配比设计
试验水灰比为0.5，砂浆配和比水泥：水：砂为534 kg/m3：
268 kg/m3：800 kg/m3。
稠度和分层度的测定是按照JGJ/70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》[1]的规定进行，试验过程中实测值为52～
74 mm，试验根据油菜秸秆纤维掺量（质量百分数）分为5组，详见表1。
3 试验结果分析
3.1 养护及抗压强度试验
纤维掺量，见表1。
砂浆成型、养护及性能测试按照JGJ/70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的规定进行。抗压强度试验使用数控万能压力机，连续均匀地加荷（控制加载速度为0.5～1.5 kN/s），直至试件破坏，并记录过程和最终形态以及破坏荷载。试件最终形态，如图1所示。
3.2 油菜秸秆纤维掺量对砂浆抗压性能的影响
在同等条件下，制作5组试样，按掺入量为0%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%（质量百分数）分别分成A，B，C，D，E组。按设计强度
5 MPa，7.5 MPa，10 MPa分别编号为A1，A2，A3～E1，E2，E3。每组3块共计15组45个试件。取三个试件平均值作为结果。试验结果，见表2。砂浆立方体试件抗压强度应精确至0.1 MPa。当三个测值的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；如有两个测值与中间值的差值均超过中间值的1 5%时，则该组试件的试验结果无效。
根据表2的数据，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，实测强度呈下降趋势，如图2所示
3.3 砂浆配合比结果分析
①砂浆制备应根据稠度80 mm（+10 mm）来确定用水量，记录稠度。本试验将配合比及用水量确定，根据实测结果可以说明达到同样的稠度时，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，用水量增加。说明油菜秸秆纤维具有增水减稠的作用。这是因为油菜秸秆纤维本身具有引起作用，可以增加砂浆与块体接触面的摩擦，改变砂浆的流动性，使砂浆和易性减弱。
②在同一设计强度等级下，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，砌筑砂浆抗压强度有所下降。砌筑砂浆强度随油菜秸秆纤维掺入量增加而下降的趋势随着设计抗压强度等级的提高更加明显。
4 结 语
①根据作者以往研究[2]，蒸压粉煤灰砖砌块专业砂浆分为两大类，一类砂浆为上海泖宇专用砂浆和上海雷恩专业砂浆，此类砂浆拌合时无需掺入砂粒，砌筑时的流动性较大，因此，流入孔洞中的砂浆增多，使得砂浆的销键作用显著。虽明显提高蒸压粉煤灰砖砌体抗剪强度，但材料消耗也增多了，急需改进。砂浆掺入油菜秸秆纤维后，砂浆的稠度降低，流动性能明显降低，作者的下一步研究将结合此结论，在专业砂浆中掺入油菜秸秆纤维，研究此类砂浆的力学性能。
第二类专业砂浆原料为水泥、细骨料（砂）、粉煤灰、脱硫石膏、外加剂（纤维素醚+可再分散乳胶粉）以及拌合水；纤维素醚具有增稠保水的作用，防止新拌砂浆分层离析，使其具有良好的工作性能，可再分散乳胶粉用于改善砂浆柔韧性和粘结强度，并能提高砂浆施工性能，改善流动性[3]。作者的下一步研究将在此类专业砂浆中掺入油菜秸秆纤，以期减少外加剂的用量。
②在同一设计强度等级下，随着油菜秸秆纤维掺入量的增加，砌筑砂浆抗压强度有所下降。砌筑砂浆强度随油菜秸秆纤维掺入量增加而下降的趋势随着设计抗压强度等级的提高更加明显。作者的下一步研究将改变油菜秸秆纤维的掺入形式，以期降低水泥或细骨料用量，且保持砂浆强度不改变。
参考文献：
[1] JGJ/70-2009，建筑砂浆基本性能试验方法标准[S].
[2] 汤峰.蒸压粉煤灰砖砌体基本力学性能试验研究[D].长沙：湖南农业大 学工学院，2007.
[3] 陈晨.蒸压粉煤灰砖专用利废砌筑砂浆配合比设计及砌体力学性能 试验研究[D].郑州：郑州大学，2013.