水泥鐵砂砂漿在涂漆砼構件中的應用

【摘要】本文闡述了開發水泥鐵砂砂漿的作用和必要性，介紹了水泥鐵砂砂漿的材料組成、配合比設計方法與制備方法，并進一步通過實例闡述了水泥鐵砂砂漿的使用方法。

【關鍵詞】水泥；鐵砂；砂漿；配合比設計方法；使用方法

Application of cement iron sand mortar in painted concrete

Yin Xiao-dong

（Pingdingshan City Highway Traffic Survey and Design InstitutePingdingshanHenan467036）

【Abstract】In this paper， the function and necessity of development of cement iron sand mortar are expounded. The material composition， mix proportion design method and preparation method are introduced.

【Key words】Cement；Iron sand；Mortar；Mix design method；Use method

1 前言

（1）為了搞好道路交通管理工作，道路標線標識是不可缺少的。目前，在道路混凝土設施上普遍用油漆做標線標識，用于交通管理，例如用涂刷油漆的混凝土立柱作道路界樁、混凝土路緣石頂面涂刷油漆以示道路邊界、防撞護欄帶混凝土上涂刷油漆警示標識或者指示標識等等。

（2）混凝土由混凝土拌和物澆注或壓制而成，混凝土拌和物是水泥、砂、碎石和水攪拌均勻的混合物。

（3）在上述普通混凝土上涂刷油漆（包括磁性油漆）存在的問題是，一般使用幾個月后所涂刷的油漆就會裂縫起皮，然后脫落，導致其交通管理功能降低或者喪失。

2. 水泥鐵砂砂漿

（1）如果把水泥鐵砂砂漿用在混凝土構件上，再在混凝土構件上涂刷磁性油漆后長時間使用甚至到老化褪色也不會裂縫起皮和脫落。

（2）水泥鐵砂砂漿由以下組分構成：42.5級水泥340～480份，鐵砂和砂的混合物1350～2500份，水150～330份。其中：鐵砂和砂的混合物按質量百分計鐵砂占20%～40%，砂占60%～80%；砂選用中砂；鐵砂是用磁選法在河道里采得的含鐵顆粒狀物質，其粒徑不大于2.36mm。

3. 水泥鐵砂砂漿的配合比的設計方法

3.1確定鐵砂和砂的比例，測定鐵砂和砂的混合物的堆積密度值

鐵砂和砂的混合物按質量百分計鐵砂占20%～40%，砂占60%～80%，鐵砂和砂的比例確定后把它們混合均勻，然后測定鐵砂和砂的混合物的堆積密度值；

3.2確定水泥鐵砂砂漿各組分用量，各組分用量按表1選擇。

（1）首先選擇42.5級水泥用量；常被涂刷油漆的混凝土構件強度等級一般為C20-C30，工程實踐中用于混凝土構件的水泥鐵砂砂漿試件的強度等級應與之一樣即為M20-M30，也就是說混凝土構件強度與水泥鐵砂砂漿試件的強度等級存在對應關系，即M20/C20、M25/C25、M30/C30；根據所需的混凝土構件強度等級選用42.5級水泥用量；

（2）再根據鐵砂和砂的堆積密度值確定鐵砂和砂的混合物的用量，鐵砂和砂的混合物的用量就是鐵砂和砂的混合物的堆積密度值，并根據鐵砂和砂的比例計算鐵砂和砂的用量；

（3）最后確定水用量：對于超干硬性水泥鐵砂砂漿用水量宜小，稠度不大于10mm，對于澆注和抹面用水泥鐵砂砂漿，稠度控制在20mm～30mm之間；

（4）由上所述，確定42.5級水泥∶鐵砂∶砂∶水的比值，即水泥鐵砂砂漿的設計配合比。

3.3試配，檢測水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度。

根據水泥鐵砂砂漿的設計配合比制備水泥鐵砂砂漿，并制作抗壓強度試件，按規范要求進行養護并測其抗壓強度，如果抗壓強度達到要求，則設計配合比可以采用；如果抗壓強度不能滿足要求，則重新設計。

4. 水泥鐵砂砂漿的制備方法

（1）測量施工時所用濕鐵砂和濕砂的含水率；

（2）把水泥鐵砂砂漿的設計配合比換算成施工配合比，即把42.5級水泥∶鐵砂∶砂∶水的比值換算成42.5級水泥∶濕鐵砂∶濕砂∶水的比值；

（3）計算每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量，即每盤水泥鐵砂砂漿的42.5級水泥、濕鐵砂、濕砂、水的用量；

（4）加入濕鐵砂和濕砂，再加入水泥，干攪拌不少于60s，然后加入水，攪拌不少于180s，出料即為水泥鐵砂砂漿。

5. 水泥鐵砂砂漿的使用方法

將以上制備方法得到的水泥鐵砂砂漿用于混凝土構件的表面層，其厚度為0.5cm～1cm。

6. 實施例

6.1實施例1。

采用機器壓制成型法預制C20超干硬性混凝土路緣石，其形狀為長方體，長50cm×寬15cm×高30cm，其中，在上述路緣石頂面0.5cm厚的表面層使用M20水泥鐵砂砂漿制作混凝土構件，混凝土構件作為平緣石使用，計劃在其頂面涂刷磁性油漆標線。

6.1.1M20水泥鐵砂砂漿配合比的設計方法，包括如下步驟：

①確定優化的鐵砂和中砂的比例，測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值。

選擇鐵砂和中砂的比例鐵砂∶中砂=25∶75；按此比例把鐵砂和中砂混合均勻，經測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值為1956Kg/m3。

②確定水泥鐵砂砂漿各組分用量。

選擇42.5級普通硅酸鹽水泥用量為360 Kg/m3，鐵砂和中砂的混合物的用量為1956Kg/m3，水用量為160 Kg/m3；經試驗稠度為6mm，則水泥鐵砂砂漿的設計配合比為：水泥∶鐵砂∶中砂∶水=360∶1956×25%∶1956×75%∶160=360∶489∶1467∶160。

③試配，檢測水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度。

根據水泥鐵砂砂漿的設計配合比，每立方米水泥鐵砂砂漿的質量為：360Kg+489Kg+1467Kg+160Kg=2476Kg。

砂漿抗壓強度試件的體積為：70.7mm×70.7mm×70.7mm≈3.53×10-4m3，則一組三個抗壓試件的體積為：3.53×10-4m3×3=1.059×10-3m3。

一組三個抗壓試件需要水泥鐵砂砂漿的質量為：2476Kg×1.059×10-3m3/1 m3=2.622 Kg。

生產3.714Kg水泥鐵砂砂漿能夠滿足試驗一組三個抗壓試件的需要，根據水泥鐵砂砂漿的設計配合比計算，需要取水泥0.54Kg、鐵砂0.73Kg、中砂2.20 Kg、水0.24Kg，并拌和均勻。

取拌和均勻的水泥鐵砂砂漿2.622 Kg，分三等份，分別壓入三個試模，1d脫模，制得70.7mm×70.7mm×70.7mm抗壓試件，然后標準養護28d，按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》的要求進行抗壓強度試驗，測得抗壓強度為26.3MPa。

由上述試驗可知，水泥鐵砂砂漿的設計配合比滿足要求，可以使用。

6.1.2M20水泥鐵砂砂漿的制備方法，包括如下步驟：

①測得濕鐵砂和濕中砂的含水率都為1%；

②換算水泥鐵砂砂漿的施工配合比；

每立方米水泥鐵砂砂漿材料用量為：

水泥用量=360Kg，

濕鐵砂用量=489Kg/（1-1%）≈493.94Kg，

濕中砂用量=1467Kg/（1-1%）≈1481.82Kg，

水用量=160Kg-（493.94Kg+1481.82Kg）×1%=140.24Kg，

水泥鐵砂砂漿的施工配合比為：水泥∶濕鐵砂∶濕中砂∶水=360∶493.94∶1481.82∶140.24。

③計算每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量，每盤水泥鐵砂砂漿0.35m3，則每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量為：

42.5級水泥用量=360Kg×0.35=126Kg，

濕鐵砂用量=493.94Kg×0.35≈172.88Kg，

濕中砂用量=1481.82Kg×0.35≈518.64Kg，

水用量=140.24Kg×0.35≈49.08Kg；

④攪拌機中加入濕鐵砂172.88Kg、濕中砂518.64Kg、水泥126Kg，干攪拌60s，然后加入水49.08Kg，攪拌不少于180s，出料即為所要制備的水泥鐵砂砂漿。

6.1.3用M20水泥鐵砂砂漿制得C20超干硬性混凝土路緣石的預制方法，包括以下步驟：

（1）預制路緣石模板內尺寸為：長×寬×高=50cm×15cm×35cm的長方體；

（2）0.5cm厚的M20水泥鐵砂砂漿質量為：50cm×15cm×0.5cm×2476Kg/ m3≈0.93Kg；

（3）事先制備C20超干硬性混凝土拌和物，每立方米C20超干硬性混凝土所用拌和物的質量為2450Kg，則29.5cm高的C20超干硬性混凝土需要拌和物的質量為：50cm×15cm×29.5cm×2450Kg/ m3≈54.21Kg；

（4）取0.93Kg M20水泥鐵砂砂漿，均勻攤鋪在模板底部，再取54.21Kg C20超干硬性混凝土拌和物均勻攤鋪在M20水泥鐵砂砂漿上，之后加壓，使模板內物質的高度為30cm，然后脫模，養護28d即為所要預制的路緣石。

6.2實施例2。

澆注C25鋼筋混凝土防撞護欄帶，內側立面0.5cm～1cm厚的表面層使用M25水泥鐵砂砂漿制作混凝土構件，計劃在混凝土防撞護欄帶內側立面上用磁性油漆涂刷交通標識；鋼筋焊接綁扎完畢，模板安裝就位；

6.2.1M25水泥鐵砂砂漿配合比的設計方法，包括如下步驟：

（1）確定優化的鐵砂和砂的比例，測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值。

選擇鐵砂和中砂的比例鐵砂∶中砂=30∶70；按此比例把鐵砂和中砂混合均勻，經測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值為2166Kg/m3；

（2）確定水泥鐵砂砂漿各組分用量。

選擇42.5級普通硅酸鹽水泥用量為390 Kg/m3，鐵砂和中砂的混合物的用量為2166Kg/m3，水用量為280 Kg/m3；經試驗稠度為23mm，則水泥鐵砂砂漿的設計配合比為，水泥∶鐵砂∶中砂∶水=390∶2166×30%∶2166×70%∶280=390∶649.8∶1516.2∶280；

（3）試配，檢測水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度。

按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》的要求進行抗壓強度試驗，測得水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度為32.3MPa；

由上述試驗可知，水泥鐵砂砂漿的設計配合比滿足要求，可以使用；

6.2.2M25水泥鐵砂砂漿的制備方法，包括如下步驟：

（1）測得濕鐵砂和濕中砂的含水率都為1%；

（2）換算水泥鐵砂砂漿的施工配合比；

每立方米水泥鐵砂砂漿材料用量為：

水泥用量=390Kg，

濕鐵砂用量=649.8Kg/（1-1%）≈656.36Kg，

濕中砂用量=1516.2Kg/（1-1%）≈1531.52Kg，

水用量=280Kg-（656.36Kg+1531.52Kg）×1%≈258.12Kg，

水泥鐵砂砂漿的施工配合比為，水泥∶濕鐵砂∶濕中砂∶水=390∶656.36∶1531.52∶258.12；

（3）計算每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量，每盤水泥鐵砂砂漿0.35m3，則每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量為：

級水泥用量=390Kg×0.35=136.5Kg，

濕鐵砂用量=656.36Kg×0.35≈229.73Kg，

濕中砂用量=1531.52Kg×0.35≈536.03Kg，

水用量=258.12Kg×0.35≈90.34Kg；

（4）攪拌機中加入濕鐵砂229.73Kg、濕中砂536.03Kg、水泥136.5Kg，干攪拌60s，然后加入水90.34Kg，攪拌不少于180s，出料即為所要制備的水泥鐵砂砂漿；

6.2.3用M25水泥鐵砂砂漿制得C25鋼筋混凝土防撞護欄帶的澆注方法，包括以下步驟：

（1）鋼筋混凝土防撞護欄帶內側立面模板與鋼筋籠之間放置2mm厚的鐵板，內側立面模板與鐵板之間夾10mm厚的豎向放置的舊輸送帶條，舊輸送帶條的間距不大于50cm，對應舊輸送帶條的位置用短鋼筋頂緊鐵板并點焊在鋼筋籠上；

（2）防撞護欄帶混凝土水平分層澆注，每次填料厚度20cm左右，首先在內側立面模板與鐵板之間填M25水泥鐵砂砂漿，然后填C25混凝土拌和物；每次填料后都要上提舊輸送帶條和鐵板，但要保證在澆注過程中舊輸送帶條和鐵板有適當的埋置深度；振搗密實澆注物；如此反復，直至澆注完成，完全提出舊輸送帶條和鐵板并進行收面；

（3）1d拆模，養護28d即為所要澆注的C25鋼筋混凝土防撞護欄帶。

6.3實施例3。

某橋梁C25鋼筋混凝土防撞護欄帶涂漆標識破損，計劃用磁性油漆進行涂新，要求使用M25水泥鐵砂砂漿對舊混凝土防撞護欄帶進行處理；

6.3.1M25水泥鐵砂砂漿配合比的設計方法，包括如下步驟：

（1）確定優化的鐵砂和砂的比例，測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值。

選擇鐵砂和中砂的比例鐵砂∶中砂=35∶65；按此比例把鐵砂和中砂混合均勻，經測量鐵砂和中砂的混合物的堆積密度值為2316Kg/m3；

（2）確定水泥鐵砂砂漿各組分用量

選擇42.5級普通硅酸鹽水泥用量為390 Kg/m3，鐵砂和中砂的混合物的用量為2316Kg/m3，水用量為280 Kg/m3；經試驗稠度為26mm，則水泥鐵砂砂漿的設計配合比為，水泥∶鐵砂∶中砂∶水=390∶2316×35%∶2316×65%∶280=390∶810.6∶1505.4∶280；

（3）試配，檢測水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度。

按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》的要求進行抗壓強度試驗，測得水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強度為33. 2MPa；

由上述試驗可知，水泥鐵砂砂漿的設計配合比滿足要求，可以使用；

6.3.2M25水泥鐵砂砂漿的制備方法，包括如下步驟：

（1）測得濕鐵砂和濕中砂的含水率都為1%；

（2）換算水泥鐵砂砂漿的施工配合比；

每立方米水泥鐵砂砂漿材料用量為：

水泥用量=390Kg，

濕鐵砂用量=810.6Kg/（1-1%）≈818.79Kg，

濕中砂用量=1505.4Kg/（1-1%）≈1520.61Kg，

水用量=280Kg-（818.79Kg+1520.61Kg）×1%≈256.61Kg，

水泥鐵砂砂漿的施工配合比為，水泥∶濕鐵砂∶濕中砂∶水=390∶818.79∶1520.61∶256.61；

（3）計算每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量，每盤水泥鐵砂砂漿0.35m3，則每盤水泥鐵砂砂漿的各組分用量為：

42.5級水泥用量=390Kg×0.35=136.5Kg，

濕鐵砂用量=818.79Kg×0.35≈286.58Kg，

濕中砂用量=1520.61Kg×0.35≈532.21Kg，

水用量=256.61Kg×0.35≈89.81Kg，

（4）攪拌機中加入濕鐵砂286.58Kg、濕中砂532.21Kg、水泥136.5Kg，干攪拌60s，然后加入水89.81Kg，攪拌不少于180s，出料即為所要制備的水泥鐵砂砂漿；

6.3.3用M25水泥鐵砂砂漿對某橋梁C25鋼筋混凝土防撞護欄帶的處理方法，包括以下步驟：

（1）清除舊防撞護欄帶混凝土內側立面上的附著物，并鑿毛混凝土內側立面；

（2）在防撞護欄帶混凝土內側立面上用M25水泥鐵砂砂漿抹面，厚度10mm；

（3）養護28d。

7. 結語

應用水泥鐵砂砂漿制得的混凝土構件，在其上涂刷磁性油漆，長時間使用甚至到老化褪色都不會裂縫起皮和脫落，可以節約投資，減少養護成本。

參考文獻

[1]JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術規范.

[2]JTG H11-2004. 公路橋涵養護規范.

[作者簡介] 銀曉東（1975-），男，學歷：本科，籍貫：河南葉縣人，職稱：高級工程師，長期從事公路工程技術與管理工作。