【摘要】本文闡述了開發(fā)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(shè)計(jì)方法與制備方法，并進(jìn)一步通過實(shí)例闡述了水泥鐵砂砂漿的使用方法。

【關(guān)鍵詞】水泥；鐵砂；砂漿；配合比設(shè)計(jì)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(biāo)線標(biāo)識(shí)是不可缺少的。目前，在道路混凝土設(shè)施上普遍用油漆做標(biāo)線標(biāo)識(shí)，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(hù)欄帶混凝土上涂刷油漆警示標(biāo)識(shí)或者指示標(biāo)識(shí)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?dāng)嚢杈鶆虻幕旌衔铩?/p>

（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(gè)月后所涂刷的油漆就會(huì)裂縫起皮，然后脫落，導(dǎo)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(gòu)件上，再在混凝土構(gòu)件上涂刷磁性油漆后長時(shí)間使用甚至到老化褪色也不會(huì)裂縫起皮和脫落。

（2）水泥鐵砂砂漿由以下組分構(gòu)成：42.5級(jí)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(zhì)量百分計(jì)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(zhì)，其粒徑不大于2.36mm。

3. 水泥鐵砂砂漿的配合比的設(shè)計(jì)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(zhì)量百分計(jì)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(jí)水泥用量；常被涂刷油漆的混凝土構(gòu)件強(qiáng)度等級(jí)一般為C20-C30，工程實(shí)踐中用于混凝土構(gòu)件的水泥鐵砂砂漿試件的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與之一樣即為M20-M30，也就是說混凝土構(gòu)件強(qiáng)度與水泥鐵砂砂漿試件的強(qiáng)度等級(jí)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，即M20/C20、M25/C25、M30/C30；根據(jù)所需的混凝土構(gòu)件強(qiáng)度等級(jí)選用42.5級(jí)水泥用量；

（2）再根據(jù)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(jù)鐵砂和砂的比例計(jì)算鐵砂和砂的用量；

（3）最后確定水用量：對(duì)于超干硬性水泥鐵砂砂漿用水量宜小，稠度不大于10mm，對(duì)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(jí)水泥∶鐵砂∶砂∶水的比值，即水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)配合比。

3.3試配，檢測水泥鐵砂砂漿試件的抗壓強(qiáng)度。

根據(jù)水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)配合比制備水泥鐵砂砂漿，并制作抗壓強(qiáng)度試件，按規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)并測其抗壓強(qiáng)度，如果抗壓強(qiáng)度達(dá)到要求，則設(shè)計(jì)配合比可以采用；如果抗壓強(qiáng)度不能滿足要求，則重新設(shè)計(jì)。

4. 水泥鐵砂砂漿的制備方法

（1）測量施工時(shí)所用濕鐵砂和濕砂的含水率；

（2）把水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)配合比換算成施工配合比，即把42.5級(jí)水泥∶鐵砂∶砂∶水的比值換算成42.5級(jí)水泥∶濕鐵砂∶濕砂∶水的比值；

（3）計(jì)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(jí)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(gòu)件的表面層，其厚度為0.5cm～1cm。

6. 實(shí)施例

6.1實(shí)施例1。

采用機(jī)器壓制成型法預(yù)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(gòu)件，混凝土構(gòu)件作為平緣石使用，計(jì)劃在其頂面涂刷磁性油漆標(biāo)線。

6.1.1M20水泥鐵砂砂漿配合比的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

①確定優(yōu)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(jīng)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(jí)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(jīng)試驗(yàn)稠度為6mm，則水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(qiáng)度。

根據(jù)水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)配合比，每立方米水泥鐵砂砂漿的質(zhì)量為：360Kg+489Kg+1467Kg+160Kg=2476Kg。

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

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

生產(chǎn)3.714Kg水泥鐵砂砂漿能夠滿足試驗(yàn)一組三個(gè)抗壓試件的需要，根據(jù)水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)配合比計(jì)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(gè)試模，1d脫模，制得70.7mm×70.7mm×70.7mm抗壓試件，然后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的要求進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測得抗壓強(qiáng)度為26.3MPa。

由上述試驗(yàn)可知，水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(jì)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(jí)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(jī)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(yù)制方法，包括以下步驟：

（1）預(yù)制路緣石模板內(nèi)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(zhì)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(zhì)量為2450Kg，則29.5cm高的C20超干硬性混凝土需要拌和物的質(zhì)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(nèi)物質(zhì)的高度為30cm，然后脫模，養(yǎng)護(hù)28d即為所要預(yù)制的路緣石。

6.2實(shí)施例2。

澆注C25鋼筋混凝土防撞護(hù)欄帶，內(nèi)側(cè)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(gòu)件，計(jì)劃在混凝土防撞護(hù)欄帶內(nèi)側(cè)立面上用磁性油漆涂刷交通標(biāo)識(shí)；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(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

（1）確定優(yōu)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(jīng)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(jí)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(jīng)試驗(yàn)稠度為23mm，則水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(qiáng)度。

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

由上述試驗(yàn)可知，水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(jì)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(jí)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(jī)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(hù)欄帶的澆注方法，包括以下步驟：

（1）鋼筋混凝土防撞護(hù)欄帶內(nèi)側(cè)立面模板與鋼筋籠之間放置2mm厚的鐵板，內(nèi)側(cè)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(duì)應(yīng)舊輸送帶條的位置用短鋼筋頂緊鐵板并點(diǎn)焊在鋼筋籠上；

（2）防撞護(hù)欄帶混凝土水平分層澆注，每次填料厚度20cm左右，首先在內(nèi)側(cè)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(dāng)?shù)穆裰蒙疃?；振搗密實(shí)澆注物；如此反復(fù)，直至澆注完成，完全提出舊輸送帶條和鐵板并進(jìn)行收面；

（3）1d拆模，養(yǎng)護(hù)28d即為所要澆注的C25鋼筋混凝土防撞護(hù)欄帶。

6.3實(shí)施例3。

某橋梁C25鋼筋混凝土防撞護(hù)欄帶涂漆標(biāo)識(shí)破損，計(jì)劃用磁性油漆進(jìn)行涂新，要求使用M25水泥鐵砂砂漿對(duì)舊混凝土防撞護(hù)欄帶進(jìn)行處理；

6.3.1M25水泥鐵砂砂漿配合比的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

（1）確定優(yōu)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(jīng)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(jí)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(jīng)試驗(yàn)稠度為26mm，則水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(qiáng)度。

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

由上述試驗(yàn)可知，水泥鐵砂砂漿的設(shè)計(jì)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(jì)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(jí)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(jī)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(duì)某橋梁C25鋼筋混凝土防撞護(hù)欄帶的處理方法，包括以下步驟：

（1）清除舊防撞護(hù)欄帶混凝土內(nèi)側(cè)立面上的附著物，并鑿毛混凝土內(nèi)側(cè)立面；

（2）在防撞護(hù)欄帶混凝土內(nèi)側(cè)立面上用M25水泥鐵砂砂漿抹面，厚度10mm；

（3）養(yǎng)護(hù)28d。

7. 結(jié)語

應(yīng)用水泥鐵砂砂漿制得的混凝土構(gòu)件，在其上涂刷磁性油漆，長時(shí)間使用甚至到老化褪色都不會(huì)裂縫起皮和脫落，可以節(jié)約投資，減少養(yǎng)護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.

[2]JTG H11-2004. 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范.

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