水泥铁砂砂浆在涂漆砼构件中的应用

【摘要】本文阐述了开发水泥铁砂砂浆的作用和必要性，介绍了水泥铁砂砂浆的材料组成、配合比设计方法与制备方法，并进一步通过实例阐述了水泥铁砂砂浆的使用方法。

【关键词】水泥；铁砂；砂浆；配合比设计方法；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）为了搞好道路交通管理工作，道路标线标识是不可缺少的。目前，在道路混凝土设施上普遍用油漆做标线标识，用于交通管理，例如用涂刷油漆的混凝土立柱作道路界桩、混凝土路缘石顶面涂刷油漆以示道路边界、防撞护栏带混凝土上涂刷油漆警示标识或者指示标识等等。

（2）混凝土由混凝土拌和物浇注或压制而成，混凝土拌和物是水泥、砂、碎石和水搅拌均匀的混合物。

（3）在上述普通混凝土上涂刷油漆（包括磁性油漆）存在的问题是，一般使用几个月后所涂刷的油漆就会裂缝起皮，然后脱落，导致其交通管理功能降低或者丧失。

2. 水泥铁砂砂浆

（1）如果把水泥铁砂砂浆用在混凝土构件上，再在混凝土构件上涂刷磁性油漆后长时间使用甚至到老化褪色也不会裂缝起皮和脱落。

（2）水泥铁砂砂浆由以下组分构成：42.5级水泥340～480份，铁砂和砂的混合物1350～2500份，水150～330份。其中：铁砂和砂的混合物按质量百分计铁砂占20%～40%，砂占60%～80%；砂选用中砂；铁砂是用磁选法在河道里采得的含铁颗粒状物质，其粒径不大于2.36mm。

3. 水泥铁砂砂浆的配合比的设计方法

3.1确定铁砂和砂的比例，测定铁砂和砂的混合物的堆积密度值

铁砂和砂的混合物按质量百分计铁砂占20%～40%，砂占60%～80%，铁砂和砂的比例确定后把它们混合均匀，然后测定铁砂和砂的混合物的堆积密度值；

3.2确定水泥铁砂砂浆各组分用量，各组分用量按表1选择。

（1）首先选择42.5级水泥用量；常被涂刷油漆的混凝土构件强度等级一般为C20-C30，工程实践中用于混凝土构件的水泥铁砂砂浆试件的强度等级应与之一样即为M20-M30，也就是说混凝土构件强度与水泥铁砂砂浆试件的强度等级存在对应关系，即M20/C20、M25/C25、M30/C30；根据所需的混凝土构件强度等级选用42.5级水泥用量；

（2）再根据铁砂和砂的堆积密度值确定铁砂和砂的混合物的用量，铁砂和砂的混合物的用量就是铁砂和砂的混合物的堆积密度值，并根据铁砂和砂的比例计算铁砂和砂的用量；

（3）最后确定水用量：对于超干硬性水泥铁砂砂浆用水量宜小，稠度不大于10mm，对于浇注和抹面用水泥铁砂砂浆，稠度控制在20mm～30mm之间；

（4）由上所述，确定42.5级水泥∶铁砂∶砂∶水的比值，即水泥铁砂砂浆的设计配合比。

3.3试配，检测水泥铁砂砂浆试件的抗压强度。

根据水泥铁砂砂浆的设计配合比制备水泥铁砂砂浆，并制作抗压强度试件，按规范要求进行养护并测其抗压强度，如果抗压强度达到要求，则设计配合比可以采用；如果抗压强度不能满足要求，则重新设计。

4. 水泥铁砂砂浆的制备方法

（1）测量施工时所用湿铁砂和湿砂的含水率；

（2）把水泥铁砂砂浆的设计配合比换算成施工配合比，即把42.5级水泥∶铁砂∶砂∶水的比值换算成42.5级水泥∶湿铁砂∶湿砂∶水的比值；

（3）计算每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量，即每盘水泥铁砂砂浆的42.5级水泥、湿铁砂、湿砂、水的用量；

（4）加入湿铁砂和湿砂，再加入水泥，干搅拌不少于60s，然后加入水，搅拌不少于180s，出料即为水泥铁砂砂浆。

5. 水泥铁砂砂浆的使用方法

将以上制备方法得到的水泥铁砂砂浆用于混凝土构件的表面层，其厚度为0.5cm～1cm。

6. 实施例

6.1实施例1。

采用机器压制成型法预制C20超干硬性混凝土路缘石，其形状为长方体，长50cm×宽15cm×高30cm，其中，在上述路缘石顶面0.5cm厚的表面层使用M20水泥铁砂砂浆制作混凝土构件，混凝土构件作为平缘石使用，计划在其顶面涂刷磁性油漆标线。

6.1.1M20水泥铁砂砂浆配合比的设计方法，包括如下步骤：

①确定优化的铁砂和中砂的比例，测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值。

选择铁砂和中砂的比例铁砂∶中砂=25∶75；按此比例把铁砂和中砂混合均匀，经测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值为1956Kg/m3。

②确定水泥铁砂砂浆各组分用量。

选择42.5级普通硅酸盐水泥用量为360 Kg/m3，铁砂和中砂的混合物的用量为1956Kg/m3，水用量为160 Kg/m3；经试验稠度为6mm，则水泥铁砂砂浆的设计配合比为：水泥∶铁砂∶中砂∶水=360∶1956×25%∶1956×75%∶160=360∶489∶1467∶160。

③试配，检测水泥铁砂砂浆试件的抗压强度。

根据水泥铁砂砂浆的设计配合比，每立方米水泥铁砂砂浆的质量为：360Kg+489Kg+1467Kg+160Kg=2476Kg。

砂浆抗压强度试件的体积为：70.7mm×70.7mm×70.7mm≈3.53×10-4m3，则一组三个抗压试件的体积为：3.53×10-4m3×3=1.059×10-3m3。

一组三个抗压试件需要水泥铁砂砂浆的质量为：2476Kg×1.059×10-3m3/1 m3=2.622 Kg。

生产3.714Kg水泥铁砂砂浆能够满足试验一组三个抗压试件的需要，根据水泥铁砂砂浆的设计配合比计算，需要取水泥0.54Kg、铁砂0.73Kg、中砂2.20 Kg、水0.24Kg，并拌和均匀。

取拌和均匀的水泥铁砂砂浆2.622 Kg，分三等份，分别压入三个试模，1d脱模，制得70.7mm×70.7mm×70.7mm抗压试件，然后标准养护28d，按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的要求进行抗压强度试验，测得抗压强度为26.3MPa。

由上述试验可知，水泥铁砂砂浆的设计配合比满足要求，可以使用。

6.1.2M20水泥铁砂砂浆的制备方法，包括如下步骤：

①测得湿铁砂和湿中砂的含水率都为1%；

②换算水泥铁砂砂浆的施工配合比；

每立方米水泥铁砂砂浆材料用量为：

水泥用量=360Kg，

湿铁砂用量=489Kg/（1-1%）≈493.94Kg，

湿中砂用量=1467Kg/（1-1%）≈1481.82Kg，

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

水泥铁砂砂浆的施工配合比为：水泥∶湿铁砂∶湿中砂∶水=360∶493.94∶1481.82∶140.24。

③计算每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量，每盘水泥铁砂砂浆0.35m3，则每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量为：

42.5级水泥用量=360Kg×0.35=126Kg，

湿铁砂用量=493.94Kg×0.35≈172.88Kg，

湿中砂用量=1481.82Kg×0.35≈518.64Kg，

水用量=140.24Kg×0.35≈49.08Kg；

④搅拌机中加入湿铁砂172.88Kg、湿中砂518.64Kg、水泥126Kg，干搅拌60s，然后加入水49.08Kg，搅拌不少于180s，出料即为所要制备的水泥铁砂砂浆。

6.1.3用M20水泥铁砂砂浆制得C20超干硬性混凝土路缘石的预制方法，包括以下步骤：

（1）预制路缘石模板內尺寸为：长×宽×高=50cm×15cm×35cm的长方体；

（2）0.5cm厚的M20水泥铁砂砂浆质量为：50cm×15cm×0.5cm×2476Kg/ m3≈0.93Kg；

（3）事先制备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质量为2450Kg，则29.5cm高的C20超干硬性混凝土需要拌和物的质量为：50cm×15cm×29.5cm×2450Kg/ m3≈54.21Kg；

（4）取0.93Kg M20水泥铁砂砂浆，均匀摊铺在模板底部，再取54.21Kg C20超干硬性混凝土拌和物均匀摊铺在M20水泥铁砂砂浆上，之后加压，使模板內物质的高度为30cm，然后脱模，养护28d即为所要预制的路缘石。

6.2实施例2。

浇注C25钢筋混凝土防撞护栏带，内侧立面0.5cm～1cm厚的表面层使用M25水泥铁砂砂浆制作混凝土构件，计划在混凝土防撞护栏带内侧立面上用磁性油漆涂刷交通标识；钢筋焊接绑扎完毕，模板安装就位；

6.2.1M25水泥铁砂砂浆配合比的设计方法，包括如下步骤：

（1）确定优化的铁砂和砂的比例，测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值。

选择铁砂和中砂的比例铁砂∶中砂=30∶70；按此比例把铁砂和中砂混合均匀，经测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值为2166Kg/m3；

（2）确定水泥铁砂砂浆各组分用量。

选择42.5级普通硅酸盐水泥用量为390 Kg/m3，铁砂和中砂的混合物的用量为2166Kg/m3，水用量为280 Kg/m3；经试验稠度为23mm，则水泥铁砂砂浆的设计配合比为，水泥∶铁砂∶中砂∶水=390∶2166×30%∶2166×70%∶280=390∶649.8∶1516.2∶280；

（3）试配，检测水泥铁砂砂浆试件的抗压强度。

按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的要求进行抗压强度试验，测得水泥铁砂砂浆试件的抗压强度为32.3MPa；

由上述试验可知，水泥铁砂砂浆的设计配合比满足要求，可以使用；

6.2.2M25水泥铁砂砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）测得湿铁砂和湿中砂的含水率都为1%；

（2）换算水泥铁砂砂浆的施工配合比；

每立方米水泥铁砂砂浆材料用量为：

水泥用量=390Kg，

湿铁砂用量=649.8Kg/（1-1%）≈656.36Kg，

湿中砂用量=1516.2Kg/（1-1%）≈1531.52Kg，

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

水泥铁砂砂浆的施工配合比为，水泥∶湿铁砂∶湿中砂∶水=390∶656.36∶1531.52∶258.12；

（3）计算每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量，每盘水泥铁砂砂浆0.35m3，则每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量为：

级水泥用量=390Kg×0.35=136.5Kg，

湿铁砂用量=656.36Kg×0.35≈229.73Kg，

湿中砂用量=1531.52Kg×0.35≈536.03Kg，

水用量=258.12Kg×0.35≈90.34Kg；

（4）搅拌机中加入湿铁砂229.73Kg、湿中砂536.03Kg、水泥136.5Kg，干搅拌60s，然后加入水90.34Kg，搅拌不少于180s，出料即为所要制备的水泥铁砂砂浆；

6.2.3用M25水泥铁砂砂浆制得C25钢筋混凝土防撞护栏带的浇注方法，包括以下步骤：

（1）钢筋混凝土防撞护栏带内侧立面模板与钢筋笼之间放置2mm厚的铁板，内侧立面模板与铁板之间夹10mm厚的竖向放置的旧输送带条，旧输送带条的间距不大于50cm，对应旧输送带条的位置用短钢筋顶紧铁板并点焊在钢筋笼上；

（2）防撞护栏带混凝土水平分层浇注，每次填料厚度20cm左右，首先在内侧立面模板与铁板之间填M25水泥铁砂砂浆，然后填C25混凝土拌和物；每次填料后都要上提旧输送带条和铁板，但要保证在浇注过程中旧输送带条和铁板有适当的埋置深度；振捣密实浇注物；如此反复，直至浇注完成，完全提出旧输送带条和铁板并进行收面；

（3）1d拆模，养护28d即为所要浇注的C25钢筋混凝土防撞护栏带。

6.3实施例3。

某桥梁C25钢筋混凝土防撞护栏带涂漆标识破损，计划用磁性油漆进行涂新，要求使用M25水泥铁砂砂浆对旧混凝土防撞护栏带进行处理；

6.3.1M25水泥铁砂砂浆配合比的设计方法，包括如下步骤：

（1）确定优化的铁砂和砂的比例，测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值。

选择铁砂和中砂的比例铁砂∶中砂=35∶65；按此比例把铁砂和中砂混合均匀，经测量铁砂和中砂的混合物的堆积密度值为2316Kg/m3；

（2）确定水泥铁砂砂浆各组分用量

选择42.5级普通硅酸盐水泥用量为390 Kg/m3，铁砂和中砂的混合物的用量为2316Kg/m3，水用量为280 Kg/m3；经试验稠度为26mm，则水泥铁砂砂浆的设计配合比为，水泥∶铁砂∶中砂∶水=390∶2316×35%∶2316×65%∶280=390∶810.6∶1505.4∶280；

（3）试配，检测水泥铁砂砂浆试件的抗压强度。

按照（JGJ/T 70-2009）《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的要求进行抗压强度试验，测得水泥铁砂砂浆试件的抗压强度为33. 2MPa；

由上述试验可知，水泥铁砂砂浆的设计配合比满足要求，可以使用；

6.3.2M25水泥铁砂砂浆的制备方法，包括如下步骤：

（1）测得湿铁砂和湿中砂的含水率都为1%；

（2）换算水泥铁砂砂浆的施工配合比；

每立方米水泥铁砂砂浆材料用量为：

水泥用量=390Kg，

湿铁砂用量=810.6Kg/（1-1%）≈818.79Kg，

湿中砂用量=1505.4Kg/（1-1%）≈1520.61Kg，

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

水泥铁砂砂浆的施工配合比为，水泥∶湿铁砂∶湿中砂∶水=390∶818.79∶1520.61∶256.61；

（3）计算每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量，每盘水泥铁砂砂浆0.35m3，则每盘水泥铁砂砂浆的各组分用量为：

42.5级水泥用量=390Kg×0.35=136.5Kg，

湿铁砂用量=818.79Kg×0.35≈286.58Kg，

湿中砂用量=1520.61Kg×0.35≈532.21Kg，

水用量=256.61Kg×0.35≈89.81Kg，

（4）搅拌机中加入湿铁砂286.58Kg、湿中砂532.21Kg、水泥136.5Kg，干搅拌60s，然后加入水89.81Kg，搅拌不少于180s，出料即为所要制备的水泥铁砂砂浆；

6.3.3用M25水泥铁砂砂浆对某桥梁C25钢筋混凝土防撞护栏带的处理方法，包括以下步骤：

（1）清除旧防撞护栏带混凝土内侧立面上的附着物，并凿毛混凝土内侧立面；

（2）在防撞护栏带混凝土内侧立面上用M25水泥铁砂砂浆抹面，厚度10mm；

（3）养护28d。

7. 结语

应用水泥铁砂砂浆制得的混凝土构件，在其上涂刷磁性油漆，长时间使用甚至到老化褪色都不会裂缝起皮和脱落，可以节约投资，减少养护成本。

参考文献

[1]JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范.

[2]JTG H11-2004. 公路桥涵养护规范.

[作者简介] 银晓东（1975-），男，学历：本科，籍贯：河南叶县人，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术与管理工作。