干混砂浆是由经干燥筛分处理的细骨料和胶凝材料、矿物掺合料、外加剂等固体材料组成，按照一定的比例配料混合，在施工现场加水拌合即可使用的干混拌合物。与现场拌和的砂浆相比，干混砂浆具有优异的保水性、质量稳定等优势，而且在使用过程中基本没有噪音及扬尘，能够缓解日益严重的环保问题，因此全国各地都在积极推广和使用干混砂浆。自流平干混砂浆的研究起步大约在上世纪80年代，并广泛运用于操场，路面等大体积工程。但由于其配比复杂以及施工技术的落后，发展比较缓慢。

长期以来自流平干混砂浆中使用的一直是天然砂，然而天然砂过度的开采慢慢地导致了资源的枯竭，也给当地的生态造成了损害。与此同时岩石破碎过程中产生的大量机制砂却无法有效地被使用，造成资源的浪费。研究表明机制砂颗粒有大量棱角，表面粗糙，组分单一且与水泥黏结较好，可以取代天然砂运用于自流平干混砂浆。

目前国内外的学者研究发现机制砂和天然砂在干混砂浆中的表现不同，机制砂取代天然砂会给砂浆的抗压强度、保水性和拉伸粘结强度带来增益，但机制砂的引入会导致干混砂浆需水量的增大，稠度降低。同时取代比例的多少也会影响砂浆性能，机制砂替代 50%的天然砂可以取得更高的强度。秦少雄等利用正交设计的方法研究了集灰比，水胶比，乳胶粉，粉煤灰，减水剂，消泡剂共六个因素对于自流平砂浆的影响，确定了一个比较合理的自流平砂浆配比。同时，国内外不少学者研究了不同添加剂对于自流平砂浆性能的影响。Yulin Zhang等人研究伟兰胶和纤维素作为增稠剂对于砂浆性能的影响，表明伟兰胶在高水灰比条件下效果更好，而且伟兰胶不会对砂浆的抗压强度造成太大的影响。彭家惠等人研究了减缩剂和膨胀剂对于自流平砂浆自收缩和干缩的影响，研究表明掺2％的减剂28d自收缩率和干燥收缩率分别降低了83．7％和49％；膨胀剂掺量达到12％时，28d自收缩率降低了62.8％，干燥收缩率降低了39.8％；减缩剂对塑性收缩开裂的抑制作用明显，掺量为2．0％时，开裂指数为0，二者对于干缩、自收缩和塑性开裂都有良好的抑制作用。因为机制砂的加入，导致同等条件下的干混砂浆流动性降低，因而需要使用高效减水剂，可减少水的用量，改善流动性，增强稳定性，减少泌水。目前自流平砂浆中比较常用的减水剂为聚羧酸系减水剂，经过董素芬等人的研究，通过加入聚羧酸系减水剂可以有效地改善自流平水泥的流动性和强度，同等条件下达到相同的流动度，随着减水剂掺量从0-1.5%提升，水灰比由0.753降至0.516，同时保水性有所提升。于此同时，因为自流平水泥的运用场合关系，需要提升砂浆的抗裂性能和耐磨性能和抗冻性能等耐久性，高昱等人还通过加入0.3%和0.5%的木质纤维等方式，可以有效地降低砂浆的失水率和干缩率，提升浆体的抗裂性能。而且研究表明石灰石粉的加入也可以提升砂浆的早期强度和密实度，提升自流平砂浆的力学性能。石灰石粉是制造机制砂的副产品，作为胶材组分，石灰石粉的使用不仅对于砂浆性能优异，还能提升原料的利用率，减少水泥用量，降低成本。虽然对于自流平干混砂浆的研究取得了诸多进展，但是对于机制砂运用于自流平干混砂浆的研究还未得以深入，机制砂的形状，机制砂的级配等在自流平干混砂浆中的表现还没有研究清楚。而且机制砂的加入会导致需水量的提升，水灰比过大对砂浆的性能影响重大，过高的水灰比会使得砂浆凝结时泌水，干缩严重，导致裂纹的产生和扩展，极大地降低了砂浆的强度。因而研究出一个既满足工程要求，又经济环保，可操作性强的自流平干混砂浆配比，对于其的推广具有十分重大的意义。

本研究的目的是为了将机制砂取代自流平干混砂浆中的天然砂，在保证强度和力学性能的前提下研究使用何种粒度分布的机制砂可以更好地取代天然砂，保证较高的流动性。目前国内外对于自流平砂浆的抗裂性能以及早期强度的研究还不够深入,虽然高昱等人研究木质纤维的加入可以提升砂浆抗裂性能，但在本实验中，基于自流平砂浆自身的施工特点，需要保障其流动性，以及在流动的过程中纤维与砂浆不至于分层，纤维在流动的过程中如何使其均匀分散而不团聚等问题都还有待研究。其次需要提升机制砂早期强度，由于本实验中加入的减水剂起到缓凝的作用，因而砂浆的早期强度不足，需要找出合理的解决方案。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、在了解机制砂特性的基础上，分别设计出不同粒径和级配的机制砂，并制备相应机制砂自流平干混砂浆；

2、通过对砂浆进行工作性能和力学性能测试，以及抗裂性能、耐磨性能和抗冻性能等耐久性测试，探明机制砂自流平干混砂浆的综合性能；

3、掌握机制砂自流平干混砂浆配伍原理，分析机制砂对自流平砂浆性能的影响规律。

本实验拟研究往自流平砂浆中添加木质纤维如何提升砂浆的抗裂性能，研究何种木质纤维素增强效果最好，以及添加的量的范围；研究添加木质纤维的种类、长度以及直径对于砂浆抗裂性能、流动性以及强度的影响。与此同时，在自流平干混砂浆中加入木质纤维后如何提升干混砂浆拌水后的流动性，同时需要保证木质纤维不团聚，需要添加高效减水剂，研究聚羧酸系减水剂掺量的合适范围。水泥膨胀剂是一种化学外加剂，加在水泥中，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和填充水泥间隙的作用，可以有效降低水泥浆体的自收缩造成的应力开裂。同时，减缩剂对于自流平砂浆的塑性开裂有显著的抑制作用。本实验将研究二者掺量的合适范围，减少砂浆的开裂增加浆体的强度。硅灰是活性很高的的火山灰物质，在砂浆中掺硅灰可以有效地提升早期强度，但随着掺量的增加，需水量也会增加，这样就会导致自收缩的增大，需要调整减水剂的用量。同时，还将研究通过调整胶材中的成分、比例等控制砂浆的流动性以及早期强度。