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摘要：在當(dāng)前生產(chǎn)效率意味著經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)代，尤其是針對(duì)城市中商超、醫(yī)院等大型建筑，高效快速地建成建筑是建筑企業(yè)占領(lǐng)市場(chǎng)的必備條件，因此裝配式建筑成為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的必要路徑。隨著建筑行業(yè)裝配式技術(shù)的不斷發(fā)展，輕鋼龍骨體系隔墻因質(zhì)量輕、抵御地震、隔音效果好、防火功能突出、整體強(qiáng)度高，且具備節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)約空間等優(yōu)勢(shì)，在建筑室內(nèi)隔墻中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著預(yù)拌砂漿行業(yè)的發(fā)展，人工成本的不斷增加，機(jī)械設(shè)備的日趨智能化，預(yù)拌砂漿機(jī)械化施工技術(shù)越來(lái)越受到行業(yè)的關(guān)注。本文主要探討機(jī)噴砂漿在中空混凝土隔墻體系中的應(yīng)用。

1 引言

干混砂漿作為繼預(yù)拌混凝土之后的又一新型綠色建筑材料，具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、確保建筑工程質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)資源再利用等方面的優(yōu)良性能。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)施，仍有一些施工企業(yè)采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攪拌砂漿，砂漿質(zhì)量差，環(huán)境污染嚴(yán)重，造成資源浪費(fèi)。究其根本原因就是現(xiàn)場(chǎng)攪拌砂漿成本低，使用預(yù)拌干混砂漿成本高，尤其是預(yù)拌干混抹灰砂漿，因此，如何在使用預(yù)拌干混抹灰砂漿的同時(shí)，降低施工綜合成本是全面推廣普及預(yù)拌干混砂漿的關(guān)鍵。同時(shí)探索機(jī)噴砂漿在中空混凝土隔墻體系中的應(yīng)用。本項(xiàng)目通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新研制出可以機(jī)械化施工的預(yù)拌干混抹灰砂漿。實(shí)現(xiàn)抹灰工程采用預(yù)拌干混抹灰砂漿機(jī)械化施工，通過(guò)提高施工效率，降低勞務(wù)成本，彌補(bǔ)使用預(yù)拌干混抹灰砂漿增加的材料成本，降低的勞務(wù)成本比增加的材料成本要多，從而降低施工綜合成本。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

1.通過(guò)骨料優(yōu)化技術(shù)、添加劑復(fù)配技術(shù)使普通干混抹灰砂漿實(shí)現(xiàn)機(jī)械化噴涂。研究骨料級(jí)配、粒徑與砂漿噴涂機(jī)的適應(yīng)性,確定骨料最佳級(jí)配、最大粒徑和添加劑復(fù)配組成。

2.現(xiàn)利用粉煤灰替代部分水泥和骨料制備機(jī)噴干混抹灰砂漿,在滿足砂漿機(jī)噴施工操作和抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度等基本性能不變的情況下實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。

3.通過(guò)對(duì)機(jī)噴設(shè)備和泵送設(shè)備改良,大幅提高施工效率,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、高提升度的輸送和較大顆粒配置的機(jī)噴干混抹灰砂漿實(shí)現(xiàn)噴涂,提高粗顆粒砂子利用率。

2 機(jī)噴砂漿優(yōu)勢(shì)分析

與傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)拌制砂漿相比，機(jī)噴砂漿引入了纖維素醚等一系列可優(yōu)化砂漿性能的外加劑，使砂漿的和易性好，保水率高，長(zhǎng)距離、大高度泵送后仍具有良好的工作性能。其最大優(yōu)勢(shì)在于施工效率高，成型后砂漿的質(zhì)量好，由于噴涂時(shí)砂漿有較大的初始速度，因此與基體有較牢的抓附作用，可減少空鼓開(kāi)裂。采用機(jī)噴砂漿工藝既可節(jié)省工期、提高質(zhì)量，還可創(chuàng)造效益。

此外，機(jī)噴砂漿施工工藝的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：（1）砂漿強(qiáng)度高，密實(shí)度好，空鼓、裂縫少；（2）可解決人工短缺與熟練技工匱乏的難題，提高施工效率；（3）使用機(jī)械代替人工勞動(dòng)，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；（4）使用砂漿輸送設(shè)備直接將砂漿傳送至工作面，環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，大幅減少了環(huán)境污染。

3 砂漿技術(shù)問(wèn)題

3.1界面處理的必要性

對(duì)于機(jī)噴砂漿，國(guó)標(biāo)GB/T 25181《預(yù)拌砂漿》中要求的粘結(jié)強(qiáng)度并不高（要求M5砂漿不小于0.15MPa，M5以上砂漿不小于0.2MPa）,對(duì)于光滑的剪力墻面此粘結(jié)強(qiáng)度值不足以抵抗砂漿層干縮后的收縮應(yīng)力,易造成空鼓的質(zhì)量問(wèn)題。所以做好前期的界面處理（主要是剪力墻面）顯得尤為重要，且應(yīng)選用滿足GB/T 25181《預(yù)拌砂漿》標(biāo)準(zhǔn)中界面砂漿產(chǎn)品所規(guī)定的技術(shù)要求的專業(yè)廠家生產(chǎn)的界面處理材料（要求拉伸粘結(jié)強(qiáng)度不小于0.5MPa）。

3.2 對(duì)機(jī)噴砂漿的要求

機(jī)噴砂漿的技術(shù)指標(biāo)除需滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25181《預(yù)拌砂漿》要求外，為了泵送及噴涂施工的順暢進(jìn)行還需將稠度、表觀密度、泌水率、分層度、保水率控制在合適范圍內(nèi)，具體如下：

（1）稠度是表征砂漿干稀程度的指標(biāo)。太干的砂漿不易泵送，不易粘墻。太稀的砂漿易分層離析，在墻面上也不易掛住漿，易造成砂漿流淌。機(jī)噴砂漿的適宜稠度在100～110mm。若只是輸送至樓層后人工抹灰，適宜稠度需做到90～100mm，否則無(wú)法正常進(jìn)行人工抹灰。

（2）表觀密度可間接表征出砂漿的含氣量，當(dāng)砂漿含氣量過(guò)高時(shí)，遠(yuǎn)程泵送時(shí)易發(fā)生泵送無(wú)力的情況（砂漿中的氣孔具有彈性，會(huì)削弱泵機(jī)的作用力），砂漿經(jīng)多次擠壓但出口砂漿無(wú)法正常出漿時(shí)會(huì)出現(xiàn)管道內(nèi)局部砂漿分層的情況而易造成堵泵。對(duì)于遠(yuǎn)程泵送砂漿的表觀密度控制在大于1900kg/m³時(shí)發(fā)生堵泵的概率較低，對(duì)于短程泵送（水平50m以內(nèi)，垂直20m以內(nèi)）砂漿的表觀密度控制大于1850kg/m³時(shí)即可正常運(yùn)作。

（3）泌水率與分層度是表征機(jī)噴砂漿靜置過(guò)程中保持其均質(zhì)狀態(tài)的能力，泌水率大的砂漿分層度也相應(yīng)會(huì)大，易在泵送過(guò)程中產(chǎn)生離析而增大堵泵的風(fēng)險(xiǎn)。以分層度來(lái)表征需做到分層度值在5～10mm間較適合于泵送及噴涂施工（分層度過(guò)低也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)作用，易造成砂漿上墻后干燥速度過(guò)慢，從而影響工人的正常刮平施工）。

（4）保水率是表征砂漿保持內(nèi)部水份不被外部環(huán)境吸走的能力，保水率好往往砂漿的泌水率小，同時(shí)砂漿也不易離析，但保水率太高會(huì)造成砂漿層（主要是厚層砂漿）出現(xiàn)表干里不干的情況，也會(huì)影響工人的刮平施工。最佳機(jī)噴砂漿保水率宜控制在90%～95%。對(duì)于泵送至樓層再進(jìn)行人工抹灰的砂漿,保水率還可適當(dāng)控制低一些，以利于工人的刮平操作。

4 砂級(jí)配與機(jī)噴砂漿的研究

4.1 原材料

（1）水泥：山水P·O42.5水泥，物理力學(xué)性能見(jiàn)表1。

（2）粉煤灰：Ⅱ級(jí)，主要技術(shù)性能見(jiàn)表2。

（3）石灰石粉：密度2823kg/m3，比表面積422m²/kg，主要化學(xué)成分見(jiàn)表3。

（4）砂：河砂A、河砂B，均水洗晾曬至飽和面干，排除含泥量的影響。河砂A、B的細(xì)度模數(shù)分別為2.76、1.36，篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

（5）水：自來(lái)水。

（6）機(jī)噴抹灰砂漿專用外加劑：山東方達(dá)康工業(yè)纖維素有限公司，主要技術(shù)性能見(jiàn)表5。

4.2 試驗(yàn)方法

機(jī)噴抹灰砂漿的稠度、分層度、保水性、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等均參照JGJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測(cè)試。

（1）研究砂級(jí)配對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿的影響，根據(jù)河砂A和河砂B的顆粒級(jí)配配制出不同細(xì)度模數(shù)的砂漿用砂，混合砂的細(xì)度模數(shù)見(jiàn)表6。

設(shè)計(jì)配制強(qiáng)度等級(jí)M10的機(jī)噴抹灰砂漿，具體配合比為：固定膠集比為0.24，其中集料為15%石灰石粉+85%混合砂；膠凝材料為80%水泥+20%粉煤灰；機(jī)噴抹灰砂漿專用外加劑摻量為膠凝材料質(zhì)量的2%。通過(guò)控制用水量來(lái)控制砂漿的稠度為（100±2）mm，測(cè)試在該稠度范圍內(nèi)機(jī)噴抹灰砂漿的性能。試驗(yàn)配合比如表7所示。

（2）研究砂含泥量對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿的影響，配制強(qiáng)度等級(jí)為M10的機(jī)噴抹灰砂漿，具體配合比為：固定膠集比為0.24，其中集料為15%石灰石粉+85%混合砂（細(xì)度模數(shù)為2.3）；膠凝材料為80%水泥+20%粉煤灰；機(jī)噴抹灰砂漿專用外加劑摻量為膠凝材料質(zhì)量的2%；泥粉摻量（等質(zhì)量取代混合砂）分別為0、2%、4%、6%、8%，通過(guò)控制用水量調(diào)節(jié)砂漿稠度為（100±2）mm，測(cè)試在該稠度范圍內(nèi)機(jī)噴抹灰砂漿的性能。所用泥粉為河砂經(jīng)過(guò)水洗后殘余的泥漿經(jīng)過(guò)干燥后得到。試驗(yàn)配合比如表8所示。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

砂細(xì)度模數(shù)對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿工作性能的影響，如表9所示。

由表9可見(jiàn)，在稠度為（100±2）mm條件下，隨著砂細(xì)度模數(shù)的增大，砂漿的用水量減少，當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)由1.9增大至2.7時(shí)，用水量減少了7.8%。主要原因在于隨著砂細(xì)度模數(shù)的減小，砂的比表面積增大，用水量也相應(yīng)增多，導(dǎo)致保水率也隨之增大，而且砂細(xì)度對(duì)砂漿分層度也有較大的影響。當(dāng)砂細(xì)度模數(shù)為2.1時(shí)，砂漿分層度最小，為8mm，利于儲(chǔ)存。砂細(xì)度模數(shù)過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)使砂漿分層度增大，不利于砂漿在施工前儲(chǔ)存。

砂細(xì)度模數(shù)對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿力學(xué)性能的影響，如見(jiàn)表10所示。

由表10可見(jiàn)，砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿的抗壓、抗折強(qiáng)度均有較大的影響，但對(duì)壓折比影響并不明顯，對(duì)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響顯著。隨著砂細(xì)度模數(shù)的增大，砂漿的抗壓、抗折強(qiáng)度先提高后降低，細(xì)度模數(shù)為2.3時(shí)，抗壓、抗折強(qiáng)度均達(dá)到最高，其中28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的157%。

主要原因在于：（1）細(xì)度模數(shù)的增大使得用水量增多，水灰比增大，強(qiáng)度降低；（2）細(xì)度模數(shù)越小的砂子越加符合緊密堆積原則，成型后的砂漿密實(shí)度更高，孔隙率更低，更有利于強(qiáng)度的提高；（3）細(xì)度模數(shù)越大，總表面積更大，則膠凝材料與砂子之間的粘結(jié)面積更大，粘結(jié)性能更好，宏觀表現(xiàn)出抗折強(qiáng)度更高。砂漿力學(xué)性能受這3個(gè)因素的綜合作用。

由于抗壓、抗折強(qiáng)度的變化波動(dòng)范圍不大，因此其壓折比變化也很小。但是砂漿的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與細(xì)度模數(shù)有很大的關(guān)聯(lián)性。砂細(xì)度模數(shù)的增大使砂漿的14d拉伸粘結(jié)強(qiáng)度逐漸降低，這是由于砂的細(xì)度模數(shù)越小，其比表面積越大，砂漿與基體的粘結(jié)界面的面積增大，則拉伸粘結(jié)強(qiáng)度更高。

砂含泥量對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿工作性能的影響，如表11所示。

由表11可見(jiàn)，含泥量的增加使砂漿在達(dá)到相同稠度時(shí)的用水量增加，但密度略微減小，對(duì)砂漿的保水率和分層度無(wú)明顯影響。相關(guān)研究表明泥中的蒙脫土成分對(duì)聚羧酸減水劑具有很強(qiáng)的優(yōu)先吸附作用，因此在上述試驗(yàn)中，含泥量越大，能夠發(fā)揮減水效應(yīng)的機(jī)噴抹灰砂漿專用外加劑的量越小，因此達(dá)到相同稠度砂漿的需水量更大。

砂含泥量對(duì)機(jī)噴抹灰砂漿力學(xué)性能的影響，如表12所示。

由表12可見(jiàn)，砂漿的7d、28d抗壓強(qiáng)度在含泥量從0增加到2%時(shí)稍有提高；當(dāng)摻量大于2%時(shí)，抗壓強(qiáng)度明顯下降；含泥量為8%時(shí)，砂漿的28d抗壓強(qiáng)度較含泥量為0時(shí)降低了14.2%。隨砂含泥量的增大，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度逐漸降低。含泥量從0到2%時(shí)，砂漿的7d抗折強(qiáng)度從3.3MPa提高到3.6MPa，除此之外，砂漿的早期、后期抗折強(qiáng)度均隨著含泥量的增加而有不同程度的降低。特別是含泥量在超過(guò)4%時(shí)變化比較明顯。

砂含泥量的變化對(duì)砂漿28d壓折比影響不大，但7d壓折比則有下降的趨勢(shì)。主要是因?yàn)殡S著含泥量的增大，相應(yīng)的砂漿用水量增多，水灰比增大，致使強(qiáng)度降低，且水灰比增大也使砂漿黏度減小，相應(yīng)的抗折強(qiáng)度有著影響。微量的泥粉在砂漿中能夠與石灰石粉共同起著微集料的作用對(duì)砂漿進(jìn)行填充潤(rùn)滑，因此砂子含泥量在摻量小于2%時(shí)砂漿的壓折比變化不明顯。含泥量對(duì)砂漿的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度影響比較大，且隨著含泥量的增加，14d拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降速率增大，含泥量為0時(shí)的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為0.53MPa，含泥量為8%時(shí)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度降至0.37MPa，下降幅度達(dá)到30.2%。一方面，用水量的增大使膠集料間的粘結(jié)強(qiáng)度降低；另一方面，泥土也降低了纖維素醚等保水增稠劑的效應(yīng)，因而含泥量對(duì)砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度影響較大。

5 砂漿機(jī)械化噴涂施工技術(shù)推廣

近幾年隨著預(yù)拌砂漿技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)政策的推動(dòng)、國(guó)內(nèi)噴漿設(shè)備及噴涂工藝水平的提高，普通砂漿的機(jī)械化施工開(kāi)始規(guī)模化應(yīng)用到建筑工程中。但仍存在工藝模式選型不夠合理、與傳統(tǒng)工藝競(jìng)爭(zhēng)激烈、工藝流程順暢度不夠、整體成本優(yōu)勢(shì)不明顯等問(wèn)題，從而導(dǎo)致砂漿機(jī)械噴涂工藝不能在建筑行業(yè)內(nèi)普及應(yīng)用。

針對(duì)砂漿機(jī)械化噴涂施工推廣問(wèn)題，業(yè)界有不少的建設(shè)性意見(jiàn)，綜合起來(lái)主要是解決施工流程順暢度的問(wèn)題，這一問(wèn)題又涉及到生產(chǎn)配送模式選型、砂漿選型、設(shè)備選型、工藝選型等諸多環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化組合才能得到好的效果，推廣普及機(jī)噴工藝也就是順理成章的事了。

6 結(jié)語(yǔ)

砂漿機(jī)械化噴涂施工技術(shù)水平隨著行業(yè)的發(fā)展及工程應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)積累正慢慢趨于成熟，但現(xiàn)階段機(jī)噴施工仍存在諸多環(huán)節(jié)的問(wèn)題而未能推廣普及。業(yè)界還需從生產(chǎn)配送模式、砂漿選型、設(shè)備選型、工藝選型等環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，以解決施工流程整體順暢度的問(wèn)題。

要砂漿機(jī)械化施工產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化，還需要持續(xù)進(jìn)行砂漿機(jī)噴技術(shù)的研究、結(jié)合國(guó)內(nèi)的施工作業(yè)實(shí)際情況不斷完善與優(yōu)化各方面技術(shù)以保證此行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的完整性，才能逐步實(shí)現(xiàn)砂漿機(jī)械化施工技術(shù)在行業(yè)內(nèi)普及推廣。