張豐智遲培云/.青島市市南區(qū)房產(chǎn)管理處 .青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院

干混砌筑砂漿的可行性技術(shù)研究

張豐智1遲培云2/1.青島市市南區(qū)房產(chǎn)管理處 2.青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院

普通砂漿施工現(xiàn)場(chǎng)拌制，存在施工質(zhì)量差、返工率高、環(huán)境污染大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等問題，從而造成普通砂漿的施工成本居高不下，并且施工質(zhì)量參差不齊。干混砂漿可以袋裝或散裝，運(yùn)至建筑工地，按比例加水拌合后即可施工。干混砌筑砂漿具有品質(zhì)均一，保水性好，和易性優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

普通砂漿；干混砂漿；技術(shù)性質(zhì)

0.概述

隨著建筑節(jié)能在全國(guó)范圍展開和各地政策的出臺(tái)，干混砌筑砂漿代替普通砂漿勢(shì)在必行。本文利用試驗(yàn)的方法，確定出干混砌筑砂漿的一個(gè)比較合理的配合比。然后，將干混砌筑砂漿和普通砂漿從直接成本費(fèi)用、施工費(fèi)用和環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：干混砌筑砂漿在經(jīng)濟(jì)上是具有可行性的。

干混砂漿于19世紀(jì)末出現(xiàn)在奧地利。歐洲從發(fā)明到大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用干混砂漿，經(jīng)歷了50余年的歷程；中國(guó)從提出概念到初具生產(chǎn)規(guī)模，只有1O年的時(shí)間。目前，世界范圍內(nèi)的干混砂漿年產(chǎn)量近億噸，歐洲每年大約生產(chǎn)愈5000萬t，其中德國(guó)占1／4。在中國(guó)水泥產(chǎn)量是世界產(chǎn)量的60％ ，但干混砂漿產(chǎn)量?jī)H占世界產(chǎn)量的1％ 。國(guó)內(nèi)。經(jīng)過短短幾年的發(fā)展，干混砂漿在品質(zhì)、效率、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面的優(yōu)越性已日益顯示出來 。

1.干混砂漿的特點(diǎn)

1.1 突破了傳統(tǒng)砂漿生產(chǎn)工藝的限制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有利于工程質(zhì)量的提高

干混砂漿的生產(chǎn)可以根據(jù)不同的使用要求設(shè)計(jì)不同的砂漿配合比。通過生產(chǎn)企業(yè)微機(jī)的數(shù)據(jù)庫資料系統(tǒng)，可以從上百個(gè)甚至幾百個(gè)配合比中調(diào)取數(shù)據(jù)，并通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算試配性能，且計(jì)量十分準(zhǔn)確，這是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提。另外，干混砂漿生產(chǎn)工藝對(duì)各種原材料進(jìn)行了預(yù)處理，為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提供了又一有效保證。

1.2 產(chǎn)品品種齊全，針對(duì)性強(qiáng)，專業(yè)程度高，提高了砂漿對(duì)工程的適應(yīng)性

不同用途砂漿對(duì)材料的抗收縮、抗龜裂、保溫、防潮等特性的要求不同，且施工要求的和易性、保水性、凝固時(shí)間也不同，這些特性需要按照科學(xué)配方嚴(yán)格配制才能實(shí)現(xiàn)。干混砂漿配料十分靈活且準(zhǔn)確，可隨時(shí)根據(jù)各種工程材料要求和施工要求配制與之相適應(yīng)的砂漿，明顯提高了砂漿對(duì)工程的適應(yīng)性。

1.3 機(jī)械化作業(yè)，生產(chǎn)效率高，有利于降低建筑成本

由于連續(xù)生產(chǎn)和精確配料，可以避免材料浪費(fèi)。同時(shí)由于商品化的生產(chǎn)規(guī)模，使得固定成本的攤銷大幅度降低，在保證質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)最低的成本。而這種低成本是以技術(shù)進(jìn)步來保證質(zhì)量的，因此干混砂漿的實(shí)際生產(chǎn)具有相當(dāng)可觀的利潤(rùn)。另一方面，從建筑工程投資考慮，干混砂漿的使用不僅提高了建筑質(zhì)量，而且在施工過程中節(jié)約了大量的人力、物力和時(shí)間，工程總造價(jià)顯著降低。

1.4 施工方便快捷，中間環(huán)節(jié)少，有利于提高施工進(jìn)度和改善施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

施工過程中，使用干混砂漿就像我們食用方便面一樣，隨取隨用，加適量水?dāng)嚢钄?shù)分鐘即可用，十分方便，施工速度大幅度提高。干混砂漿極大地改善了施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，完全可以杜絕現(xiàn)場(chǎng)堆放水泥、砂等帶來的臟、亂、差的局面；與商品混凝土一樣砂漿的商品化，有利于環(huán)境保護(hù)和散裝水泥的推廣。

總之，干混砂漿具有施工簡(jiǎn)便、適用面廣、工作性能好、有利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。推廣應(yīng)用建筑干混砂漿，不僅是建材業(yè)的一項(xiàng)突破，同時(shí)更有利于促進(jìn)建筑業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、文明施工和環(huán)境保護(hù)。

2.我國(guó)干混砂漿的發(fā)展前景

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。干混砂漿以其品質(zhì)、效率、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面的顯著優(yōu)越性，在建筑市場(chǎng)上逐步被業(yè)內(nèi)認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。國(guó)家也多次出臺(tái)了相關(guān)政策推動(dòng)干混砂漿事業(yè)的快速發(fā)展。

2001年， 原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委在《散裝水泥發(fā)展“十五” 規(guī)劃》中提出“要加快發(fā)展預(yù)拌混凝土和干混砂漿，實(shí)現(xiàn)散裝水泥持續(xù)、快速、健康發(fā)展”。2002年，財(cái)政部、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委下發(fā)了《散裝水泥專項(xiàng)資金征收和使用管理辦法》，規(guī)定“散裝水泥專項(xiàng)資金使用范圍包括：新建、改建和擴(kuò)建散裝水泥、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿建設(shè)項(xiàng)目貸款貼息；散裝水泥、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿科研、新技術(shù)開發(fā)、示范與推廣”。

隨著中央和地方政府的政策強(qiáng)力推動(dòng)，我國(guó)的干混砂漿事業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展的周期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全國(guó)的干混砂漿產(chǎn)量已突破700萬噸。在國(guó)家強(qiáng)制要求實(shí)施建筑節(jié)能的政策催化下，中國(guó)的特種砂漿，特別是外墻外保溫配套砂漿在全國(guó)各地大量應(yīng)用于各類居住建筑工程。2007年，中國(guó)地方政府再次出手，繼續(xù)強(qiáng)化建筑節(jié)能的執(zhí)行和監(jiān)管力度。從東部的北京、天津，到中西部的武漢、重慶，地方政府的措施越來越嚴(yán)格，這再次為中國(guó)干混砂漿產(chǎn)業(yè)提供了快速發(fā)展的機(jī)遇和前景。

3.本文研究的主要內(nèi)容

針對(duì)目前我國(guó)在土建工程中大量使用普通砌筑砂漿砂漿所存在的技術(shù)問題，本文從環(huán)境保護(hù)以及節(jié)能減排的方面，對(duì)干混砌筑砂漿和普通砌筑砂漿經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較。

3.1干混砂漿的原材料

3.1.1水泥.

為了保證干混砂漿的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性，我們選擇水泥的原則是：

(1)水泥熟料必須是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的，并且技術(shù)先進(jìn)可靠；

(2)水泥產(chǎn)量要大，能保證穩(wěn)定供應(yīng)；

(3)水泥的品質(zhì)要好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

通過較長(zhǎng)時(shí)間的考查、對(duì)比和遴選，我們選用山水水泥集團(tuán)公司生產(chǎn)的P.0 42.5水泥，其技術(shù)性能見表3-1的檢測(cè)結(jié)果。

表3-1 水泥及其技術(shù)性能指標(biāo)

3.1.2砂。

選用大沽河砂，在氣干狀態(tài)下，用2.5mm孔徑的篩子進(jìn)行過篩，篩除＞2.5mm

粒徑的砂子，然后再進(jìn)行篩分析實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果如表3-2所示。

表3-2 砂的技術(shù)性能指標(biāo)

在缺少天然河砂的情況下，也可以采用人工砂，即通過破碎大塊巖石來生產(chǎn)碎石砂。但是，破碎砂的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)必須符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.3粉煤灰。

選用黃島發(fā)電廠原狀粉煤灰，該粉煤灰經(jīng)過篩分、化學(xué)分析、礦物分析和相關(guān)試驗(yàn)檢驗(yàn)，其物理性能指標(biāo)、化學(xué)成分和主要礦物組分分別列于表3-3和表3-4。

表3-3 粉煤灰及其物理性能指標(biāo)

表3-4 粉煤灰的化學(xué)成分

粉煤灰的火山灰活性愈高，其品質(zhì)愈好。因此，粉煤灰中火山灰活性成分SiO2和Al2O3的含量越高，含碳量越少時(shí)，粉煤灰的化學(xué)活性則越高。

粉煤灰中70％以上的顆粒是無定型的球形玻璃體，除了具有較高的化學(xué)活性外，還具有優(yōu)良“形態(tài)效應(yīng)”。粉煤灰摻入砂漿拌合物中后，其球形玻璃體能起滾珠軸承的作用，在砂漿拌合物中發(fā)揮潤(rùn)滑作用，從而有效改善砂漿拌合物的和易性。非具活性的鐵珠，細(xì)度非常大，粉煤灰摻入砂漿后，能和水泥、砂子中的細(xì)顆粒有效構(gòu)成合理級(jí)配，使他們彼此之間能夠互相填充，有效增加砂漿的密實(shí)度，并進(jìn)一步提高砂漿的抗壓強(qiáng)度。在此，微小的鐵珠起到“微集料填充效應(yīng)”。

3.1.4可再分散性乳膠粉。

最常用的可再分散性乳膠粉選用乙烯—醋酸乙烯酯共聚膠粉VAE。

在砂漿中摻加可再分散性乳膠粉的主要功能是提高砂漿的內(nèi)聚力、粘聚力與柔韌性。

3.1.5保水增稠材料[9]。

常用的保水增稠材料是纖維素醚。纖維素醚的主要作用：

①使新拌砂漿增稠，從而使砂漿有一定濕粘性，同時(shí)防止離析并獲得均勻一致的可塑性；

②本身具有引氣作用，在砂漿中可引入均勻細(xì)小的氣泡；

③有助于保持薄層砂漿中的水分，從而在砂漿施工后水泥可以有更多時(shí)間水化。

3.1.6增稠密實(shí)劑。

在硬化砂漿內(nèi)存在許多毛細(xì)孔、微裂縫等缺陷，增加了砂漿的滲透性。增稠密實(shí)劑的顆粒粒徑是納米級(jí)的，是億萬年前天然形成的，它是以蒙托土為主要成分的層狀硅鋁酸鹽。

增稠密實(shí)劑還具有很強(qiáng)的吸濕性，能吸附相當(dāng)于自身體積8-20倍的水膨脹至30倍，在水介質(zhì)中能分散成膠體懸浮液，并具有一定的粘滯性、觸變形和潤(rùn)滑性，它和泥砂等的摻和物具有可塑性和粘結(jié)性，有較強(qiáng)的陽離子交換能力和吸附能力。

3.1.7引氣劑。

引氣劑是改善砂漿和易性的最重要成分[32]。

摻加引氣劑能夠在保證砂漿拌合物具有良好的工作性的前提下，降低砂漿拌合物的用水量，減少毛細(xì)孔數(shù)量，改善孔結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)砂漿的密實(shí)度。

3.1.8減水劑。

減水劑的主要成分是表面活性劑，其對(duì)水泥具有比較好的塑化減水效果[33]。

減水劑對(duì)新拌砂漿的塑化作用，可以增加流動(dòng)性，改善硬化砂漿的性能。

4.干混砌筑砂漿配合比及其經(jīng)濟(jì)性分析

4.1干混砌筑砂漿配合比

通過對(duì)砂漿的稠度（亦稱流動(dòng)性，用沉入度表示）、保水性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等的試驗(yàn)，得出干混砌筑砂漿的配合比，列于表4-1。

4-1 干混砌筑砂漿配合比

4.2干混砌筑砂漿經(jīng)濟(jì)性分析：

以M5為例進(jìn)行直接成本分析（普通混合砌筑砂漿M5的配合比為：C∶L∶S=163：187：1450Kg/m3）∶

3.3.2：直接材料成本（Kg/m3）

40.25+5.67+75.00+11.59 =132.51 m3）---------------2.02×0.45+0.53×2.50+0.36×26 =11.59小計(jì)（元/m3）57.05+14.96+75.00 =147.01

注：（1) 水泥售價(jià)：約350元／噸；

（2) 河砂售價(jià)：約75元／m3，堆積密度為：1450kg／m3

（3）粉煤灰售價(jià)：約90元／噸；

（4）膨潤(rùn)土售價(jià)：約450元／噸；

（5）纖維素醚售價(jià)：約26000元／噸；

（6）塑化劑：約2500元／噸；

（7）石灰膏價(jià)格：約80元／噸；

5.結(jié)論

隨著建筑節(jié)能在全國(guó)范圍展開和各地政策的出臺(tái)，干混砌筑砂漿代替普通砂漿勢(shì)在必行。本文只是集中在干混砂漿的技術(shù)性能與理論的經(jīng)濟(jì)分析，大多施工方面的數(shù)據(jù)來源于建筑施工人員，但因不同的施工單位或不同的時(shí)間階段,以上數(shù)據(jù)均可能發(fā)生變化，筆者意在拋磚引玉，提出此問題讓大家共同關(guān)注干混砂漿的發(fā)展。往后我們建議在試點(diǎn)工程中采用更具體的數(shù)據(jù)、施工結(jié)果，作全面性的分析與研究，另外，社會(huì)成本也應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)研究把其量化，按不同的城市、地區(qū)的社會(huì)環(huán)境情況來作具體的研究分析，得出一個(gè)最終的結(jié)果。

表1 粉煤灰、礦渣及其復(fù)合礦粉的化學(xué)組成和細(xì)度

表2 混凝土配合比及其流動(dòng)性和抗壓強(qiáng)度