徐海源 ，沙建芳 ，劉建忠 ，吳洲 ，郭飛

（1.高性能土木工程材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008；2.江蘇蘇博特新材料股份有限公司，江蘇 南京 211103）

0 前言

機(jī)噴型濕拌砂漿是將水泥、礦物摻合料、細(xì)骨料及外加劑按一定比例，在攪拌站經(jīng)計(jì)量、混合、加水?dāng)嚢瓒傻倪m用于機(jī)械噴涂施工的預(yù)拌砂漿[1]。相對于傳統(tǒng)人工濕拌砂漿，其具有保水效果好、施工效率高、墻面無空鼓等優(yōu)點(diǎn)[2]。積極推廣機(jī)械噴涂濕拌抹灰砂漿在工程中的使用，既能節(jié)約材料，又能有效改善施工環(huán)境和工程質(zhì)量。近年來，機(jī)械噴涂濕拌砂漿在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，但大多均憑有限經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，從機(jī)噴砂漿配制、泵送、噴涂、上墻方面對其進(jìn)行系統(tǒng)研究的文獻(xiàn)還比較少[3－5]。

本試驗(yàn)從砂漿的機(jī)噴特性需求為基礎(chǔ)，從砂漿穩(wěn)塑劑、漿骨比、細(xì)骨料等方面研究了對機(jī)噴水泥砂漿性能的影響；系統(tǒng)分析了機(jī)噴砂漿在制備、泵送、噴涂、上墻施工過程中的性能變化規(guī)律；提出了機(jī)械噴涂濕拌砂漿的配制方法。研究可為機(jī)噴型濕拌砂漿在工程中應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

（1）膠凝材料：海螺牌 P·O42.5 水泥，密度 3.02 g/cm3，28 d抗壓強(qiáng)度48.6 MPa，性能指標(biāo)符合GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求；南京熱電廠Ⅰ級粉煤灰，密度2.3 g/cm3。

（2）外加劑：W1為引氣型機(jī)噴砂漿穩(wěn)塑劑、W2為減水劑型砂漿穩(wěn)塑劑、W3為復(fù)合型砂漿穩(wěn)塑劑，推薦摻量為2 kg/m3，均為江蘇蘇博特新材料股份有限公司研制。

（3）細(xì)骨料：河砂 S1、S2、S3、S4，細(xì)度模數(shù)分別為 2.41、2.49、2.55、2.65，顆粒級配如表 1 所示。

表1 細(xì)骨料的顆粒級配

1.2 試驗(yàn)方案及方法

1.2.1 試驗(yàn)方案

機(jī)噴砂漿基準(zhǔn)配合比如表2所示。選用不同品種的穩(wěn)塑劑 W1、W2、W3，摻量分別為 1.5、2.0、2.5、3.0 kg/m3，分析其對砂漿工作性能、泵送、噴涂及上墻后性能的影響規(guī)律；保持粉煤灰摻量不變，逐漸減小膠凝材料用量或調(diào)整水泥與粉煤灰的組成比例，得到不同漿骨比，探討砂漿的漿體用量對機(jī)噴性能的影響；選用不同細(xì)度模數(shù)與顆粒級配的細(xì)砂，分析細(xì)骨料級配對機(jī)噴砂漿性能的影響規(guī)律。

表2 機(jī)噴砂漿基準(zhǔn)配合比 kg/m3

1.2.2 試驗(yàn)方法

砂漿流動度按照GB/T 2419—2005《水泥膠砂流動度測定方法》進(jìn)行測試；表觀密度、保水率和凝結(jié)時(shí)間按照J(rèn)GJ/T 70—2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測試；砂漿抗流掛性測試方法如下：將砂漿填滿內(nèi)徑為40 mm、高165 mm的半圓筒，將其豎起，5 min后測量砂漿流出的距離（見圖1）。配制的砂漿采用浙江溫工JP－90砂漿噴涂機(jī)噴漿機(jī)進(jìn)行機(jī)噴上墻施工，觀察砂漿泵送前后性能的變化規(guī)律、砂漿的噴射性能、上墻抗流掛性及落地灰情況。

圖1 砂漿抗流掛性能測試方法

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 穩(wěn)塑劑對機(jī)噴砂漿性能的影響

按照表2機(jī)噴砂漿基準(zhǔn)配合比，選用不同的穩(wěn)塑劑，調(diào)節(jié)摻量分別為 1.5、2.0、2.5、3.0 kg/m3，分析其對砂漿工作性能與機(jī)噴上墻后性能的影響，結(jié)果如表3所示。

表3 穩(wěn)塑劑種類及摻量對機(jī)噴砂漿性能的影響

從表3可以看出，穩(wěn)塑劑有利于提升砂漿的工作性能，未摻穩(wěn)塑劑的砂漿由于缺乏保水組分，砂漿的保水率低，泌水量大，在泵送過程中易堵管，無法進(jìn)行機(jī)噴施工。添加穩(wěn)塑劑后，當(dāng)摻量從1.5 kg/m3逐漸提高至3.0 kg/m3時(shí)，穩(wěn)塑劑W1、穩(wěn)塑劑W2、穩(wěn)塑劑W3分別顯著影響了砂漿的濕密度、稠度及保水率，表明穩(wěn)塑劑的種類及摻量會對相同配合比的砂漿性能表現(xiàn)出不同的影響規(guī)律，因此制備機(jī)噴濕拌砂漿時(shí)需對穩(wěn)塑劑的性能進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)選后確定。

對比砂漿泵送前后的性能可以看到，采用機(jī)器泵送后，砂漿稠度會有所增大（約增大了5 mm），濕密度也降低了20～50 kg/m3。這可能是在砂漿輸送過程中引入了部分空氣，使得含氣量有所增加，因此濕密度減小，從而也引起了稠度的增大。

砂漿的稠度、濕密度、保水率是控制機(jī)噴質(zhì)量的重要性能指標(biāo)。稠度方面，當(dāng)機(jī)噴砂漿稠度低于85 mm時(shí)，機(jī)噴時(shí)易堵管；當(dāng)稠度達(dá)到105 mm以上時(shí)，砂漿噴上墻后容易發(fā)生流掛，甚至下落，在墻面上難以粘住；當(dāng)稠度為90～100mm時(shí)，機(jī)噴比較順暢，上墻后漿體流掛少，比較適合機(jī)械化施工。在濕密度方面，當(dāng)砂漿的濕密度較低、含氣量高時(shí)，在噴射的過程中氣體易聚集，會出現(xiàn)漿體斷斷續(xù)續(xù)噴出噴嘴的現(xiàn)象，影響了墻面施工的連續(xù)性；濕密度控制在1850～1950 kg/m3時(shí)狀態(tài)較優(yōu)。在砂漿保水率方面，當(dāng)?shù)陀?8%時(shí)，機(jī)噴時(shí)易堵塞；當(dāng)高于93%時(shí)，砂漿不堵管，但漿體較黏，漿體表面不易收光；保水率為88～92%時(shí)，砂漿機(jī)噴性能及上墻后具有較合適的施工性能?？梢?，在機(jī)噴砂漿配制過程中，需對砂漿的稠度、濕密度及保水率進(jìn)行合適的控制，并隨時(shí)對砂漿泵送、上墻過程進(jìn)行抽檢監(jiān)控，以避免泵送堵管、上墻后脫落及粘刀問題的發(fā)生。

2.2 配合比參數(shù)對機(jī)噴砂漿性能的影響

2.2.1 漿骨比對機(jī)噴砂漿性能的影響

按基準(zhǔn)配合比，調(diào)整膠凝材料組成，測試了漿骨比對機(jī)噴砂漿性能的影響，結(jié)果如表4所示。

表4 漿骨比對機(jī)噴砂漿性能的影響

漿骨比是表征砂漿中漿體用量的重要指標(biāo)，采用漿體與骨料的體積比來表征。漿體的用量直接影響了機(jī)噴砂漿的易泵性與產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。試驗(yàn)采用逐漸降低膠凝材料用量的方法，探究機(jī)噴砂漿生產(chǎn)中合適的漿體用量。表4結(jié)果表明，當(dāng)膠凝材料用量為290 kg/m3及以上時(shí)，砂漿中漿體較豐富，機(jī)噴過程順暢，不堵管；當(dāng)膠凝材料用量為260 kg/m3時(shí)，此時(shí)漿骨比為0.48∶0.52，攪拌后的砂漿露砂，粘聚性較差，上墻后漿體易下墜；當(dāng)膠凝材料用量為230、260 kg/m3時(shí)，在保持膠凝材料用量不變，通過增加粉煤灰摻量，提高其漿骨比為0.49∶0.51左右時(shí)，漿體的包裹性得到改善，可進(jìn)行機(jī)噴施工。綜上來看，當(dāng)漿體體積高于50%時(shí)，砂漿可具有較優(yōu)的泵送與上墻施工性能。

2.2.2 細(xì)骨料性能對機(jī)噴砂漿性能的影響

保持基準(zhǔn)配合比不變，采用不同細(xì)骨料，分析其對機(jī)噴砂漿性能的影響，結(jié)果如表5所示。

表5 細(xì)骨料性能對機(jī)噴砂漿性能的影響

從表5可以看出，隨著細(xì)骨料粒徑的增大，砂漿的保水率降低，稠度及流掛距離增大，但對濕密度影響不明顯。當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)為2.65，放置0.5 h內(nèi)的砂漿狀態(tài)較好，可機(jī)噴，但放置1 h時(shí)砂漿表面泌水增多，此時(shí)機(jī)噴過程中易發(fā)生堵管現(xiàn)象，且過粗的砂子會導(dǎo)致砂漿不易抹平收面。因此，機(jī)噴砂漿過程中砂的細(xì)度模數(shù)不宜超過2.6，但也不宜過細(xì)，當(dāng)細(xì)度模數(shù)越小時(shí)砂子的顆粒越多，骨料的比表面積也變大，所需的水泥漿也會增多。

3 結(jié)論

（1）砂漿穩(wěn)塑劑是調(diào)節(jié)機(jī)噴砂漿性能的重要方法，砂漿的稠度、濕密度、保水率是控制機(jī)噴質(zhì)量的重要性能指標(biāo)，當(dāng)砂漿的稠度為 90～100 mm、濕密度為 1850～1950 kg/m3、保水率為88%～92%時(shí)較適合機(jī)噴。

（2）配合比設(shè)計(jì)是控制機(jī)噴砂漿質(zhì)量的重要因素。當(dāng)細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)不超過2.6、漿體體積大于50%時(shí)，砂漿具有較優(yōu)的泵送及上墻施工性能。

（3）砂漿采用機(jī)器泵送后，稠度約增大了5 mm，濕密度也降低了20～50 kg/m3，因此生產(chǎn)中對砂漿配制初始性能的檢測與質(zhì)量控制尤為重要。