干混砌筑砂漿的可行性技術(shù)研究

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

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.青島理工大學土木工程學院

普通砂漿施工現(xiàn)場拌制，存在施工質(zhì)量差、返工率高、環(huán)境污染大、勞動強度高等問題，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。

普通砂漿；干混砂漿；技術(shù)性質(zhì)

0.概述

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

干混砂漿于19世紀末出現(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；中國從提出概念到初具生產(chǎn)規(guī)模，只有1O年的時間。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，其中德國占1／4。在中國水泥產(chǎn)量是世界產(chǎn)量的60％ ，但干混砂漿產(chǎn)量僅占世界產(chǎn)量的1％ 。國內(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

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)計不同的砂漿配合比。通過生產(chǎn)企業(yè)微機的數(shù)據(jù)庫資料系統(tǒng)，可以從上百個甚至幾百個配合比中調(diào)取數(shù)據(jù)，并通過數(shù)學模型計算試配性能，且計量十分準確，這是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提。另外，干混砂漿生產(chǎn)工藝對各種原材料進行了預(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，針對性強，專業(yè)程度高，提高了砂漿對工程的適應(yīng)性

不同用途砂漿對材料的抗收縮、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、凝固時間也不同，這些特性需要按照科學配方嚴格配制才能實現(xiàn)。干混砂漿配料十分靈活且準確，可隨時根據(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，明顯提高了砂漿對工程的適應(yīng)性。

1.3 機械化作業(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。同時由于商品化的生產(chǎn)規(guī)模，使得固定成本的攤銷大幅度降低，在保證質(zhì)量的前提下實現(xiàn)最低的成本。而這種低成本是以技術(shù)進步來保證質(zhì)量的，因此干混砂漿的實際生產(chǎn)具有相當可觀的利潤。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、物力和時間，工程總造價顯著降低。

1.4 施工方便快捷，中間環(huán)節(jié)少，有利于提高施工進度和改善施工現(xiàn)場環(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，加適量水攪拌數(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)場的環(huán)境，完全可以杜絕現(xiàn)場堆放水泥、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)境保護和散裝水泥的推廣。

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

2.我國干混砂漿的發(fā)展前景

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展。干混砂漿以其品質(zhì)、效率、經(jīng)濟、環(huán)保等方面的顯著優(yōu)越性，在建筑市場上逐步被業(yè)內(nèi)認識和應(yīng)用。國家也多次出臺了相關(guān)政策推動干混砂漿事業(yè)的快速發(fā)展。

2001年， 原國家經(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，實現(xiàn)散裝水泥持續(xù)、快速、健康發(fā)展”。2002年，財政部、原國家經(jīng)貿(mào)委下發(fā)了《散裝水泥專項資金征收和使用管理辦法》，規(guī)定“散裝水泥專項資金使用范圍包括：新建、改建和擴建散裝水泥、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿建設(shè)項目貸款貼息；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力推動，我國的干混砂漿事業(yè)進入快速發(fā)展的周期。據(jù)統(tǒng)計，2006年全國的干混砂漿產(chǎn)量已突破700萬噸。在國家強制要求實施建筑節(jié)能的政策催化下，中國的特種砂漿，特別是外墻外保溫配套砂漿在全國各地大量應(yīng)用于各類居住建筑工程。2007年，中國地方政府再次出手，繼續(xù)強化建筑節(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格，這再次為中國干混砂漿產(chǎn)業(yè)提供了快速發(fā)展的機遇和前景。

3.本文研究的主要內(nèi)容

針對目前我國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)境保護以及節(jié)能減排的方面，對干混砌筑砂漿和普通砌筑砂漿經(jīng)濟性進行了比較。

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。

通過較長時間的考查、對比和遴選，我們選用山水水泥集團公司生產(chǎn)的P.0 42.5水泥，其技術(shù)性能見表3-1的檢測結(jié)果。

表3-1 水泥及其技術(shù)性能指標

3.1.2砂。

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

粒徑的砂子，然后再進行篩分析實驗，實驗結(jié)結(jié)果如表3-2所示。

表3-2 砂的技術(shù)性能指標

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，破碎砂的各項技術(shù)性能指標必須符合相關(guān)技術(shù)標準要求。

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、化學分析、礦物分析和相關(guān)試驗檢驗，其物理性能指標、化學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

表3-4 粉煤灰的化學成分

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，粉煤灰的化學活性則越高。

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，細度非常大，粉煤灰摻入砂漿后，能和水泥、砂子中的細顆粒有效構(gòu)成合理級配，使他們彼此之間能夠互相填充，有效增加砂漿的密實度，并進一步提高砂漿的抗壓強度。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間水化。

3.1.6增稠密實劑。

在硬化砂漿內(nèi)存在許多毛細孔、微裂縫等缺陷，增加了砂漿的滲透性。增稠密實劑的顆粒粒徑是納米級的，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。

增稠密實劑還具有很強的吸濕性，能吸附相當于自身體積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、觸變形和潤滑性，它和泥砂等的摻和物具有可塑性和粘結(jié)性，有較強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，減少毛細孔數(shù)量，改善孔結(jié)構(gòu)，增強砂漿的密實度。

3.1.8減水劑。

減水劑的主要成分是表面活性劑，其對水泥具有比較好的塑化減水效果[33]。

減水劑對新拌砂漿的塑化作用，可以增加流動性，改善硬化砂漿的性能。

4.干混砌筑砂漿配合比及其經(jīng)濟性分析

4.1干混砌筑砂漿配合比

通過對砂漿的稠度（亦稱流動性，用沉入度表示）、保水性、凝結(jié)時間、強度等的試驗，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)濟性分析：

以M5為例進行直接成本分析（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（元/m3）57.05+14.96+75.00 =147.01

注：（1) 水泥售價：約350元／噸；

（2) 河砂售價：約75元／m3，堆積密度為：1450kg／m3

（3）粉煤灰售價：約90元／噸；

（4）膨潤土售價：約450元／噸；

（5）纖維素醚售價：約26000元／噸；

（6）塑化劑：約2500元／噸；

（7）石灰膏價格：約80元／噸；

5.結(jié)論

隨著建筑節(jié)能在全國范圍展開和各地政策的出臺，干混砌筑砂漿代替普通砂漿勢在必行。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，社會成本也應(yīng)該進行系統(tǒng)研究把其量化，按不同的城市、地區(qū)的社會環(huán)境情況來作具體的研究分析，得出一個最終的結(jié)果。

表1 粉煤灰、礦渣及其復(fù)合礦粉的化學組成和細度

表2 混凝土配合比及其流動性和抗壓強度