建筑砂漿機(jī)在既有建筑改造中的應(yīng)用

■ 李 俊 Li Jun

0 引言

近年來，我國(guó)預(yù)拌砂漿市場(chǎng)發(fā)展迅速。這在一定程度上，從施工質(zhì)量、效率、環(huán)保等方面對(duì)建筑墻體抹灰施工提出了更高的要求。隨著人工成本的不斷上漲，傳統(tǒng)手工抹灰施工正逐漸喪失成本低廉的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，愈加凸顯其施工效率低、勞動(dòng)力密集、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺陷。傳統(tǒng)手工抹灰已無法適應(yīng)當(dāng)今發(fā)展迅速的建筑市場(chǎng)。

相比較傳統(tǒng)手工抹灰，建筑砂漿機(jī)械化噴涂（簡(jiǎn)稱機(jī)噴）抹灰的優(yōu)勢(shì)非常明顯：施工質(zhì)量容易控制，施工效率高、時(shí)間短，材料損耗小等等。雖然機(jī)噴抹灰目前在國(guó)內(nèi)的發(fā)展水平還不成熟，與國(guó)外存在較大差距，但其作為對(duì)傳統(tǒng)抹灰施工一種補(bǔ)充，在未來抹灰施工中的重要性和所占比重將會(huì)越來越大。

在既有建筑改造過程中，往往受到各種條件限制，如改造空間、作業(yè)面、工期、周圍環(huán)境等，具有一定的特殊性。同時(shí)，綠色改造對(duì)材料的質(zhì)量、性能、環(huán)保、成本都將提出新的要求，這就需要針對(duì)其改造特點(diǎn)，選用并重點(diǎn)研發(fā)具有相應(yīng)性能及功能的綠色建筑材料。

本文將以建筑砂漿機(jī)械化施工技術(shù)在既有建筑改造中的應(yīng)用實(shí)例為前提，分析其綜合效益。同時(shí)，對(duì)制約機(jī)噴技術(shù)的3大因素（產(chǎn)品研發(fā)、機(jī)噴設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)）展開討論，分析國(guó)內(nèi)建筑砂漿機(jī)噴技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 機(jī)噴砂漿在既有建筑改造中的應(yīng)用案例分析

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目名為“蘇州市建設(shè)局辦公大樓綠色化改造工程”。蘇州市建設(shè)局辦公大樓于2 0世紀(jì)8 0年代建成，大樓采用磚混結(jié)構(gòu)。墻體為燒結(jié)普通實(shí)心磚，使用混合砂漿砌筑，3 c m粉刷層，1∶3水泥砂漿粉刷，外涂水泥彈涂及外墻涂料飾面，單層玻璃鋁合金窗戶。施工現(xiàn)場(chǎng)位于干將路樂橋堍，緊臨地鐵1號(hào)線施工工地，施工場(chǎng)地作業(yè)面非常狹小。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，需鑿除外墻原飾面，重新粉刷新的抹灰層，再進(jìn)行外保溫施工。其施工場(chǎng)地小，施工工期緊張。該工程的抹灰施工使用建筑砂漿機(jī)械化噴涂。

1.2 施工分析

本工程外墻抹灰使用南京天印科技公司研制的砂漿泵進(jìn)行機(jī)械噴涂作業(yè)。施工期間，對(duì)施工機(jī)械的使用、機(jī)噴砂漿的貯存設(shè)施和物流運(yùn)輸進(jìn)行了細(xì)致合理的安排。本次施工數(shù)據(jù)顯示：以每天工作8 h計(jì)算，一臺(tái)機(jī)噴設(shè)備可施工9 0 m2/h，則每天每臺(tái)機(jī)噴設(shè)備可完成抹灰面積7 2 0 m2。5人配合使用一臺(tái)機(jī)噴設(shè)備，其中1人負(fù)責(zé)噴涂，其他人負(fù)責(zé)抹面找平，則每人每天可完成抹灰工程1 4 4 m2。若按照手工抹灰計(jì)算，則每人每天施工的面積數(shù)僅為4 0 m2。因此，建筑砂漿機(jī)械噴涂施工效率大約是手工抹灰的3.5倍，極大加快了施工進(jìn)度。改造工程通過使用機(jī)械噴涂抹灰施工，大大提高了施工質(zhì)量，在克服作業(yè)面狹小局限的同時(shí)，保證工期目標(biāo)順利完成。

1.3 經(jīng)濟(jì)對(duì)比

普通抹灰干粉砂漿與機(jī)噴砂漿原材料存在差異，材料成本組成見表1、2，所有材料單價(jià)以工程施工時(shí)購入價(jià)格計(jì)。

對(duì)比表1、2可知，采用機(jī)噴砂漿的材料成本要高出普通干粉砂漿約2 0%，其主要原因是為防止材料在輸送過程產(chǎn)生泌漿，確保砂漿材料的和易性，避免發(fā)生堵管等事故而增加水泥用量及使用保水增稠材料“纖維素醚”。

1.4 環(huán)保分析

（1）3 0 t砂漿的手工施工占地面積約1 5 m2（不含水泥及黃堆場(chǎng)）；而干混砂漿儲(chǔ)料罐與噴漿機(jī)配套僅需占地5 m2，降低了占地面積。

（2）手工施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)砂漿攪拌產(chǎn)生的噪聲在8 0 d B以上；而機(jī)械化施工可以控制在6 5 d B左右，且聲音主要在砂漿機(jī)械噴射時(shí)產(chǎn)生，有效降低了噪聲。

（3）手工施工產(chǎn)生大量粉塵，長(zhǎng)期在這樣環(huán)境下工作，工人易得矽肺??；而機(jī)械化施工可保證各個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)到無塵施工，防止矽肺病。

（4）現(xiàn)場(chǎng)攪拌施工用的是袋裝水泥，易產(chǎn)生粉塵，污染水源及環(huán)境，同時(shí)浪費(fèi)資源；而噴漿機(jī)使用干混砂漿，砂漿質(zhì)量得到保證，避免了返工與返修，節(jié)約能源降低損耗，減少了污染排放。

表1 D P 5干粉砂漿材料成本組成表

表2 機(jī)噴砂漿材料成本組成表

2 機(jī)噴砂漿材料

2.1 機(jī)噴砂漿添加劑

機(jī)械噴涂對(duì)砂漿的保水性、黏結(jié)強(qiáng)度、硬化強(qiáng)度和流變性能有較高要求，合理地選用添加劑對(duì)配置適合機(jī)械噴涂的砂漿尤為重要。機(jī)噴砂漿的添加劑通常由保水劑和泵送劑組成。機(jī)噴砂漿中主要以纖維素醚作為保水劑，這是一種以天然纖維素為原料，經(jīng)過化學(xué)改性的合成型高分子聚合物。纖維素醚不僅有良好的保水性能，可以減少砂漿的離析和泌水，還具有一定的抗流掛性能，保證了砂漿的施工厚度。泵送劑主要由減水劑和引氣劑組成，主要作用是在砂漿拌和時(shí)產(chǎn)生氣泡，減少集料在泵送中的摩擦力，提高泵送性能。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)考慮施工條件、天氣條件、機(jī)噴設(shè)備等選擇經(jīng)濟(jì)合理的添加劑，保證施工性及抹灰層的施工質(zhì)量。

2.2 機(jī)噴砂漿集料粒徑選擇

在機(jī)噴砂漿集料粒徑的選擇上，必須滿足砂漿的泵送性能及施工性能。參照《建設(shè)用砂》（GBT14684—2011）的相關(guān)規(guī)定，將機(jī)噴砂漿集料粒徑分為4.75mm、2.36mm、1.18mm三檔[1]。實(shí)踐表明，在機(jī)噴施工過程中，選擇4.75mm或2.36mm粒徑集料配置的砂漿，能有效降低堵管現(xiàn)象，使砂漿擁有較好的泵送性能。國(guó)外機(jī)噴砂漿為達(dá)到更好的施工性能，普遍使用粒徑較小的集料。但根據(jù)我國(guó)相關(guān)研究[2]，“雖然集料粒徑降低可使砂漿操作手感更好也更為細(xì)膩，但砂漿的用水量明顯增加，從而使抗壓強(qiáng)度降低、出現(xiàn)干燥收縮增大及泌水現(xiàn)象。此外，砂漿拉伸黏結(jié)強(qiáng)度受集料粒徑影響也較大，集料最大粒徑為1.1 8 mm時(shí)，拉伸黏結(jié)強(qiáng)度降低明顯，低于0.15MPa，不能達(dá)到《預(yù)拌砂漿》（GB/T25181—2010）標(biāo)準(zhǔn)要求。因此得到結(jié)論，機(jī)噴砂漿中不宜全部使用1.2 5 mm以下河砂”。

3 機(jī)噴設(shè)備

砂漿噴漿機(jī)按內(nèi)部構(gòu)造形式可分為柱塞式（柱塞泵）及螺桿式（螺桿泵）兩種。目前，國(guó)內(nèi)外廠商所生產(chǎn)的機(jī)噴設(shè)備主要為螺桿式噴漿機(jī)，兩者優(yōu)缺點(diǎn)見表3。

進(jìn)口噴漿機(jī)在我國(guó)使用廣泛，其中德國(guó)、意大利的產(chǎn)品更是占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)。近些年，隨著機(jī)噴砂漿的發(fā)展，市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)噴漿設(shè)備所占份額亦逐漸增大。進(jìn)口噴漿機(jī)與我國(guó)的建筑砂漿存在不匹配的情況，主要原因是我國(guó)建筑砂漿與國(guó)外砂漿在原材料特性和施工性能上存在較大差異。借此契機(jī)，我國(guó)的噴漿設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)加大研發(fā)力度，改進(jìn)噴漿設(shè)備以適配國(guó)內(nèi)砂漿，從而提高國(guó)產(chǎn)噴漿設(shè)備在市場(chǎng)上的占有率；同時(shí)，也促使機(jī)噴砂漿施工在國(guó)內(nèi)更加迅速的普及。

3.1 砂漿噴涂機(jī)組成

砂漿噴涂機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)子總成、風(fēng)路系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。

（1）驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、擺線針減速機(jī)組成。其中，擺線針輪減速機(jī)是一種應(yīng)用行星式傳動(dòng)原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動(dòng)裝置。

（2）轉(zhuǎn)子總成中的轉(zhuǎn)子通長(zhǎng)采用不黏結(jié)材料，定子采用特殊橡膠材料制成。

（3）風(fēng)路系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)出高壓風(fēng)壓，經(jīng)過安全閥、限壓閥，到達(dá)噴槍。

（4）噴射系統(tǒng)由輸料軟管和噴槍構(gòu)成。其中，輸料軟管宜選用耐磨漿管；砂漿管、氣管、氣閥固定在噴槍上。

（5）電氣控制系統(tǒng)由漏電空氣自動(dòng)開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器和啟動(dòng)、停止按鈕組成。

3.2 工作原理

噴涂機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理為：物料由配送攪拌機(jī)卸口經(jīng)過震動(dòng)篩網(wǎng)至噴涂機(jī)料斗中，由螺旋送料錕送給高壓室，再由高壓轉(zhuǎn)子、高壓定子旋轉(zhuǎn)形成高壓，將砂漿通過高壓輸送管送至噴槍里，再由噴槍內(nèi)另一股高壓風(fēng)，將砂漿加速噴射出去。

4 機(jī)噴施工技術(shù)

4.1 施工工藝

4.1.1 機(jī)噴施工步驟

施工步驟為：施工準(zhǔn)備→砂漿制備→砂漿泵送→砂漿噴涂→人工處理→養(yǎng)護(hù)。

4.1.2 施工準(zhǔn)備

表3 柱塞泵和螺桿泵優(yōu)缺點(diǎn)

（1）設(shè)備安裝：依據(jù)原材料及砂漿運(yùn)輸距離，選擇合適的安裝地點(diǎn)，減少設(shè)備移動(dòng)次數(shù)。

（2）基層處理：基層表面去除浮灰、污垢，必要時(shí)進(jìn)行清洗。根據(jù)基層材料特性，對(duì)基層進(jìn)行潤(rùn)濕處理。

4.1.3 砂漿制備

機(jī)噴砂漿宜采用預(yù)拌砂漿，砂漿拌合物的性能指標(biāo)應(yīng)符合表4要求。

4.1.4 砂漿泵送

砂漿泵送前，應(yīng)對(duì)泵送設(shè)施進(jìn)行檢查，并對(duì)輸漿管道預(yù)先潤(rùn)滑。泵送過程中如中斷，且間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則必須進(jìn)行間歇性泵送，防止?jié){液凝結(jié)，導(dǎo)致堵管。

4.1.5 砂漿噴涂

砂漿噴涂應(yīng)按序進(jìn)行噴涂，避免無序噴涂使砂漿產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象。根據(jù)機(jī)噴砂漿材料特性，選擇適宜的噴涂厚度；若超過噴涂厚度，應(yīng)分層施工。

4.1.6 人工處理

砂漿噴涂后，使用刮板在水平及垂直方向進(jìn)行人工找平。表面人工壓光應(yīng)在砂漿終凝前進(jìn)行。對(duì)于噴涂產(chǎn)生的落灰，應(yīng)及時(shí)處理。

4.1.7 養(yǎng)護(hù)

砂漿凝結(jié)后，應(yīng)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，并養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。

4.2 機(jī)噴工作方式

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，目前國(guó)外最常見的兩種機(jī)噴施工作業(yè)方式，一種是氣力輸送設(shè)備直接連接儲(chǔ)料罐，把儲(chǔ)料罐內(nèi)的干粉料輸送到高處（或者遠(yuǎn)處），加水?dāng)嚢韬蠼?jīng)噴漿機(jī)噴涂至墻面；另一種是袋裝砂漿由氣力輸送設(shè)備輸送到高處（或者遠(yuǎn)處），加水?dāng)嚢韬蠼?jīng)噴漿機(jī)噴涂至墻面。我國(guó)也逐漸出現(xiàn)多種機(jī)噴工作方式供機(jī)噴施工選擇，如南京天印科技集團(tuán)開發(fā)的5種不同方式：噴漿機(jī)A（不帶攪拌）+噴漿機(jī)A（不帶攪拌）、氣力輸送+噴漿機(jī)B（帶攪拌）、氣力輸送+噴漿機(jī)C（新式噴漿機(jī)）、噴漿機(jī)D（在原噴漿機(jī)A基礎(chǔ)上加裝攪拌器）、噴漿機(jī)A+移動(dòng)式攪拌器+氣力輸送設(shè)備[2]。

總之，機(jī)噴施工方式的選擇，應(yīng)考慮工程施工條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可采用一種或者多種方式組合，以滿足機(jī)噴砂漿的施工要求。

表4 機(jī)械噴涂抹灰砂漿技術(shù)要求[3]

5 結(jié)語

機(jī)械化噴涂施工在既有建筑改造中技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具有作業(yè)面積小、施工效率高、成品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，基本滿足既有建筑改造中對(duì)質(zhì)量、空間、進(jìn)度與環(huán)保等特殊要求，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

對(duì)于我國(guó)機(jī)噴砂漿技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)加大相關(guān)技術(shù)的研究，注重材料性能的改進(jìn)和施工方式的更新，并依據(jù)國(guó)內(nèi)砂漿特性，研究開發(fā)出與國(guó)內(nèi)砂漿相匹配的機(jī)噴砂漿設(shè)備。隨著機(jī)械化噴涂技術(shù)、材料、設(shè)備不斷發(fā)展成熟，相信在不久的將來，機(jī)械化噴涂施工會(huì)超越傳統(tǒng)手工抹灰，成為主要的抹灰施工方式。

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