濕拌砂漿抹面工程質(zhì)量控制

侯旭林，吳洲，周華新，沙建芳，劉建忠

（高性能土木工程材料國家重點實驗室，江蘇蘇博特新材料股份有限公司，江蘇 南京 211103）

0 引言

濕拌砂漿是指由水泥、砂、保水增稠材料、粉煤灰或其它礦物摻合料和外加劑、水等按一定比例在集中攪拌站（廠）經(jīng)計量、拌制后，用攪拌運輸車運至使用地點，放入密封容器儲存，并在規(guī)定時間內(nèi)需使用完畢的砂漿拌合物。濕拌砂漿不同于傳統(tǒng)現(xiàn)場自拌砂漿的操作方式，實現(xiàn)了生產(chǎn)工業(yè)化。不僅使產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障，增強產(chǎn)品的穩(wěn)定性，提高建設(shè)工程質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代化施工的要求，而且還減少環(huán)境污染，降低勞動強度，提高施工效率，對建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要的意義。推廣使用濕拌砂漿是建筑業(yè)的一項技術(shù)革命，而濕拌砂漿工程質(zhì)量控制，尤其是在應(yīng)用廣泛的抹面工程中的質(zhì)量控制，是推動濕拌砂漿發(fā)展和擴(kuò)大應(yīng)用的重要舉措。

1 濕拌砂漿抹面工程應(yīng)用現(xiàn)狀

濕拌砂漿由攪拌站集中拌制，使用攪拌運輸車運送到現(xiàn)場使用，與傳統(tǒng)干混砂漿相比，具有施工性能好、環(huán)保、價格低等優(yōu)勢，可替代干混砂漿推廣應(yīng)用于抹面、砌筑、地坪、防水等領(lǐng)域，其中在抹面工程中用量最大。目前，濕拌砂漿在抹面工程應(yīng)用中常出現(xiàn)開裂、空鼓等問題，影響建筑工程的質(zhì)量。濕拌砂漿的緩凝劑摻量較高，在水分充足時砂漿凝結(jié)時間較長，為加快抹面砂漿的收水速度，通常會降低砂漿的保水率，通過加速水分蒸發(fā)的方法使砂漿上墻后快速凝結(jié)。這種方法雖然可以解決砂漿存放與使用的矛盾，但如果控制不當(dāng)，會引起砂漿下墜、開裂等病害。尤其是在抹面工程中，由于應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，且大面積薄層施工，抹面工程的質(zhì)量控制難度較高[1]，而混凝土剪力墻表面光滑，吸水率低，彈性模量與砂漿差別較大，出現(xiàn)空鼓、開裂、爆點、下墜等質(zhì)量問題的概率較高。為控制混凝土剪力墻抹面工程的質(zhì)量，降低各種病害出現(xiàn)的概率，需要全過程嚴(yán)格控制抹面工程的質(zhì)量。

2 濕拌砂漿抹面工程質(zhì)量影響因素

2.1 材料特性

原材料特性決定濕拌砂漿的質(zhì)量，其中砂的粒徑分布、含泥量、保水材料和摻合料特性對濕拌砂漿質(zhì)量影響較大。砂的細(xì)度模數(shù)對濕拌砂漿保水率、強度和收縮率都有顯著影響。卵石機制砂和天然河砂復(fù)配使用時，機制砂細(xì)度模數(shù)在2.4～2.5，天然河砂細(xì)度模數(shù)在0.8～1.1范圍為宜。相同細(xì)度模數(shù)的混合砂抹灰砂漿比河砂抹灰砂漿施工性更好，強度更高。單獨使用細(xì)度模數(shù)低于1.6的細(xì)河砂時，砂漿分層度小，但是28 d強度低，且收縮率高于0.2%，不符合GB/T 25181—2010《預(yù)拌砂漿》的要求[2]。

砂的品質(zhì)不良另一方面體現(xiàn)在砂中含泥（粉）量高，如果泥塊未完全分散，則水泥硬化后，泥塊吸水膨脹會出現(xiàn)爆點等質(zhì)量問題，圖1為泥塊后期吸水膨脹引起的爆點；若泥塊均勻分散，會提高砂漿的需水量，提高保水率，降低強度，增大收縮率[3]，造成抹面砂漿由于凝結(jié)時間過長而導(dǎo)致下墜開裂。

圖1 泥塊引起的局部爆點

濕拌砂漿制備過程中通常要加入保水組分。水分蒸發(fā)加速試驗表明，不摻保水材料的普通水泥砂漿4 h收縮率高達(dá)1.16%，這種砂漿的開裂風(fēng)險很大[4]。砂漿的保水率不足，難以阻止砂漿中水分的自由流動，界面處水泥水化不充分造成空鼓[5]。保水率過低時砂漿的空鼓開裂風(fēng)險較大，但是濕拌砂漿的保水率并不是越高越好。一般濕拌砂漿的可操作時間達(dá)到24 h左右，在水分充足時，砂漿的凝結(jié)時間會達(dá)到36 h以上，若砂漿保水率過高，上墻后砂漿會長時間不凝結(jié)，加大砂漿下墜開裂的風(fēng)險。

濕拌砂漿中的礦物摻合料有粉煤灰、礦渣等，在一些石粉資源較豐富的地區(qū)也可使用石粉作為惰性摻合料。礦渣會增大砂漿收縮率，增大開裂風(fēng)險，一般很少使用[6]。粉煤灰是常用的礦物摻合料，但是低品質(zhì)粉煤灰對砂漿外加劑的影響較大，使用低品質(zhì)粉煤灰配制的濕拌砂漿稠度損失較大，一般開放時間不足6 h，實際施工時為繼續(xù)使用超過開放時間的砂漿，工人往往會二次加水?dāng)嚢?，這會大大降低砂漿的強度，造成砂漿上墻后表面粉化等問題。另外低品質(zhì)粉煤灰配制的砂漿保水率均較低，砂漿上墻后水分蒸發(fā)過快，會出現(xiàn)局部龜裂等質(zhì)量問題。此外，低品質(zhì)粉煤灰配制的砂漿粘結(jié)強度也較低，有研究表明[7]，低品質(zhì)粉煤灰取代40%水泥時，砂漿的粘結(jié)強度降低30%，空鼓風(fēng)險大大增加。在重慶等石粉資源豐富地區(qū)，一般使用石粉作為礦物摻合料配制濕拌砂漿，石粉可以提高砂漿的保水率，有效防止泌水。但是石粉摻量過高，特別是達(dá)到50%時，保水率提高幅度較大，此時砂漿上墻后凝結(jié)時間較長，會出現(xiàn)下墜開裂等問題；同時砂漿強度只有基準(zhǔn)組的40%，硬化后表面粉化現(xiàn)象也比較嚴(yán)重[8]。

石粉[8]、礦渣[9]和粉煤灰[10]對濕拌砂漿收縮率的影響如圖2所示。

圖2 石粉、礦渣和粉煤灰對濕拌砂漿收縮率的影響

對比圖2可知，粉煤灰可降低濕拌砂漿的收縮率，而且摻量越高對砂漿收縮的補償作用越大。礦渣和石粉均會增大砂漿收縮率，采用石粉制備濕拌砂漿時摻量不可過高，否則將加大濕拌砂漿抹面后的收縮開裂風(fēng)險。粉煤灰對濕拌砂漿保水、強度發(fā)展和收縮性能具有良好的改善作用，是制備濕拌砂漿首選的摻合料組分[8-10]。礦渣和石粉在一些地區(qū)已被用于濕拌砂漿的生產(chǎn)，但需要注意控制其摻量不能過高。

減水劑是濕拌砂漿的重要組分，醚類聚羧酸減水劑比萘系減水劑稠度經(jīng)時損失率小、保水率好，更適合作為濕拌砂漿的減水劑。研究表明，醚類聚羧酸減水劑摻量為10 kg/m3時，砂漿的穩(wěn)定性最好，砂漿的各項指標(biāo)都能達(dá)到JGJ/T 223—2010《預(yù)拌砂漿應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的要求[11]。

此外，原材料配合比也影響濕拌砂漿抹面工程的質(zhì)量。硅酸鹽水泥水化均會產(chǎn)生收縮，在膠砂比、濕度、環(huán)境溫度對砂漿抗裂指數(shù)影響的三元本征結(jié)構(gòu)方程中，膠砂比對抗裂指數(shù)的線性影響最為顯著，膠砂比過大，砂漿開裂的風(fēng)險也較大[12]。

2.2 界面條件

濕拌砂漿的保水率一般在88%～90%，對于吸水率較低、表面較光滑的混凝土剪力墻，這種砂漿保水率偏低，若墻面不進(jìn)行界面處理，砂漿后期出現(xiàn)空鼓的概率比較高。圖3為某建筑剪力墻面未進(jìn)行界面處理而引起的抹面砂漿大面積空鼓脫落的現(xiàn)象。

圖3 未處理的剪力墻面空鼓脫落

界面處理在實際工程中多采用人工界面拉毛的方式。由于人工操作的隨意性，界面會存在良莠不齊和漏拉毛的現(xiàn)象?？諌簷C和噴槍進(jìn)行噴毛的界面處理方式在一些地區(qū)已被采用，機械噴毛方式輕松省力，噴點均勻粗糙，粘結(jié)力較強，可免養(yǎng)護(hù)，能夠有效地緩減砂漿在硬化過程中的收縮應(yīng)力。

界面劑可以增大抹面砂漿與墻面之間的粘結(jié)力，對抹面砂漿起到錨固作用，也可以有效避免應(yīng)力集中和空鼓現(xiàn)象的出現(xiàn)。目前常用的界面劑是水泥凈漿，或摻部分建筑膠水的水泥砂漿，一般為工地現(xiàn)場配制，加水比較隨意，界面劑強度很難保證，界面劑強度過低時，抹面砂漿一般從界面劑內(nèi)部斷裂[1]，圖4為界面劑強度過低引起的砂漿剝落。

圖4 界面劑強度過低引起的砂漿剝落

2.3 養(yǎng)護(hù)條件

砂漿的粘結(jié)強度隨養(yǎng)護(hù)濕度的降低而大幅降低，若養(yǎng)護(hù)不充分，砂漿的粘結(jié)強度只有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下的30%，含水量也僅僅是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下的25%[11]，如表1、表2所示。干燥養(yǎng)護(hù)環(huán)境下，保水劑纖維素醚（HPMC）摻量的增加并不能有效提高砂漿含水率和粘結(jié)強度。養(yǎng)護(hù)方式也顯著影響濕拌砂漿力學(xué)性能的發(fā)展，有研究表明[11]，相比于普通室內(nèi)環(huán)境養(yǎng)護(hù)28 d，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)21 d后置于室內(nèi)養(yǎng)護(hù)7 d的養(yǎng)護(hù)方式更有利于濕拌砂漿抗壓強度的提高。施工過程中應(yīng)及時做好養(yǎng)護(hù)措施以保證其施工質(zhì)量，砂漿早期失水過快會加大龜裂的風(fēng)險，且粘結(jié)強度過低，砂漿后期空鼓剝落風(fēng)險也大大增加。

表1 養(yǎng)護(hù)方式對砂漿含水率的影響

表2 養(yǎng)護(hù)方式對砂漿粘結(jié)強度的影響

3 濕拌砂漿抹面工程質(zhì)量控制

濕拌砂漿由專業(yè)廠家生產(chǎn)，其配合比已經(jīng)固定，生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制也比較嚴(yán)格，但到現(xiàn)場后，部分工地管理水平落后，存在砂漿池積水較多、超過可操作時間而繼續(xù)加水使用等問題，這會嚴(yán)重降低濕拌砂漿的強度[12]。另外，施工前墻面未清潔、過于干燥或者過于潮濕均會大大降低砂漿的粘結(jié)強度，增大后期大面積空鼓剝落的風(fēng)險。JGJ/T 223—2010對抹面砂漿的施工步驟及方法有著嚴(yán)格的規(guī)定，目前大部分施工很難嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行，存在一次抹面厚度過大、未能分層施工、或者面層砂漿施工前底層砂漿未硬化等問題。這些問題均增大砂漿在塑性階段下墜開裂風(fēng)險，硬化后砂漿空鼓剝落的風(fēng)險也較大。除此之外，濕拌砂漿抹面后存在養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，養(yǎng)護(hù)齡期不足等情況，影響砂漿的性能發(fā)展和抹面質(zhì)量。針對以上實際工程問題，提出濕拌砂漿在抹面工程中的生產(chǎn)質(zhì)量、施工和養(yǎng)護(hù)控制要點，促進(jìn)濕拌砂漿抹面工程的規(guī)范化發(fā)展。

3.1 生產(chǎn)質(zhì)量控制

濕拌砂漿抹面工程生產(chǎn)質(zhì)量控制主要在于原材料質(zhì)量、砂漿保水率和膠凝材料用量控制，具體的生產(chǎn)質(zhì)量控制要點如下：

（1）控制砂漿的保水率在88%以上，保水率低于88%的砂漿不得使用，保水率超過90%的砂漿應(yīng)適當(dāng)降低緩凝劑摻量，確保砂漿的可操作時間不超過12 h，確保砂漿上墻后快速硬化。

（2）普通濕拌砂漿中膠材總用量不超過400 kg/m3，在設(shè)計允許的條件下使用低強度等級砂漿抹面，膠材總用量超過400 kg/m3時，砂漿中需要摻加抗裂纖維[12]。

（3）濕拌砂漿用砂需要使用過5 mm以下且級配良好的中砂，若不能滿足要求，可采用互配的方式將砂細(xì)度模數(shù)調(diào)整到2.0～2.5。嚴(yán)格控制砂的含泥量，砂中不得存在泥塊。使用機制砂時，若石粉含量較高，應(yīng)適當(dāng)降低粉煤灰及穩(wěn)塑劑摻量。

（4）粉煤灰品質(zhì)波動較大時，應(yīng)加大砂漿保水率、稠度、密度等性能檢測頻率，若粉煤灰品質(zhì)較差，應(yīng)提高穩(wěn)塑劑摻量。使用石粉代替粉煤灰作為礦物摻合料時，應(yīng)降低穩(wěn)塑劑摻量。使用礦渣作為礦物摻合料時，應(yīng)檢測濕拌砂漿28 d收縮率，若收縮率超過0.2%時，應(yīng)降低礦渣摻量。

（5）濕拌砂漿減水劑選擇需要注意與水泥漿體的適應(yīng)性，聚羧酸類減水劑比萘系減水劑與濕拌砂漿具有更好的適應(yīng)性。在有較高摻量粉煤灰或礦渣等礦物摻合料時，需要注意調(diào)整減水劑的用量。

3.2 施工控制

混凝土剪力墻面施工前應(yīng)進(jìn)行界面處理，界面處理前應(yīng)保持墻面清潔，界面處理一般采用滾涂、噴涂界面劑的方法，并需確保界面劑分布均勻。界面劑可以采用市售型也可采用水泥加膠水自行配制，但必須保證界面劑有足夠的強度和粘結(jié)強度，界面劑的強度應(yīng)高于砂漿強度。

干燥墻面不能直接抹面，需提前2 d對混凝土剪力墻面進(jìn)行灑水預(yù)濕，砂漿上墻前應(yīng)保證墻面處于面干狀態(tài)，不得有明顯水跡，否則砂漿會出現(xiàn)流墜開裂現(xiàn)象。抹面厚度超過1 cm時，應(yīng)分層施工，每層抹面厚度不超過1 cm，且每層厚度從內(nèi)向外依次減小，待上一遍抹面砂漿硬化后方可進(jìn)行下一遍抹面，內(nèi)部砂漿表面應(yīng)搓毛以增加每層砂漿之間的粘結(jié)力。

濕拌砂漿運到現(xiàn)場后嚴(yán)禁繼續(xù)加水，砂漿池及其它堆放場所不能有積水。砂漿應(yīng)在可操作時間內(nèi)完成抹面施工，失去工作性的砂漿應(yīng)廢棄，不能通過加水?dāng)嚢枥^續(xù)施工。在混凝土剪力墻和砌體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變處應(yīng)掛網(wǎng)，防止由于收縮不均勻引起的沿剪力墻邊界開裂。

此外，機械噴涂濕拌抹灰砂漿在國內(nèi)已有一些關(guān)注和研究。相較于人工抹面，機械噴涂砂漿工作效率大幅度提升，且使噴涂墻面更加均勻。機械噴涂施工人均可達(dá)110～120 m2/d，而技術(shù)熟練的工人人均抹面只有40～60 m2/d[13]。機械噴涂濕拌砂漿施工存有廣闊的市場和發(fā)展空間，但是同時受目前落后的技術(shù)水平制約。

3.3 養(yǎng)護(hù)控制

養(yǎng)護(hù)是濕拌砂漿抹面工程最后也是重要的一道工序。由于區(qū)域差異、季節(jié)變化、人工操作以及養(yǎng)護(hù)時間持續(xù)性，使得實際濕拌砂漿抹面工程存在養(yǎng)護(hù)操作不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)濕度不達(dá)標(biāo)、養(yǎng)護(hù)齡期短等問題。根據(jù)濕拌砂漿抹面的實際工程情況，提出以下養(yǎng)護(hù)控制要點：

（1）砂漿終凝后墻面應(yīng)及時灑水養(yǎng)護(hù)，防止砂漿干燥速度過快引起的龜裂，砂漿硬化后的保濕養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于7 d，而且7 d以內(nèi)不能采用水沖的方法灑水，防止破壞抹面砂漿面層結(jié)構(gòu)。

（2）養(yǎng)護(hù)過程中注意做好抹面砂漿的表面防護(hù)，嚴(yán)禁水沖、撞擊、振動，在外墻、高層等風(fēng)速較快的地方應(yīng)做好表面覆蓋養(yǎng)護(hù)，防止砂漿表面水分蒸發(fā)速度過快。

（3）夏季施工時，高溫環(huán)境下砂漿表面水分蒸發(fā)速度加快，面層的灑水頻率應(yīng)適量加大，并做好保濕工作。

（4）冬季施工時，做好保溫處理，防止由于砂漿凝結(jié)時間過長引起的面層粉化。

4 結(jié)語

混凝土抹面工程是濕拌砂漿使用過程中質(zhì)量控制重點，若控制不嚴(yán)格將會出現(xiàn)空鼓、開裂等各種病害。在原材料、配合比、保水率等方面控制砂漿性能，可以有效降低砂漿的收縮率，提高粘結(jié)強度，合理控制上墻后的凝結(jié)時間；界面處理及施工過程中的規(guī)范化操作是抑制砂漿空鼓開裂的必要措施；及時的養(yǎng)護(hù)也是控制抹面質(zhì)量的一個重要措施。