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湿拌砂浆的研究与应用进展

发布时间:2016-11-21 15:19:29 浏览次数:0

      从20世纪80年代开始,我国对预拌砂浆就进行了研究;到20世纪90年代末,国内出现了一些具有一定规模的预拌砂浆企业。自2007年商务部、建设部等部门联合颁布《关于在部分城市限制禁止现场搅拌工作的通知》后,部分城市陆续开展了“禁现”活动。在政策的推动下,预拌砂浆在中国的市场上有了很大的发展。

    1 湿拌砂浆的试验研究

    湿拌砂浆是由水泥、细集料、外加剂和水以及根据性能确定的各种组分,按一定比例,在搅拌站经计量、拌制后,采用搅拌运输车运至使用地点,放入专用容器储存,并在规定时间内使用完毕的湿拌拌合物。

    1.1原材料的研究

    1) 水泥的影响。水泥作为砂浆中的主要胶结材料,其细度对砂浆强度、弹性模量、干缩等有重要的影响。实验结果表明[1]水泥细度对砂浆的早期强度和弹性模量影响较大。砂浆的弹性模量随着水泥细度的增加呈正比例发展。

    2) 粉煤灰的影响。在湿拌砂浆中通常会掺加一些矿物掺合料来替代部分水泥,比较常见的是用粉煤灰来代替部分水泥,由于粉煤灰的形态效应,可以有效地减少用水量,增大砂浆的流动性能;由于二次水化作用,还能够提高砂浆的密实度、降低孔隙率,从而有效地提高后期强度。

    3) 砂子的影响。砂子的种类是影响砂浆质量的一个重要因素。采用天然砂的砂浆保水性比较好,但是强度相对较低。采用机制砂时能够达到相对比较大的强度,但是保水性不好。实验发现不同粒径按一定比例混合而成的砂浆,在水泥用量一定的情况下,堆积密度越大的砂子拌合成的砂浆表观密度越大,并且其抗氯离子渗透能力和抗碳化能力等都优于天然砂、粗砂和细砂[2]。

    4) 石粉的影响。石粉是生产机制砂过程中的产物,大量的石粉堆放不仅会造成资源的浪费而且会对环境造成一定的污染。石粉在砂浆中作为一种惰性材料起微集料填充的作用,研究发现,在砂浆中掺入适量石粉不仅能够提高砂浆的密实度,而且能够降低砂浆中有害孔的数量和用水量。随着石粉掺量的增加,砂浆的抗压强度和抗折强度都呈先增大后减小的趋势[3]。

    5) 纤维素醚的影响。在砂浆中常用的一种添加剂是纤维素醚,属于一种聚合物外加剂,具有保水、增稠、缓凝、引气、提高粘结强度等作用。一般情况下,随着纤维素醚掺量的增加,砂浆的开放时间就变长。在一定范围内,掺量越大或者是纤维素醚的分子量越大,那么砂浆的保水性就越好。

    6) 缓凝剂的影响。湿拌砂浆为了获得良好的工作性往往在其中加入缓凝剂。缓凝剂在砂浆中能够起到减水、缓凝、引气等作用。研究发现加入缓凝剂后,砂浆的稠度增大,凝结时间变长。早期强度有所降低。

    1.2 裂缝及成本的研究

    1) 裂缝的研究。一般砂浆出现塑性裂缝的根本原因是砂浆表面的水分蒸发。当降低胶砂比和水灰比后或加入聚丙烯纤维后,都可以使砂浆水分蒸发速度和蒸发量减小,前者塑性裂缝出现的时间比较早,后者较晚。有研究还发现当砂浆表面水分蒸发速度小于0.7kg/(m2·h)时[4],砂浆不会产生塑性收缩裂缝。

    2) 成本的研究。研究发现,湿拌砂浆的综合成本与运输距离有关。一般在10 km 以内输送时,每立方米湿拌砂浆的综合成本与自拌砂浆的成本相当( 每立方米干混砂浆的综合成本要远远高于自拌砂浆和湿拌浆) 。但是随着运输距离的增长,湿拌砂浆的综合成本也增加,当运输距离为70km时[5],每立方米湿拌砂浆的综合成本同干混砂浆的综合成本相当,比自拌砂浆的成本要高出60元/m3。

    2 湿拌砂浆的工程应用

    广州、深圳、浙江等地是应用湿拌砂浆比较早的省市,在2014年上半年全国已经有17个省生产了湿拌砂浆,产量为179.06万m3,比上一年同期增加了31.33万m3。

    2.1 湿拌砂浆的优点及缺点

    同干混砂浆相比,湿拌砂浆只需要在原混凝土的生产线上进行生产,没必要购买专门的设备。砂浆的粉料可以放在同混凝土粉料相同的存储罐里,采用相同的计量设备。但是在细骨料的皮带输送中间需加入振动筛,过滤大粒径砂,以免发生堵管的现象。外加剂最好不要共用一个计量秤,以免残留物混在一起,使得产品质量不稳定。整个生产过程全程GPS监控,能够实现统一管理[6]。湿拌砂浆不需要像干混砂浆对原材料先进行烘干处理、然后再加水搅拌这种浪费能源的操作。湿拌砂浆对原材料的含水率没要求,它本身就是含水的拌合物。一般湿拌砂浆最长的存放时间不超过24 h,且湿拌砂浆的种类比较少,不适用于生产粘度比较大的砂浆,常见的湿拌砂浆常用于砌筑和抹灰[7]。

    与现场搅拌砂浆相比,湿拌砂浆提出了“开放时间”[8]的概念。开放时间指的是砂浆在拌合后能在一定时间内保持其初始工作性的能力,包括生产过程、运输过程、工地存放、二次运输和抹灰过程。一般湿拌砂浆的开放时间要达到12h以上。从经济角度讲,为了实现利益最大化,根据施工方第二天需要的类型、强度和用量,搅拌站可以在白天生产混凝土,晚上生产砂浆,在第二天凌晨将客户定制的湿拌砂浆送到施工现场储存池中,这样可有效的避免机械设备在晚上的空置,以获取一定的经济收入。

    2.2 工程进展

    绝大多数的工地上采用人工界面拉毛的方式,由于人工的随意性、界面剂的良莠不齐、工期的要求等,通常会出现漏拉毛的现象。在一些地区已经出现采用空压机和喷枪进行喷毛的方式[9],此种喷毛方式轻松省力,比人工喷毛方式有了很大的改进。喷点均匀粗糙,粘结力较强,可免养护,能够有效地缓减砂浆在硬化过程中的收缩应力。

    在混凝土与砂浆接触的过程中,通常很容易出现混凝土和砂浆在硬化过程中由于收缩应力不一致而产生收缩应力,在某一点处由于应力集中而出现空鼓现象,并会扩散到周围从而出现大面积空鼓。当加入界面剂后,它不仅可以增强砂浆和剪力墙之间直接的粘结力,而且还可以增大砂浆与剪力墙之间的接触面积,可以有效避免应力集中和空鼓现象的出现。

    当剪力墙和砖墙同时施工时,由于剪力墙与砖墙相比收水延迟时间更长[10],需要先进行剪力墙抹灰,再进行砖墙抹灰,这样就不会导致二次抹灰时工人耽误太多时间。湿拌抹灰砂浆在施工时需要分层抹灰上墙,一定要等底层砂浆完全干透后再上第二层,不然会造成砂浆在硬化前滑落甚至整个墙面坍塌的现象。

    湿拌砂浆由于开放时间比较长,往往在硬化之前就会有少部分的水散发掉,导致早期强度比较低。在砂浆硬化后,可以通过湿养护以帮助砂浆进一步水化,增加强度和粘结力。一般砂浆硬化后需洒水湿养护,养护时间不少于7d。

    3 不足之处

    湿拌砂浆的应用首先为国家推广散装水泥做出了一定的贡献,相对干混砂浆和现场拌合的砂浆来说产生的粉尘污染较少,是一种新型的绿色建筑材料,符合我国“节能减排、走可持续发展之路”的口号。但是湿拌砂浆在应用中仍存在如下一些问题:

    1) 湿拌砂浆的市场依旧比较小,这需要政府加大政策打击力度,杜绝现拌砂浆的应用。
    2) 湿拌砂浆替代现拌砂浆后,材料质量责任负责单位由工班转给了砂浆厂,其材料质量与成品之间的责任关系应该真正归谁还没有达成共识[11]。
    3) 湿拌砂浆没有具体的能够解决空鼓、开裂、渗漏这三大问题的方法。
    4) 湿拌砂浆不能生产粘度较大的砂浆。
    5) 湿拌砂浆的存储需要一定的占地空间,对于施工场地面积较小的工程不太适用。
    6) 与混凝土共线生产的湿拌砂浆中不能避免掺杂石子,导致施工单位因此对砂浆单位进行投诉。

参考文献:
[1] 周世华,杨华全,董芸,等. 水泥细度对砂浆体积稳定性的影响[J]. 水利水电技术,2008(6) : 25.
[2] 兰凤,邢志红,季广军,等. 砂的颗粒组成对砂浆性能影响的试验研究[J]. 混凝土,2012(36) : 17.
[3] 印志松,周扬铭,孙登成. 石灰石粉对砂浆微观机构和力学性能的影响[J]. 水泥工程,2009(86) : 271-273.
[4] 刘丽芳,王培铭,杨晓杰. 砂浆配比对水分蒸发和塑性收缩裂缝的影响[J]. 建筑材料学报,2006(70) : 88.
[5] 谢昊. 湿拌砂浆的生产与应用[D]. 广州: 广州大学,2014.
[6] 乐晓鹏. 混凝土搅拌站产业升级的机遇———湿拌砂浆[J].广州建材,2013(11) : 46-47.
[7] 李从波,陈均侨,周常林,等. 浅谈湿拌砂浆的发展之路[J].广东建材,2013(20) : 97-99.
[8] 叶勇,刘永道,李武江. 混凝土搅拌站湿拌砂浆生产及施工质量控制要点[J]. 四川建材,2015(6) : 15-17.
[9] 陈均侨,蒋金明. 湿拌砂浆产业化发展方式及应用探索[J].商品混凝土,2014(86) : 10-11.
[10] 邬锦斌,林汉池. 湿拌砂浆的配置与应用[J]. 商品混凝土,2015(8) : 22.
[11] 陈均侨,蒋金明,石柱铭,等. 预拌砂浆产业化新途径的探索[J]. 广东建材,2013(30) : 7-12.


原创:张志平,章银祥等 砼话

 

 

编辑:江苏省散装水泥发展中心

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