欢迎访问山东方达康工业纤维素有限公司

诚信合作    共赢未来

Good faith cooperation and win-win future

 

机喷抹灰砂浆在中空混凝土隔墙体系中的应用研究

来源: | 作者:fangdakang | 发布时间: 2022-09-08 | 254 次浏览 | 分享到:

摘要:在当前生产效率意味着经济效益的时代,尤其是针对城市中商超、医院等大型建筑,高效快速地建成建筑是建筑企业占领市场的必备条件,因此装配式建筑成为满足经济社会发展需求的必要路径。随着建筑行业装配式技术的不断发展,轻钢龙骨体系隔墙因质量轻、抵御地震、隔音效果好、防火功能突出、整体强度高,且具备节能、经济、环保、节约空间等优势,在建筑室内隔墙中的应用越来越广泛。随着预拌砂浆行业的发展,人工成本的不断增加,机械设备的日趋智能化,预拌砂浆机械化施工技术越来越受到行业的关注。本文主要探讨机喷砂浆在中空混凝土隔墙体系中的应用。

1 引言

干混砂浆作为继预拌混凝土之后的又一新型绿色建筑材料,具有节约资源、保护环境、确保建筑工程质量、实现资源再利用等方面的优良性能。经过多年的实施,仍有一些施工企业采用传统方式进行现场搅拌砂浆,砂浆质量差,环境污染严重,造成资源浪费。究其根本原因就是现场搅拌砂浆成本低,使用预拌干混砂浆成本高,尤其是预拌干混抹灰砂浆,因此,如何在使用预拌干混抹灰砂浆的同时,降低施工综合成本是全面推广普及预拌干混砂浆的关键。同时探索机喷砂浆在中空混凝土隔墙体系中的应用。本项目通过技术创新研制出可以机械化施工的预拌干混抹灰砂浆。实现抹灰工程采用预拌干混抹灰砂浆机械化施工,通过提高施工效率,降低劳务成本,弥补使用预拌干混抹灰砂浆增加的材料成本,降低的劳务成本比增加的材料成本要多,从而降低施工综合成本。

主要创新点:

1.通过骨料优化技术、添加剂复配技术使普通干混抹灰砂浆实现机械化喷涂。研究骨料级配、粒径与砂浆喷涂机的适应性,确定骨料最佳级配、最大粒径和添加剂复配组成。

2.现利用粉煤灰替代部分水泥和骨料制备机喷干混抹灰砂浆,在满足砂浆机喷施工操作和抗压强度、粘结强度等基本性能不变的情况下实现资源的综合利用。

3.通过对机喷设备和泵送设备改良,大幅提高施工效率,实现长距离、高提升度的输送和较大颗粒配置的机喷干混抹灰砂浆实现喷涂,提高粗颗粒砂子利用率。

2 机喷砂浆优势分析

与传统的现场拌制砂浆相比,机喷砂浆引入了纤维素醚等一系列可优化砂浆性能的外加剂,使砂浆的和易性好,保水率高,长距离、大高度泵送后仍具有良好的工作性能。其最大优势在于施工效率高,成型后砂浆的质量好,由于喷涂时砂浆有较大的初始速度,因此与基体有较牢的抓附作用,可减少空鼓开裂。采用机喷砂浆工艺既可节省工期、提高质量,还可创造效益。

此外,机喷砂浆施工工艺的优势主要有以下几点:(1)砂浆强度高,密实度好,空鼓、裂缝少;(2)可解决人工短缺与熟练技工匮乏的难题,提高施工效率;(3)使用机械代替人工劳动,可降低劳动强度,提高工作效率;(4)使用砂浆输送设备直接将砂浆传送至工作面,环保、经济,大幅减少了环境污染。

3 砂浆技术问题

3.1界面处理的必要性

对于机喷砂浆,国标GB/T 25181《预拌砂浆》中要求的粘结强度并不高(要求M5砂浆不小于0.15MPaM5以上砂浆不小于0.2MPa,对于光滑的剪力墙面此粘结强度值不足以抵抗砂浆层干缩后的收缩应力,易造成空鼓的质量问题。所以做好前期的界面处理(主要是剪力墙面)显得尤为重要,且应选用满足GB/T 25181《预拌砂浆》标准中界面砂浆产品所规定的技术要求的专业厂家生产的界面处理材料(要求拉伸粘结强度不小于0.5MPa)。

3.2 对机喷砂浆的要求

机喷砂浆的技术指标除需满足标准GB/T 25181《预拌砂浆》要求外,为了泵送及喷涂施工的顺畅进行还需将稠度、表观密度、泌水率、分层度、保水率控制在合适范围内,具体如下:

1)稠度是表征砂浆干稀程度的指标。太干的砂浆不易泵送,不易粘墙。太稀的砂浆易分层离析,在墙面上也不易挂住浆,易造成砂浆流淌。机喷砂浆的适宜稠度在100110mm。若只是输送至楼层后人工抹灰,适宜稠度需做到90100mm,否则无法正常进行人工抹灰。

2)表观密度可间接表征出砂浆的含气量,当砂浆含气量过高时,远程泵送时易发生泵送无力的情况(砂浆中的气孔具有弹性,会削弱泵机的作用力),砂浆经多次挤压但出口砂浆无法正常出浆时会出现管道内局部砂浆分层的情况而易造成堵泵。对于远程泵送砂浆的表观密度控制在大于1900kg/m3时发生堵泵的概率较低,对于短程泵送(水平50m以内,垂直20m以内)砂浆的表观密度控制大于1850kg/m3时即可正常运作。

3)泌水率与分层度是表征机喷砂浆静置过程中保持其均质状态的能力,泌水率大的砂浆分层度也相应会大,易在泵送过程中产生离析而增大堵泵的风险。以分层度来表征需做到分层度值在510mm间较适合于泵送及喷涂施工(分层度过低也会产生一定的负作用,易造成砂浆上墙后干燥速度过慢,从而影响工人的正常刮平施工)。

4)保水率是表征砂浆保持内部水份不被外部环境吸走的能力,保水率好往往砂浆的泌水率小,同时砂浆也不易离析,但保水率太高会造成砂浆层(主要是厚层砂浆)出现表干里不干的情况,也会影响工人的刮平施工。最佳机喷砂浆保水率宜控制在90%95%。对于泵送至楼层再进行人工抹灰的砂浆,保水率还可适当控制低一些,以利于工人的刮平操作。

4 砂级配与机喷砂浆的研究

4.1 原材料

1)水泥:山水P·O42.5水泥,物理力学性能见表1

 

2)粉煤灰:Ⅱ级,主要技术性能见表2

 

3)石灰石粉:密度2823kg/m3,比表面积422m2/kg,主要化学成分见表3

 

4)砂:河砂A、河砂B,均水洗晾晒至饱和面干,排除含泥量的影响。河砂AB的细度模数分别为2.761.36,筛分试验结果见表4

 

5)水:自来水。

6)机喷抹灰砂浆专用外加剂:山东方达康工业纤维素有限公司,主要技术性能见表5

 

4.2 试验方法

机喷抹灰砂浆的稠度、分层度、保水性、凝结时间、抗压强度等均参照JGJ/T 702009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行测试。

1)研究砂级配对机喷抹灰砂浆的影响,根据河砂A和河砂B的颗粒级配配制出不同细度模数的砂浆用砂,混合砂的细度模数见表6

 

设计配制强度等级M10的机喷抹灰砂浆,具体配合比为:固定胶集比为0.24,其中集料为15%石灰石粉+85%混合砂;胶凝材料为80%水泥+20%粉煤灰;机喷抹灰砂浆专用外加剂掺量为胶凝材料质量的2%。通过控制用水量来控制砂浆的稠度为(100±2mm,测试在该稠度范围内机喷抹灰砂浆的性能。试验配合比如表7所示。

 

2)研究砂含泥量对机喷抹灰砂浆的影响,配制强度等级为M10的机喷抹灰砂浆,具体配合比为:固定胶集比为0.24,其中集料为15%石灰石粉+85%混合砂(细度模数为2.3);胶凝材料为80%水泥+20%粉煤灰;机喷抹灰砂浆专用外加剂掺量为胶凝材料质量的2%;泥粉掺量(等质量取代混合砂)分别为02%4%6%8%,通过控制用水量调节砂浆稠度为(100±2mm,测试在该稠度范围内机喷抹灰砂浆的性能。所用泥粉为河砂经过水洗后残余的泥浆经过干燥后得到。试验配合比如表8所示。

 

4.3 试验结果与讨论

砂细度模数对机喷抹灰砂浆工作性能的影响,如表9所示。

 

由表9可见,在稠度为(100±2mm条件下,随着砂细度模数的增大,砂浆的用水量减少,当砂的细度模数由1.9增大至2.7时,用水量减少了7.8%。主要原因在于随着砂细度模数的减小,砂的比表面积增大,用水量也相应增多,导致保水率也随之增大,而且砂细度对砂浆分层度也有较大的影响。当砂细度模数为2.1时,砂浆分层度最小,为8mm,利于储存。砂细度模数过大或者过小都会使砂浆分层度增大,不利于砂浆在施工前储存。

砂细度模数对机喷抹灰砂浆力学性能的影响,如见表10所示。

 

由表10可见,砂的细度模数对机喷抹灰砂浆的抗压、抗折强度均有较大的影响,但对压折比影响并不明显,对拉伸粘结强度的影响显著。随着砂细度模数的增大,砂浆的抗压、抗折强度先提高后降低,细度模数为2.3时,抗压、抗折强度均达到最高,其中28d抗压强度可达设计强度的157%

主要原因在于:(1)细度模数的增大使得用水量增多,水灰比增大,强度降低;(2)细度模数越小的砂子越加符合紧密堆积原则,成型后的砂浆密实度更高,孔隙率更低,更有利于强度的提高;(3)细度模数越大,总表面积更大,则胶凝材料与砂子之间的粘结面积更大,粘结性能更好,宏观表现出抗折强度更高。砂浆力学性能受这3个因素的综合作用。

由于抗压、抗折强度的变化波动范围不大,因此其压折比变化也很小。但是砂浆的拉伸粘结强度与细度模数有很大的关联性。砂细度模数的增大使砂浆的14d拉伸粘结强度逐渐降低,这是由于砂的细度模数越小,其比表面积越大,砂浆与基体的粘结界面的面积增大,则拉伸粘结强度更高。

砂含泥量对机喷抹灰砂浆工作性能的影响,如表11所示。

 

由表11可见,含泥量的增加使砂浆在达到相同稠度时的用水量增加,但密度略微减小,对砂浆的保水率和分层度无明显影响。相关研究表明泥中的蒙脱土成分对聚羧酸减水剂具有很强的优先吸附作用,因此在上述试验中,含泥量越大,能够发挥减水效应的机喷抹灰砂浆专用外加剂的量越小,因此达到相同稠度砂浆的需水量更大。

砂含泥量对机喷抹灰砂浆力学性能的影响,如表12所示。

 

由表12可见,砂浆的7d28d抗压强度在含泥量从0增加到2%时稍有提高;当掺量大于2%时,抗压强度明显下降;含泥量为8%时,砂浆的28d抗压强度较含泥量为0时降低了14.2%。随砂含泥量的增大,拉伸粘结强度逐渐降低。含泥量从02%时,砂浆的7d抗折强度从3.3MPa提高到3.6MPa,除此之外,砂浆的早期、后期抗折强度均随着含泥量的增加而有不同程度的降低。特别是含泥量在超过4%时变化比较明显。

砂含泥量的变化对砂浆28d压折比影响不大,但7d压折比则有下降的趋势。主要是因为随着含泥量的增大,相应的砂浆用水量增多,水灰比增大,致使强度降低,且水灰比增大也使砂浆黏度减小,相应的抗折强度有着影响。微量的泥粉在砂浆中能够与石灰石粉共同起着微集料的作用对砂浆进行填充润滑,因此砂子含泥量在掺量小于2%时砂浆的压折比变化不明显。含泥量对砂浆的拉伸粘结强度影响比较大,且随着含泥量的增加,14d拉伸粘结强度下降速率增大,含泥量为0时的拉伸粘结强度为0.53MPa,含泥量为8%时拉伸粘结强度降至0.37MPa,下降幅度达到30.2%。一方面,用水量的增大使胶集料间的粘结强度降低;另一方面,泥土也降低了纤维素醚等保水增稠剂的效应,因而含泥量对砂浆的粘结强度影响较大。

5 砂浆机械化喷涂施工技术推广

近几年随着预拌砂浆技术的发展,行业政策的推动、国内喷浆设备及喷涂工艺水平的提高,普通砂浆的机械化施工开始规模化应用到建筑工程中。但仍存在工艺模式选型不够合理、与传统工艺竞争激烈、工艺流程顺畅度不够、整体成本优势不明显等问题,从而导致砂浆机械喷涂工艺不能在建筑行业内普及应用。

针对砂浆机械化喷涂施工推广问题,业界有不少的建设性意见,综合起来主要是解决施工流程顺畅度的问题,这一问题又涉及到生产配送模式选型、砂浆选型、设备选型、工艺选型等诸多环节,各个环节进行优化组合才能得到好的效果,推广普及机喷工艺也就是顺理成章的事了。

6 结语

砂浆机械化喷涂施工技术水平随着行业的发展及工程应用的经验积累正慢慢趋于成熟,但现阶段机喷施工仍存在诸多环节的问题而未能推广普及。业界还需从生产配送模式、砂浆选型、设备选型、工艺选型等环节进行优化,以解决施工流程整体顺畅度的问题。

要砂浆机械化施工产业实现规模化,还需要持续进行砂浆机喷技术的研究、结合国内的施工作业实际情况不断完善与优化各方面技术以保证此行业产业链的完整性,才能逐步实现砂浆机械化施工技术在行业内普及推广。