干粉砂浆( dry-mixed mortar) 20 世纪60 年代起源于西方国家( 主要是欧美国家) ,在我国起步较晚。近几年来,随着经济的快速发展,人们的环保意识越来越强烈,对房屋和自身居住环境的质量要求越来越高,商品混凝土的使用已日益广泛,使得商品砂浆的应用也成为趋势。商品砂浆分为预拌砂浆( 湿) 和干粉砂浆,而干粉砂浆性能更为优越。干粉砂浆又称干混砂浆、干拌砂浆或干粉料,是将胶凝材料( 水泥、粉煤灰等) 、干粉状骨料( 砂子) 、化学外加剂等按一定比例均匀混合成的一种颗粒状或粉状混合物,使用时加入一定比例的水搅拌均匀即可。通过计算机计量控制、机械化生产,可由专用罐车运输至工地加水拌和使用,也可以采用包装形式运到工地拆包后加水拌和使用。本文中的干粉砂浆充分利用工业废渣———粉煤灰,通过煤粉灰一定量的取代水泥,不仅使得粉煤灰变废为宝,更有利于环境保护,因此称其为“绿色砂浆”。绿色砂浆打破了传统水泥砂浆和混合砂浆的界限,既改善了水泥砂浆的可操作性,也克服了混合砂浆耐久性差的缺点。干粉砂浆的可操作性、黏结强度和耐久性明显好于传统砂浆,具有质量稳定、施工效率高、收缩小、保温、环保等优点,在大幅度提高施工质量的同时,也节约了成本。干粉砂浆按用途可分为砌筑、抹灰和地面砂浆三大类,强度分为M5、M7. 5、M10、M15、M20、M25、M30 等,其性能以M10 砂浆为例加以介绍。
1 原材料
1) 水泥: P. O425 普通硅酸盐水泥。
2) 细骨料: 中砂,细度模数为2. 56,含水率0. 13%,含泥量1. 0%。
3) 粉煤灰: Ⅱ级粉煤灰,性能指标见表1。
4) 外加剂: 干粉砂浆专用激发剂。
2 配合比及性能
2. 1 干粉砂浆配合比
干粉砂浆配合比按M10 设计,配合比见表2。
2. 2 干粉砂浆的力学性能
干粉砂浆的力学性能见表3。
注: 抗冻融性为15℃ ~ - 15℃, 50 次。
3 试验结果分析
绿色干粉砂浆具有很好的和易性与操作性,力学性能好,7d抗压强度值达到设计值的69%, 28 d抗压强度值达到设计的147%,后期强度持续增长,收缩值率低,抗冻融损失率小。本文的干粉砂浆细粉料中掺加了优质Ⅱ级粉煤灰,其筛余量小,比表面积大,颗粒多数为球形玻璃体,其活性SiO2含量较高,具有一定的火山灰活性。由于粉煤灰中含有大量的玻璃微珠,可起到润滑的作用,降低了颗粒间的摩擦力,使砂浆有很好的流动度与和易性,同时还能对水泥颗粒起物理分散作用,使其分布得更均匀,从而对改善砂浆的各项性能有显著作用。而且,粉煤灰的加入,在专用干粉砂浆激发剂的激发下,不仅起到填料的作用,其可与周围Ca( OH)2发生火山灰反应,不仅生成具有胶凝性质的产物( 与水泥中硅酸盐的水化产物相同) ,使得结构更加密实,提高了抗压强度,减少了体系的收缩,耐久性也得到了提高; 另外,粉煤灰还可延缓水泥的水化速度,使水泥水化得更充分,减少砂浆因水化热引起的温升,对防止砂浆硬化产生温度裂缝十分有利。
4 工程应用中的注意事项
1) 根据用途不同操作性能也不同,其稠度可按表4 取用。
2) 干粉砂浆应随拌随用,搅拌时间为3 ~ 5 min,一般在4 h内使用完毕; 当施工期间最高气温超过30℃时,一般在2~ 3 h内用完。施工中严禁使用超过凝结时间的砂浆。
3) 冬期施工时,温度≥5℃,砂浆层应采取保温、防风、防冻措施,确保砂浆在凝结硬化前不受冻。
5 工程应用性价比分析
1) 干粉砂浆由于使用完善的计算机控制技术其生产过程十分准确、稳定,不但有很大的生产能力( 30 ~ 100 t /h) ,而且有完善的质量控制措施,其可靠的混合技术保证了各种物料混合的均匀性。
2) 干粉砂浆的种类多、品种全,可以最大限度地满足工程中的不同需求。由于可以使用不同品种的添加剂,使得干粉砂浆有优良的施工性能、广泛地适应性及最佳的经济性,这也是现场拌合砂浆无法比拟的原因所在。
3) 使用干粉砂浆可有效的提高施工效率,手工抹灰10 m2 /h,机械抹灰40 m2 /h。
4) 干粉砂浆可减少砂浆分层和沉降现象,使内部结构一致,有效防止裂缝。抹面层密实均匀,不龟裂,具有良好的抗渗性能。
5) 经济性评价: 绿色干粉砂浆的优点很多,其价格略高于现场拌合砂浆,这也是目前市场普遍存在的阻碍干粉砂浆推广应用的主要原因。常用绿色干粉砂浆的价格见表5,绿色干粉砂浆与现场拌合砂浆工程综合造价对比见表6。
由表6 可以看出,砌筑工程中绿色干粉砂浆与现场拌合砂浆工程综合造价对比,定额单价约为110% ~ 120%; 而抹灰工程中绿色干粉砂浆与现场拌合砂浆工程综合造价对比,定额单价约为150% ~ 200%。但是,由于使用绿色干粉砂浆提高了施工效率,节省了工时,节省了机械台班,在使用干粉砂浆后相应的定额应扣除现拌砂浆的人工的0. 31 d /m3 ,并扣除现拌砂浆的机械台班的0. 125 d /m3。综合比较绿色干粉砂浆与现场拌合砂浆工程的综合造价来看,在用于砌筑工程时,造价基本不增加,在用于抹灰工程时,造价略有增加。
6 结语
1) 绿色干粉砂浆各项物理力学性能良好完全满足工程要求。绿色干粉砂浆中必需加入干粉砂浆专用激发剂以激活粉煤灰的活性,使粉煤灰在干粉砂浆专用激发剂的作用下参与体系反应,提高干粉砂浆的力学性能及耐久性。
2) 绿色干粉砂浆使用P. O. 42. 5 水泥,以优质Ⅱ级粉煤灰大量取代水泥,充分利用了工业废渣,保护了环境。
3) 随着干粉砂浆使用的日益广泛,工人的熟练程度进一步提高,砂浆损耗进一步降低,工时数减少,其综合效果应会使工程造价大幅度降低。不应单方面的过于强调干粉砂浆的价格,可由市场进行调节。目前干粉砂浆的定额单价仍在可接受的范围,尤其值得注意的是应用商品砂浆的工程质量好,施工效率高,返工少,维护费少,其综合经济效益现场拌合砂浆要高得多。
4) 目前建筑工地未经加工即投入使用的建筑材料已为数不多,与商品混凝土的普遍使用相比,建筑砂浆在工程应用中受到建筑工地自身条件的限制,其质量已成为影响建筑物结构质量的关键因素,普遍存在着渗、漏、裂等建筑质量通病。由于干粉砂浆在性能上明显优于传统砂浆,同时又有利于减轻现场工人劳动强度和减少材料浪费,有利于优化施工环境和文明施工等优点,我们相信在未来几年里,干粉砂浆技术在我国将得到迅速地发展,而传统砂浆也将随之被逐步淘汰,绿色干粉砂浆更是有着广阔的发展前景。