一種新型砂漿外加劑——SS型高效砂漿超速化粉

一、砂漿外加劑的現(xiàn)狀

自微沫劑研制成功至今的近二十年時(shí)間里，砂漿外加劑的研制工作從未停息，產(chǎn)品的種類發(fā)展雖然很快，但一直沒有研制出一種性能全面、適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡便、質(zhì)量可靠和經(jīng)濟(jì)性好的產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上銷售和使用的砂漿外加劑按產(chǎn)品狀態(tài)可大體分為兩類：一類是膠體濃縮為凝膠狀與膠體稀釋為溶膠狀，如微沫劑、KF微孔塑化劑、增塑劑等；另一類是固體粉粒狀，如起泡粉、強(qiáng)力粉、石灰精、MT高效砂漿外加劑等。這些產(chǎn)品通過工程實(shí)踐驗(yàn)證證明：在實(shí)際工程中使用都有一定的好的效果，但也存在著明顯的不足。凝膠狀外加劑在使用時(shí)需事先用水(有的用開水)比例稀釋為溶膠后方可使用，施工操作相當(dāng)麻煩；而溶膠狀外加劑因濃度低，在包裝、運(yùn)輸、保管、使用上相當(dāng)不方便；同時(shí)，有的外加劑(如微沫劑)還存在降低砂漿強(qiáng)度的不良性能。固體粉粒狀外加劑中，石灰精、強(qiáng)力粉的用量都偏大，用戶的經(jīng)濟(jì)效益偏低；而MT高效砂漿外加劑的主要成份是紙廠煮漿廢液，煮漿廢液作為紙廠的排棄物，紙廠是無法也是不需要進(jìn)行質(zhì)量控制的，其中的堿、木素、泥土、硫酸鹽等含量隨時(shí)都在變化，成份很不穩(wěn)定，尤其是在炎熱夏季或放置時(shí)間過長，廢液中的有機(jī)物氧化變質(zhì)或腐敗發(fā)臭，直接用它生產(chǎn)砂漿外加劑質(zhì)量無法得到有效控制，因廢液中含有糖、木素和泥土等雜質(zhì)將導(dǎo)致砂漿凝結(jié)時(shí)間延長，尤其是在抹灰工程中不便操作而影響施工進(jìn)度，另外，該產(chǎn)品的溶膠本身易產(chǎn)生凝析現(xiàn)象，對(duì)砂漿的強(qiáng)度極其不利。

在目前已知的砂漿外加劑中，普遍存在著下列特點(diǎn)：

1.在砂漿中摻人外加劑后，砂漿和易性獲得了較大地改善，砂漿的工作性能得到提高，砂漿的施工操作性能得到改善；但部分外加劑卻是以降低砂漿強(qiáng)度，通過犧牲砂漿的強(qiáng)度而獲得的砂漿工作性能的改善。如微沫劑砂漿。

2.有的砂漿外加劑因受其材料成份的化學(xué)性能影響，使用范圍和使用條件被嚴(yán)格限定，極大地制約了這些外加劑的推廣使用。如過去成都地區(qū)推廣使用的激發(fā)劑砂漿，就只能用于要進(jìn)行抹面施工的砌筑工程。

3.近年來，在混凝土外加劑的技術(shù)領(lǐng)域中，出現(xiàn)了許多技術(shù)性能優(yōu)良、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)越、使用范圍廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益明顯的高效外加劑，對(duì)提高混凝土工程的施工質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平起到了極大的推進(jìn)作用；而截止目前，在砂漿外加劑技術(shù)領(lǐng)域中，那種通過摻加外加劑來改善和提高砂漿的和易性以便于施工操作的產(chǎn)品很多，但同時(shí)具備技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量性能保證，特別是經(jīng)濟(jì)效益顯著的產(chǎn)品尚不多見。

SS型高效砂漿塑化粉(以下簡稱高塑粉)是針對(duì)上述各類砂漿外加劑的不足之處，由湖南省湘潭市芙蓉建材化工有限公司研制成功的。在研制過程中根據(jù)膠體特性，從成份、膠體親水基與增水基的組成、電荷的作用人手，進(jìn)行了兩年多時(shí)間的全方位探索，使高塑粉的性能獲得極大提高；與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，具有砂漿工作性能優(yōu)良、施工操作方便、砂漿抗壓強(qiáng)度明顯提高、砂漿凝結(jié)不受影響、砂漿質(zhì)量保證，尤其是經(jīng)濟(jì)效益顯著的明顯優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)工程實(shí)際使用表明：其技術(shù)質(zhì)量性能以及經(jīng)濟(jì)效益是目前已知砂漿外加劑中最好的。

二、高塑粉的技術(shù)原理

采用載體材料吸附母液的方法，控制母液中Na離子的含量及復(fù)合多種胺鹽；在載體材料中選用成份較佳、吸附力強(qiáng)、在水中釋放快的材料；在載體材料與母液的組合上，地蠔了合理的搭配組合，使高塑粉的性能指標(biāo)提高，其泡沫高度可達(dá)70ram、穩(wěn)泡時(shí)間不小于4h，砂漿的抗壓強(qiáng)度7d提高15％～40％、28d提高10％～30％，砂漿泌水率比不大于50％、抗剪強(qiáng)度比可達(dá)81％；同時(shí)，高塑粉在水中不產(chǎn)生鹽析與凝析，砂漿凝結(jié)不受影響，生產(chǎn)與使用不污染環(huán)境。

三、高塑粉的組成材料與作用機(jī)理

高塑粉系載體材料吸附母液而成，載體材料是一種天然的具有層鏈狀結(jié)構(gòu)的富鎂硅酸鹽礦物土，其有效物含量為25％～40％、水份≤6％、細(xì)度80u～45u、Si0₂含量為59％、MgO含量為17％。母液的主要材料組成為松香、純堿和多種有機(jī)胺鹽等。負(fù)離子膠體物質(zhì)(即負(fù)離子界面活性劑)在溶膠液中，增水基與親水基將會(huì)在界面上整齊定向排列，產(chǎn)生的界面濃度比內(nèi)部濃度高，從而使界面張力降低；松香酸鈉的溶膠液的界面張力只有水的界面張力的1/2，這種溶膠液有較強(qiáng)的分散、乳化、發(fā)泡等性能。

1.分散性

主要是吸附與靜電作用。吸附作用是指砂漿在停止攪拌后，水泥顆粒處不靜止?fàn)顟B(tài)并會(huì)凝聚起來；當(dāng)水泥顆粒吸附界面張力低的溶膠液時(shí)，水泥顆粒的界面張力將大大降低，它們之間的凝聚力也相應(yīng)降低，對(duì)水泥顆粒起到分散作用。靜電作用是因水泥顆粒界面帶有負(fù)離子溶膠后呈負(fù)電荷，根據(jù)同電荷相斥的原理，分散了水泥顆粒。

2.發(fā)泡性

由于溶膠在攪拌中乳化空氣產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡起到三方面的作用：

(1)氣泡在砂漿體系中各種顆粒之間起到類似“滾珠”的潤滑作用，使砂漿流動(dòng)性提高；

(2)氣泡在砂漿體系中可托浮各種顆粒，使顆粒沉降速度減緩，砂漿分層度降低；

(3)氣泡破壞砂漿中析水毛細(xì)通道，提高砂漿保水性。

砂漿外加劑都具有以上這些作用，但是這些作用有有益的一面，也會(huì)帶來有害的一面；如在發(fā)泡性上，發(fā)泡量越大、泡徑越小、越不均勻，穩(wěn)泡時(shí)間越長，對(duì)砂漿的稠度和分層度越有益，而對(duì)砂漿強(qiáng)度越有害；在靜電作用方面，載體與母液的電荷極性不同，發(fā)生電荷中和，產(chǎn)生載體凝析現(xiàn)象，凝析成團(tuán)的土類對(duì)砂漿的強(qiáng)度是有害的等等。高塑粉在研制過程中，從膠體的成份、膠體親水與增水基以及電荷的特性人手，就發(fā)揮其有益的一面、減少或消除有害的一面進(jìn)行了充分的探索。高塑粉的母液原材料中不含有糖類、木素、泥土類等物質(zhì)，以避免這些物質(zhì)對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度的不利影響；同時(shí)嚴(yán)格控制Na 含量，提高松香酸鈉的純度，在發(fā)泡量提高的情況下，泡徑變得均勻細(xì)微化，這樣就有利于在提高和改善砂漿稠度和分層度的基礎(chǔ)上，又減小對(duì)砂漿強(qiáng)度的不利影響。并且在母液中復(fù)合含有一OH和一NH2的親水基的胺鹽，以起到保護(hù)膠體的鹽析作用，從而提高松香酸鈉的溶水性，可直接摻入砂漿中攪拌使用。因胺鹽本身具有塑化砂漿和催化水泥水化的作用，對(duì)砂漿稠度、分層度和強(qiáng)度的提高及改善均有益處。最后對(duì)載體材料的選擇，經(jīng)過多種載體材料試驗(yàn)對(duì)比，選擇了一種負(fù)離子膠體礦物土，其比表面積大，可達(dá)800- 900m²／g(內(nèi)表面積最大可達(dá)500m²／g，外表面積最大可達(dá)400m²／g)，內(nèi)部孔隙和孔道貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)，具有很大的吸附載物能力，而且在水中又能沿著貫穿的孔隙與孔道迅速釋放所吸附的載物。對(duì)于載體材料本身的電荷也是一個(gè)十分重要的問題，如果載體與母液的電荷相同，可防止膠體產(chǎn)生凝析現(xiàn)象；如果載體與母液的電荷相反，電荷相互中和，膠體粒子失去分散穩(wěn)定狀態(tài)產(chǎn)生凝析，凝析成團(tuán)狀的土類在砂漿結(jié)構(gòu)中對(duì)強(qiáng)度相當(dāng)有害；高塑粉母液與載體都是呈負(fù)電荷的合理組成，使載體不會(huì)凝析沉淀。此外高塑粉的穩(wěn)泡時(shí)間控制在4h，主要是為了滿足《砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB5O203—98中規(guī)定的水泥砂漿和水泥混合砂漿必須分別在拌成后3h和4h內(nèi)使用完畢的要求；如施工期間最高氣溫超過30℃，則必須分別在拌成后2h和3h內(nèi)使用完畢。穩(wěn)泡時(shí)間在4h內(nèi)既能保證砂漿在使用時(shí)有良好的稠度和分層度，又可保證砂漿凝固后強(qiáng)度不降低。通過以上作用機(jī)理的反復(fù)探索，高塑粉在其組成材料、皂化反應(yīng)材料與載體材料的配合上進(jìn)行了綜合改進(jìn)，使其性能指標(biāo)獲得了明顯提高，達(dá)到了國內(nèi)同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

四、高塑粉的主要技術(shù)性能指標(biāo)

高塑粉以及摻加高塑粉拌制而成的高塑粉砂漿，其技術(shù)性能指標(biāo)見下表：

五、使用注意事項(xiàng)

1.水泥應(yīng)按品種、級(jí)別、出廠日期等分別進(jìn)行堆放和保管，并保持干燥，經(jīng)進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后方可投入使用；當(dāng)使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過三個(gè)月(快硬硅酸鹽水泥超過一個(gè)月)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并按復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。不同品種的水泥不得混合使用。

2.砂漿用砂宜采用中砂，并應(yīng)過篩，且不能有草根等雜物，砂子的含泥量不得超過5％。

3.拌制水泥混合砂漿用的石灰膏、電石膏、粉煤灰和磨細(xì)生石灰粉等無機(jī)摻合料應(yīng)符合下列要求：

(1)塊狀生石灰熟化成石灰膏時(shí)，應(yīng)采用孔徑不大于3mm×3mm 的網(wǎng)過濾，熟化時(shí)間不得少于7d；對(duì)不磨細(xì)生石灰粉，其熟化時(shí)間不得小于2d；沉淀池中貯存的石灰膏，應(yīng)防止干燥、凍結(jié)和污染；嚴(yán)禁使用脫水硬化的石灰膏，生石灰粉不得直接使用于砂漿中；

(2)采用粘土或亞粘土制備粘土膏，宜采用孔徑不大于3mm×3mm的網(wǎng)過濾，并應(yīng)采用攪拌機(jī)加水?dāng)嚢瑁?SPAN lang=EN-US>

(3)粉煤灰的品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰在混凝土及砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程)(JGJ28)的有關(guān)規(guī)定；

(4)生石灰及磨細(xì)生石灰粉應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑生石灰》SC／r479及《建筑生石灰粉》(SC／r480)的有關(guān)規(guī)定。

4.摻用高塑粉的砂漿配合比應(yīng)經(jīng)試配確定，如使用過程中的砂漿的組成材料有變更，其配合比應(yīng)重新確定。

5.對(duì)于砌筑用水泥混合砂漿，當(dāng)摻入高塑粉時(shí)，應(yīng)按《砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(SGS／r98)的規(guī)定，石灰膏的減少量不應(yīng)超過50％。

6.對(duì)于原設(shè)計(jì)砌筑用水泥混合砂漿，如果考慮砂漿中摻入高塑粉后，因砂漿和易性能提高而不再摻加石灰膏的話，則砌筑砂漿的性質(zhì)由水泥混合砂漿演變?yōu)榱怂嗌皾{；對(duì)此，首先應(yīng)由設(shè)計(jì)將水泥混合砂漿的強(qiáng)度等級(jí)換算為相應(yīng)的水泥砂的強(qiáng)度等級(jí)，再按新的水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行砂漿配合比設(shè)計(jì)及施工和技術(shù)質(zhì)量管理控制。

7.對(duì)于抹灰用水泥混合砂漿。因高塑粉的摻加對(duì)砂漿和易性的改善明顯，可以全部取代石灰膏，其經(jīng)濟(jì)節(jié)約價(jià)值將更好、施工操作將更簡便。

8.摻入高塑粉的砂漿應(yīng)采用機(jī)械拌制，攪拌時(shí)間自投料完算起為3分鐘～5分鐘。水泥和高塑粉的配料準(zhǔn)確度控制在1.5％ ～2.0％以內(nèi)。

9.砂漿應(yīng)隨拌隨用，水泥砂漿和水泥混合砂漿應(yīng)在拌成后3h和4h內(nèi)使用完畢；當(dāng)施工期間氣溫超過30℃時(shí)，必須分別在拌成后2h和3h內(nèi)使用完畢。

10.根據(jù)氣候條件，磚應(yīng)提前1d～2d澆水濕潤，嚴(yán)禁干磚上墻或砌筑前臨時(shí)澆水的施工方法。

11.抹灰施工前，混凝土表面的油污、油漆、隔離劑等應(yīng)清除干凈，光滑的混凝土表面要鑿毛或用界面劑進(jìn)行處置。

12.抹灰前墻面應(yīng)澆水，一般隔夜進(jìn)行。

13.雨季施工時(shí)，應(yīng)采取覆蓋和遮擋等措施，以防砂漿被雨水沖淋而影響其強(qiáng)度。

14.使用高塑粉應(yīng)做到專人操作、專人配比，嚴(yán)格控制各種不同材料的配合比及外加劑摻量。工地技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)檢人員和施工管理人員應(yīng)對(duì)砂漿的配制和施工操作實(shí)施技術(shù)監(jiān)督和指導(dǎo)。

六、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

1.高塑粉的摻量為水泥重量的1.5‰～2‰ 。

2.高塑粉能改善砂漿的物理性能，與同等級(jí)、同配比的砂漿對(duì)比，R7可提高15％～40％，R2R可提高10％～40％，并可節(jié)約10％～20％的水泥用量。

3.高塑粉能顯著改善砂漿拌合物的和易性，其減水率達(dá)10％～30％，且砂漿拌合物的保水性、流動(dòng)性良好，施工操作非常方便。

4.高塑粉砂漿在砌筑工程中使用，能在磚石表面鋪成均勻的薄層，提高砂漿的飽滿度；在抹灰工程中使用，因高塑粉砂漿的粘附能力強(qiáng)和砂漿硬比收縮小的特性，可有效地減少或克服砂漿層易起殼、易開裂、易空鼓的質(zhì)量通??；同時(shí)砂漿的抗壓強(qiáng)度、粘結(jié)力、抗凍性、抗?jié)B性及耐久性指標(biāo)均有所提高。

5.高塑粉砂漿富有彈性、塑性性能優(yōu)良、和易性高，不僅減輕了工人的操作勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了工效和工程質(zhì)量，深受施工操作人員的歡迎。

6.由于高塑粉砂漿有粘附能力強(qiáng)、富有彈性、塑性性能優(yōu)良、和易性高的特點(diǎn)，在工程實(shí)踐中，特別是抹灰工程的操作過程中，不僅施工操作方便，提高工效和抹灰工程質(zhì)量；而且落地灰極少，稍加注意可基本杜絕落地灰的發(fā)生。

7.高塑粉砂漿的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在工程質(zhì)量提高、施工操作簡便、提高勞動(dòng)效率以及降低材料消耗，并最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約工程施工成本等方面。據(jù)大量的工程實(shí)踐證明：一萬平方米的建筑物，使用高塑粉砂漿用于砌筑和抹灰工程，投入使用的高塑粉用量約為lO00kg左右，其實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)節(jié)約價(jià)值約為8萬元～12萬元左右，節(jié)約的主要來源是因?qū)崿F(xiàn)了水泥和廠膏的投入使用量減少所致。

8.對(duì)于砌筑砂漿而言，高塑粉砂漿的水泥用量較普通砂漿相比可減少10％～20％左右，石灰膏可減少50％。

9.對(duì)于抹灰砂漿而言，高塑粉砂漿的水泥用量較普通砂漿相比可減少30％～50％左右，石灰膏則可全部不用。

l0.高塑粉目前的市場(chǎng)銷售價(jià)格約為每噸1.3萬元左右，按水泥用量的1.5‰ ～2‰摻入砂漿中使用，則每m³砂漿中摻入的高塑粉用量僅為0.2kg-O.4kg左右，高塑粉在每m3砂漿中的摻用量價(jià)值僅為2.6元～5.2元，完全實(shí)現(xiàn)了投入少、效果好、見效快、回報(bào)大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略。

七.結(jié)束語

目前，砂漿外加劑的使用技術(shù)已在我國的工程建設(shè)實(shí)踐中呈現(xiàn)出了極好地發(fā)展勢(shì)頭和可喜的局面，在國家建設(shè)部發(fā)布的2002年科技成果推廣項(xiàng)目中，就包含了兩項(xiàng)有關(guān)砂漿外加劑的應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目。筆者堅(jiān)信在未來的數(shù)年內(nèi)，我國的工程建設(shè)實(shí)踐中長期存在的落后、低效、高消耗的砂漿技術(shù)領(lǐng)域，將迎來一輪技術(shù)革新和技術(shù)革命的新技術(shù)時(shí)期的可喜局面，而這次技術(shù)發(fā)展的基本標(biāo)志，將是以砂漿高效外加劑的有效使用和砂漿技術(shù)性能以及經(jīng)濟(jì)效益等綜合水平的提高為發(fā)展方向。

成都市乃至整個(gè)四川地區(qū)的建筑領(lǐng)域，使用砂漿外加劑的歷史不長，僅有部分工程于去年下半年開始嘗試使用，絕大部分工程取得了較好的應(yīng)用效果，而極小部分工程的實(shí)踐效果不佳。這種局面的產(chǎn)生，應(yīng)該從砂漿外加劑的品牌選用人手進(jìn)行分析，就市場(chǎng)銷售的砂漿外加劑而言，據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，大約有7～8種之多，部分砂漿外加劑產(chǎn)品未取得建設(shè)行政主管部門的許可，有些砂漿外加劑產(chǎn)品則夸大其實(shí)，誤導(dǎo)使用者，產(chǎn)生了極其惡劣的負(fù)面影響。在成都市場(chǎng)上銷售和使用的已知砂漿外加劑產(chǎn)品中，就其質(zhì)量、性能、價(jià)格、經(jīng)濟(jì)效益等綜合性價(jià)比指標(biāo)而言，湖南省湘潭市芙蓉建材化工有限公司生產(chǎn)的SS型高效砂漿塑化粉是最好的產(chǎn)品，主要體現(xiàn)在質(zhì)量好、性能高、穩(wěn)定性高、用量少、消耗小、回報(bào)大等方面，其綜合性價(jià)比最高；雖然產(chǎn)品的銷售價(jià)格高挺，但產(chǎn)品的品質(zhì)性能優(yōu)越，使用量僅為水泥用量的1.5‰ ～2‰ ，其實(shí)際投入砂漿中的摻用量價(jià)值最低，實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)節(jié)約價(jià)值和工程質(zhì)量效果最好，大量的工程對(duì)比實(shí)踐和試驗(yàn)比較分析，充分證明了SS型高效砂漿塑化粉是值得廣泛推廣使用的優(yōu)質(zhì)砂漿外加劑產(chǎn)品。