高效建筑砂漿外加劑的性能研究

l.前言
　　 當(dāng)前，我國建筑工程中60％以上的建筑物仍沿用磚、砌塊等墻體材料。砌筑、抹灰施工中使用的建筑砂漿都為水泥砂漿或混合砂漿。所謂混合砂漿就是在水泥砂漿中摻加一定量的石灰膏或石灰粉，以改善其和易性，使之容易施工操作。但由于石灰質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致所配制的砂漿強(qiáng)度低、粘結(jié)性差，影響砌體工程質(zhì)量，而且由于石灰粉摻加時粉塵大，施工現(xiàn)場勞動條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重，不利于文明施工。因此，如何提高和穩(wěn)定建筑砂漿的質(zhì)量，改善施工操作條件等是建筑施工中亟待研究解決的現(xiàn)實(shí)問題。國外建材市場采用干拌料商品供應(yīng)砌筑、抹灰用砂漿材料，使用較方便，性能較穩(wěn)定，但成本很高。國內(nèi)自70年代末開始，一些地方采用微沫劑來改善砂漿的和易性，即在水泥砂漿中摻入松香皂來代替部分或全部石灰。實(shí)踐證明，砂漿中摻入微沫劑后，能改善和易性，而對其強(qiáng)度有一定影響，加量過多將明顯降低砂漿的強(qiáng)度和粘結(jié)性，故目前已很少使用，有的地區(qū)已明文規(guī)定禁止使用。
　　 SG系列高效建筑砂漿外加劑(以下簡稱SG系列外加劑)是一種新型的水泥砂漿拌合物添加劑，它完全不同于微沫劑，它的摻入不僅能顯著改善建筑砂漿的和易性和保水性，而且能明顯提高水泥砂漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

2.配制
　　 SG系列外加劑是根據(jù)水泥拌合物的水化機(jī)理，選用多種無機(jī)材料、有機(jī)高聚物、表面活性劑、偶聯(lián)添加劑等專用材料配制而成的。為了滿足不同施工要求，SG系列外加劑分為SG-1型(砌筑用)及SG-2型(粉刷抹灰用)2種。

3.性能
　　 對摻SG系列外加劑配制的建筑砂漿性能作了較系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究，并與末摻外加劑的水泥砂漿及混合砂漿的性能作了對比。
試驗(yàn)采用杭州雙流水泥廠生產(chǎn)的425#散裝普通硅酸鹽水泥；砂的細(xì)度模數(shù)為1.81的建筑用細(xì)砂或標(biāo)準(zhǔn)砂；SG-1型外加劑摻量為水泥用量的0.2%；SG-2型外加劑摻量為水泥用量的0.4%～0.6%。試驗(yàn)方法按JGJ70-90要求進(jìn)行。

　　3.1.SG系列外加劑對砂漿用水量、稠度及凝結(jié)時間的影晌
　　由此可見，摻加SG系列外加劑后，砂漿的用水量明顯下降，在稠度相近時，其用水量可減少10％以上，有的可達(dá)20％～30％，甚至更多。此測定結(jié)果顯示，在水泥砂漿中摻入SG系列外加劑后，其初凝及終凝時間略有延緩，但總體影響不大，略有延緩對施工操作是有利的。

　　3.2.砂槳分層度對比試驗(yàn)
　　此測試結(jié)果顯示，摻SG系列外加劑的砂漿分層度完全符合砂漿技術(shù)要求的規(guī)定不大于3cm，明顯低于基準(zhǔn)砂漿的分層度，甚至比混合砂漿還低，其中SG-2型效果更好，這說明摻SG系列外加劑后，砂漿的保水性能得到很大改善，砂漿的施工性能十分優(yōu)良。

　　3.3.摻SG系列外加劑砂漿的體積變化
　　由此所示，摻SG系列外加劑后，砂漿的表觀密度減小，這是因?yàn)镾G系列外加劑具有表面活性作用，通過攪拌產(chǎn)生引氣作用，使砂漿含氣量適量增加，和易性提高。與基準(zhǔn)砂漿相比，在相同質(zhì)量比時體積增加，在不影響砂漿強(qiáng)度的情況下，適當(dāng)調(diào)整砂灰比例后，其砂漿體積比仍可達(dá)到或超過混合砂漿。摻加SG系列外加劑后，砂漿的和易性明顯改善，用水量相應(yīng)減少，攪拌后產(chǎn)生的適量微氣泡使拌和物骨料顆粒間的接觸點(diǎn)大大減少，降低了顆粒間的摩擦力，砂漿表觀松軟，粘性好，操作方便，在現(xiàn)場施工中獲得好評。

3.4.SG系列外加劑對砂槳強(qiáng)度的影響

　　3.4.1.對抗壓強(qiáng)度的影響
　　砂漿的抗壓強(qiáng)度是性能檢驗(yàn)的主要依據(jù)，我們對摻有SG-1系列外加劑砂漿及基準(zhǔn)砂漿的試塊作了一系列抗壓強(qiáng)度對比試驗(yàn)。由此可見，砂漿中SG-1型外加劑的摻入，當(dāng)控制砂漿稠度基本一致時，砂漿抗壓強(qiáng)度隨著外加劑摻量增加而呈增加趨勢，直至摻量為水泥用量的0.3%時達(dá)最高值，隨后略有下降，但在摻量為0.5%時仍比基準(zhǔn)砂漿的強(qiáng)度高。其中摻量在0.2%～0.3%效果較顯著，因此摻量為0.2%較合適，這樣在施工中即使摻量略有波動，也不會造成砂漿強(qiáng)度的下降。影響砂漿抗壓強(qiáng)度的因素比較多，其中砂的細(xì)度對砂漿抗壓強(qiáng)度影響較大，選用中砂砂漿的抗壓強(qiáng)度有明顯提高。
對不同砂灰比的砂漿抗壓強(qiáng)度也作了試驗(yàn)。由此可見，隨著用砂量的增加，摻SG-1型外加劑的砂漿抗壓強(qiáng)度逐漸下降。我們對摻外加劑砂漿的抗壓強(qiáng)度與混合砂漿的抗壓強(qiáng)度也作了比較，由此可見，在相同砂灰比時，摻外加劑砂漿的抗壓強(qiáng)度比混合砂漿有較大提高。

　　3.4.2.對抗剪強(qiáng)度的影響
　　 砌筑砂漿的粘接性能好壞比其抗壓強(qiáng)度更為重要，因此砂漿的抗剪強(qiáng)度更能反映砌筑特性的要求。水泥砂漿中摻加SG系列外加劑后，抗剪強(qiáng)度大大高于同配比的基準(zhǔn)砂漿及混合砂漿，可提高l～2倍。從試驗(yàn)結(jié)果看，用摻SG系列外加劑砂漿粘結(jié)的紅缸磚試件的抗剪強(qiáng)度比基準(zhǔn)砂漿的抗剪強(qiáng)度高3～4倍。在砂漿磚砌體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：摻SG系列外加劑砂漿與磚表面的粘結(jié)很牢固，試件在試驗(yàn)中均破壞在砂漿層內(nèi)，而基準(zhǔn)砂漿試件的破壞均發(fā)生在砂漿面與磚表面之間；混合砂漿試件破壞時，砂漿呈粉碎性破壞，而磚面上基本沒有粘上砂漿。

　　3.4.3.對砂漿的后期抗壓強(qiáng)度的影響
　　在砂漿中摻加SG—l型外加劑后，其后期抗壓強(qiáng)度有進(jìn)一步增加。從這點(diǎn)看，SG系列外加劑完全不同于砂漿微沫劑。SG系列外加劑的摻入不僅改善了砂漿的和易性，使施工易于操作，而且能激發(fā)水泥顆粒的水化，提高水泥砂漿的強(qiáng)度及磚砌體之間的粘結(jié)性。

4.應(yīng)用
　　 SG系列外加劑呈均勻細(xì)粉狀，易溶于水，運(yùn)輸及使用十分方便，并已在多項(xiàng)建筑工程上進(jìn)行試用，效果較理想。例如浙江中天集團(tuán)承建的杭州市公安局工地，建筑面積3萬多m2，原設(shè)計(jì)采用混合砂漿作砌筑砂漿，后因石灰質(zhì)量不好，改用摻加SG-1型外加劑水泥砂漿，完全不用石灰，質(zhì)量配比為水泥:砂:SG-l＝1:7:(0.002～0.003)，砂漿不泌水，粘結(jié)性好，強(qiáng)度高；抹灰采水泥:砂:SG-2＝1:5:0.004，拌制的砂漿和易性好，放置2h也不泌水，易施工，不起殼，強(qiáng)度高，減輕了勞動強(qiáng)度，改善了施工條件，降低了施工成本，受到歡迎。又如由余杭二建公司承建的浙江省教委電化中心勾莊工地，建筑面積2050m2，剛開始時，采用混合砂漿，也因石灰質(zhì)量差，砂漿強(qiáng)度很低，后改用摻加SG-1型外加劑砂漿作砌筑，配合比為水泥:砂:SG-1＝1:9:0.002，砂漿強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)M 5.0的要求，內(nèi)外墻粉刷抹灰采用配合比水泥:砂:SG-2＝1:(4～6):0.006，墻面粉刷施工已完成，經(jīng)檢查，粉刷層不起殼，不開裂，粘結(jié)性很好，頂棚粉刷后，下大雨也未發(fā)生滲水現(xiàn)象，該工程節(jié)約不少水泥和石灰，經(jīng)濟(jì)效益不錯。

5.結(jié)論
　　 (1)SG系列外加劑能明顯改善建筑砂漿拌合物的和易性和保水性，使砂漿松軟，不分層，不泌水，便于施工操作；明顯提高砂漿的抗壓強(qiáng)度，R28可提高10%～30%，隨著齡期的增長，砂漿的抗壓強(qiáng)度繼續(xù)增高；同樣，它對砂漿的抗剪強(qiáng)度及砂漿磚砌體抗剪強(qiáng)度均有較大提高，可達(dá)l～2倍。(2)由于摻SG系列外加劑砂漿強(qiáng)度有提高，故現(xiàn)場施工中可適量增大砂灰比，一般可減少水泥用量15％～30％，從而降低了施工成本。一般情況，每立方砌筑砂漿可節(jié)約費(fèi)用20～50元。(3)SG系列外加劑使用方便，摻量少，可取代混合砂漿中的石灰，使施工現(xiàn)場減少了環(huán)境污染，降低了施工人員的勞動強(qiáng)度。它的研制成功和開發(fā)應(yīng)用具有較顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。