预拌砂浆的配合比设计及应用

2021-09-28邱广林钱文举

广东建材 2021年9期

邱广林钱文举

（阳山县凯诚混凝土有限公司）

0 引言

砂浆抹面墙体出现空鼓、麻面、开裂等问题，一方面造成了资源浪费和经济损失，另一方面，对工程质量造成不良影响同时影响工程进度。要控制抹灰砂浆的产品质量，不仅要从配合比设计及生产控制入手，更要注重现场服务及后期质量跟踪，不断优化配合比，同时，要培养工人的规范操作，以减少出现砂浆工程质量问题，达到节约成本提高综合效益的目的。以M10抹灰砂浆为例，介绍了湿拌砂浆从配合比的设计、生产控制到工程实际应用，供同行参考。

1 试验研究

1.1 实验步骤

按《预拌砂浆生产与应用技术管理规程》[1]DBJ/T15-111-2016和JGJ/T223-2010预拌砂浆应用技术规程[2]M10湿拌抹灰砂浆性能指标要求，根据现有原材料进行湿拌砂浆的生产配合比设计。

首先，通过绝对体积法计算得出理论M10湿拌抹灰砂浆配合比，然后根据试配情况对配合比进行调整，先调整出满足稠度、保水率要求的配合比，然后以该配合比为基准，通过单独调整外加剂的掺量，研究外加剂的掺量与湿拌抹灰砂浆性能指标的关系，最后通过分析各材料对湿拌抹灰砂浆各性能指标的影响并结合实际施工情况，在综合良好的湿拌抹灰砂浆出机性能和良好的现场施工性能的情况下调整选取最优配合比。

1.2 试验材料

砂：河卵石机制砂，细度模数2.7，经过4.75mm筛子过筛，以剔除大颗粒及卵石；0.315mm以下粒径的细(面砂)砂含量30%，亚甲蓝MB值为1%，细度模数为2.7，氯离子≦0.005%。

水：选取清远市阳山县自来水；

外加剂：瑞安聚羧酸砂浆调凝剂、砂浆增稠剂；

矿粉：韶钢矿粉；

煤灰：二级粉煤灰；

水泥：P.O42.5R水泥。

1.3 试验条件

试配环境温度20±5℃，湿度≧50%，搅拌时间90S。

1.4 试件制备

采用70.7mm×70.7mm×70.7mm标准试模进行试件成型。

1.5 配合比设计

配制M10湿拌抹灰砂浆,砂浆稠度90～100mm，采用P.O42.5R水泥，粉煤灰二级，中砂；施工水平一般。步骤如下：

⑴抹灰砂浆的试配强度fm,0

fm,0=k×f2=1.35×10=13.5MPa。

式中：

k——使用引气型外加剂系数，k=1.15～1.35，取1.35；

f2——砂浆强度等级(MPa)。

⑵每方湿拌抹灰砂浆中的水泥用量QC

Qc=1000(fm,0－β)/(αfce)

=1000×(13.5+15.09)/（3.03×42.5×1）

=222㎏/m3

式中：

α、β——砂浆的特种系数，其中α取3.03，β取-15.09。

⑶每立方抹灰砂浆中水泥C加粉煤灰FA，总胶材QA总量不小于350㎏时，基本上可以满足砂浆的和易性要求。

QA=C+FA≧350㎏/m3

⑷每立方砂浆中的掺合料粉煤灰用量FA。

FA=QA－Qc=360－222=138㎏/m3

这里QA取360㎏/m3。

⑸每方砂浆中的细骨料砂用量S（经实测现有原材料每立方干机制砂堆积密度ρ0为1500㎏/m3）。

S=(1－5%)ρ0=(1－5%)×1500

⑹每方砂浆中的用水量W(对于用于砌筑吸水底面的砂浆，砂浆中用水量多少，对其强度影响不大，只要满足施工所需稠度即可。每方砂浆中的用水量,根据砂浆稠度90～110m等要求可选用240～330㎏/m3。)

W0可以根据施工稠度选择，这里选取240㎏/m3，出厂砂浆稠度为90。

另外根据外加剂厂家提供的外加剂数据，M10抹灰砂浆凝结时间12小时，开放时间4小时，建议掺量为调凝剂4～8kg/m3，增稠剂8～12kg/m3，这里我们选取调凝剂掺量为WT=8kg/m3，增稠剂掺量WZ=12kg/m3。

配方实际用水量：

W=W0－WT－WZ=240－8－12=220kg/m3

湿拌抹灰砂浆的表观密度一般为1950～2200kg/m3，这里取RL=2100㎏/m3。扣除拌合水后，可产生每方湿拌砂浆的干原材料用量 (2100－240=1860kg/m3)。

得到M10湿拌抹灰砂浆的理论配合比如表1。

表1 M10湿拌抹灰砂浆的理论配合比

按理论配合比折算为5L称量原材料进行试配，试配编号L001，数据如表2所示。

表2 试配L001检测数据

由于实测容重与理论容重有偏差，为此我们根据实测湿拌抹灰砂浆容重将每立方米砂浆的原材料用量折算成实际值，其中折算系数K=RL/RS=2100/1880=1.12；原材料实际用量WY=WL/K，换算后如表3所示。

表3 M10湿拌抹灰砂浆的实际配合比S01

为了方便对比，我们对M10湿拌抹灰砂浆的实际配合比进行微调修正得到实际配合比S02，如表4所示。

表4 M10湿拌抹灰砂浆的实际配合比S02

按配合比S02折算为5L称量原材料进行试配，试配编号S001，数据如表5所示。

表5 试配S001检测数据

因为按配合比S02进行试配所得到的砂浆的保水率偏高，造成砂浆粘，收水时间过长，操作性能未达到设计要求，为此通过调整粉煤灰和矿粉的掺量得到符合设计保水率的砂浆配合比，如表6、表7所示。

表6 湿拌抹灰砂浆保水率调整配合比

表7 保水率调整试配对应湿拌抹灰砂浆各性能指标

按配合比K03进行试配所得到的砂浆保水率、收水时间、操作性能及4h后操作性能达到使用要求。因此选用K03作为基础配合比，通过单独调整外加剂研究外加剂的掺量与湿拌抹灰砂浆各性能指标之间的关系。见表8、表9。

表8 湿拌抹灰砂浆外加剂调整配合比

表9 外加剂调整对应湿拌抹灰砂浆各性能指标

2 实际工程应用

2.1 生产配合比选取

根据客户实际使用习惯，要求砂浆开放时间为12小时，为此我们选取生产配合比如表10。

表10 M10湿拌抹灰砂浆实际生产配合比

2.2 出厂控制性能指标

表11 M10湿拌抹灰砂浆出厂性能指标

2.3 供货前准备工作

供货前准备工作包括原材料验收及准备工作、客户技术交底工作以及供货时间提前确定工作。

⑴原材料验收及准备工作

①使用与试配一致的原材料，其中机制砂细度模数为2.7，经过4.75mm筛子过筛,以剔除大颗粒及卵石，测量好含水后堆放至砂浆专用骨料仓备用。

②生产线所有原材料称必须提前自行校准，并确保其他工作性能正常。

⑵客户的技术交底工作

①要求工地建立砂浆池，避免砂浆受阳光直晒，雨水冲刷，猛风风干。

②工程部位界面要清洁干净，拉杆孔要使用泡沫填充。界面清洁不干净如图1所示。

图1 界面清洁度差

③拉毛工序，拉毛工序的好坏，直接影响砂浆的挂墙能力与空鼓问题。无论采用机喷式还是人工拍毛，都离不开三要素：粘结强度，覆盖率，粗糙度。拉毛覆盖率好如图2所示；拉毛覆盖率差如图3所示；拉毛覆盖率差则工人抹灰时，容易掉浆，后期易产生空鼓。另外，为了保证拉毛浆体的粘结强度，须使用P.O42.5水泥，杜绝使用低标号水泥。

图2 拉毛覆盖率好

图3 拉毛覆盖率差

⑶供货时间协调工作，供货时间协调由生产调度人员与工地施工确定具体到货时间以及客户所需开放时间（如果工人对商品湿拌抹灰砂浆不熟悉，在实际生产会有一个星期左右的磨合期）。

2.4 出厂质量控制及施工过程跟踪

⑴增稠剂主要作用提高砂浆的操作性能，调节剂主要作用控制砂浆开放时间。生产的湿拌砂浆操作性能顺滑，用灰池易推且不沾，挂墙能力良好，上手垂直方向与180度方向均不掉浆，如图4所示。

图4 有良好操作性能的湿拌抹灰砂浆

⑵把握好砂浆的容重与稠度。抹灰砂浆，当容重大于1950㎏/m3时，不但砂浆稠度损失快，抹灰工人手感重，而且易出现重力坠缝。因此M10抹灰砂浆，容重宜控制在1840～1900㎏/m3之间。稠度宜控制在85～95mm之间。容重与稠度相宜，则施工性能与砂浆质量均良好。因此生产每车砂浆，要求品控员实测容重、稠度、手感。制作手提式墙面，进行操作性能检测，符合控制要求，才能允许出站，如图5所示。

图5 湿拌抹灰砂浆上墙效果

⑶施工过程跟踪。

①收水时间。砂浆上墙后，用手指轻压，指头没有粘带砂浆，砂浆有印且周边不软，则表明砂浆收水，可以进行刮平；

②刮平与搓压工序，如图6所示。工人要掌握好砂浆收水时间才能获得较好的施工效率，以及保证良好的搓压效果。

图6 刮平搓压

2.5 售后服务跟踪及信息反馈

⑴施工过程中的实时信息反馈。由于湿拌砂浆使用外加剂，从而获得良好的操作性能和较长的开放时间，而工人自拌的砂浆收水时间比较快，工人对预拌砂浆的收水时间偏差矛盾凸显。根据长时间跟踪现场得出规律，收水时间控制在60min左右，两个人一天可以抹150～200m2，工人抹灰效率高，且有利于抹灰与搓压抛光工序的衔接，并提高搓压抛光质量有效降低砂浆开裂风险。

⑵成型后的墙面保养工作。使用喷雾器对抹灰后砂浆墙面进行三天以上保湿养护。

⑶后续情况跟踪。根据2019～2020年超一万立方米M10湿拌抹灰砂浆的统计，28天回弹强度在14.6～16.2MPa之间，180天后空鼓率低于0.2%，而造成空鼓的原因主要是施工方没有做好前期的界面清洁及拉毛工作，如果能够进一步提高现场施工人员的职业素养，空鼓率能够进一步降低。