高性能专用砂浆干粉生产及应用技术研究 鲁曼军 （沈阳耐辰建科技有限公司.沈阳.110003） 1项目的目的和意义 1.1项目背景 建筑砂浆广泛用于砌筑、抹灰、地面找平等工程，可谓建筑工程中一种量大面广的建筑材料。传统混合砂浆都是在施工现场采购水泥、石灰和砂，工地自行加工、配料和加水搅拌。现场采购、堆放原材料和非标准计量配制砂浆，不可避免的造成严重浪费和污染施工环境，另外现场装卸、堆放和搅拌时，砂子和水泥产生的扬尘不仅会污染空气，而且还产生噪音。传统混合砂浆制作过程分为石灰的消解、陈化和过滤，砂的过筛，水泥、石灰膏和砂的加水搅拌。这种砂浆现场配制，质量不稳定、很难满足建筑物功能的需要，如砌筑砂浆强度等级达不到设计要求，砂浆质量难以保证，墙体开裂现象严重。尤其目前我国建筑业对灰砂砖、粉煤灰砖、蒸压磷渣硅酸盐砖、蒸压加气混凝土制品和混凝土空心砌块（混凝土砖）等新型墙体材料应用力度的加大，倘若依然使用普通水泥砂浆，开裂现象会更加严重（见图1-1、1-2）。
图1-1加气混凝土砌块普通砂浆砌体
图1-2混凝土砌块普通砂浆砌体 随着国家对墙体材料革新、建筑节能、降耗减排执行力度的加大，各地发展各类新型墙体材料已势不可挡，而由于不同材料的性能不尽一致，仍沿用传统的砌筑与抹灰砂浆将会为工程带来质量隐患，甚至将降低结构的安全度。 早在上世纪九十年代，原国家建材局发布的《新型建材制品导向目录》就已将干粉砂浆作为重点发展和鼓励项目之一。特别是近几年来，国家有关部门更加重视干粉砂浆的发展，2004年，商务部等五部二局颁布了《散装水泥管理办法》（2004年第5号）其中规定：“县级以上地方人民政府有关部门应当鼓励发展预拌混凝土和干混砂浆和根据实际情况限期禁止城市市区现场搅拌混凝土”。同年，在建设部下发的《建设部推广应用和限制禁止使用技术》公告中，也将干粉砂浆列为推广应用范围。更值得提出的是2007年6月商务部等四部两局又联合发布了商改发[2007]205号文“关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知”，要求北京等10个城市（辽宁省大连、葫芦岛在内）为自2007年9月1日起禁止施工现场使用水泥搅拌砂浆的第一批城市；沈阳等33个城市为从2008年7月1日起禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆的第二批城市；鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、阜新、辽阳、营口、朝阳等84个城市为从2009年7月1日起为禁止施工现场使用水泥搅拌砂浆的第三批城市。文件要求各地根据上述时间表和本地的实际情况，制定发展预拌砂浆规划及制定预拌砂浆生产、应用管理办法。为鼓励干粉砂浆发展，全国各地曾先后制定出一系列有利于干粉砂浆发展政策。上海市在《上海市粉尘污染防治管理办法》中以法规形式明确规定：“为防止建设工程的扬尘污染，建设工程应当使用商品砂浆”。天津市在《天津市发展散装水泥管理办法》政府令中规定：“应当逐步推广使用预拌砂浆”。南京市在《南京市工程施工现场管理规定》中规定：“工程施工应当使用预拌混凝土及干混砂浆”。北京市建委、广州市建委也曾先后多次发文鼓励推广使用预拌（干粉）砂浆。 2003年辽宁省政府发布《辽宁省发展散装水泥管理规定》（省政府第158号令），同年8月份，省财政厅、省经贸委联合下发了《辽宁省散装水泥专项资金征收和使用管理办法实施细则》（辽财综[2003]488号），新政府令及规范性文件的下发，对发展我省散装水泥、规范散装水泥和专项资金管理起到了积极的促进作用，并为干混砂浆的发展提供了有利的政策保障。 2006年辽宁省实现散装水泥供应量1191.1万吨，同比增加245.2万吨，增长25.9%，首次突破1000万吨大关，位居全国第12位；在水泥总产量骤增的情况下，实现水泥散装率37.1%，同比提高0.95个百分点，散装水泥增长速度比水泥生产量增长高出2.7个百分点。辽宁省的沈阳、大连、葫芦岛三地已将干粉砂浆的研制纳入议事日程，这也给辽宁省大范围推广应用干粉砂浆带来了契机。 据调查，国内的干混砂浆（除上海市外）还是以特种干混砂浆产品为主。普通干混砂浆推广缓慢，咎其原因主要有以下几方面：生产力发展水平总体不高，建筑施工现代化技术落后，制约了普通干粉砂浆的推广；对干粉砂浆认知程度不够；干粉砂浆产品价格相对较高，制约推广的速度。市场上干粉砂浆的价格是传统混合砂浆的2～3倍，在干粉的生产过程中，原砂的干燥这一生产工艺大大增加了干粉砂浆的成本，使其成品价格居高不下。因此改进生产工艺，降低成本是干粉砂浆推广开来的根本。 另外，随着新型墙体材料的推广应用，适用于各类新型砌体结构及新型墙体的关键配套材料—专用砂浆的研发明显滞后。虽然国家为了推广混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土制品曾组织编制了相应的专用（砌筑、抹灰）砂浆标准，然而由于我国建材与建工，产品与应用相互脱节的体制，使得专用砂浆与工程应用衔接的不甚理想、对专用砂浆的基本概念把握不准，误以为和易性好，粘接力强就是专用砂浆，为达到所谓理想效果，砂浆中掺有较多的引气剂，使得专用砂浆问题多多，应用应用效果不佳。与此同时，一些品质低劣的冒牌产品充斥建筑市场，给建筑带来极大的隐患，据悉沈阳周边的各类砂浆企业已超过百余家，这些良莠不分、鱼龙混杂的“专用砂浆”应引起高度关注（见图2、图3）。
图2-1 引气剂掺量过多的砂浆影响墙体抗震性能
图2-2 引气剂掺量过多的砂浆影响墙体抗震性能
图3 不同品质砂浆的抹灰效果 当前各地虽在大力推广预拌砂浆，通过调研发现，这种缺失针对性、不与砌体结构力学性能挂钩，且造价不菲的推广方式很难被工程接受。笔者认为，砂浆干粉推广与应用的思路是：以与各类新型墙体材料相适应，新型墙材砌体结构所急需配套的专用砂浆为突破口，由此拉动其他各类砂浆干粉的市场与应用。工程应用标准中将纳入与各类墙材相配套的专用砂浆性能要求及砌体力学性能指标，供设计施工人员选用。据新颁布的国家及行业标准《墙体材料应用统一技术规范》、《砌体结构设计规范》显示，蒸压加气混凝土专用砌筑砂浆强度等级的代号为Ma；混凝土小型空心砌块及混凝土砖的专用砌筑砂浆强度等级的代号为Mb；蒸压硅酸盐砖专用砌筑砂浆强度等级的代号为Ms；小砌块灌孔混凝土强度等级的代号为Cb等，北京建材研究总院、沈阳耐辰建材公司、东莞易施宝建材公司、德国汉高公司、贵州开磷建设建材总公司等已经推出性能良好、满足砌体结构应用的系列专用砂浆），最终形成有外加剂、掺合母料、高性能砂浆干粉、运输、施工一体化的产业化推广。 1.2项目的必要性及经济意义 由于专用砂浆以被写入国家强制性标准，已成为墙材革新、新材砌体设计及施工的关键技术与不可或缺的配套材料，因而，专用砂浆干粉具有广阔的市场前景，其市场预测如下： 1）为墙体材料革新、新型墙体材料的推广与应用提供必需的配套材料。近年来全国的新型墙材发展十分迅速，其中具有现代化工艺及装备的各种新型墙体材料生产线陆续投产，未来蒸压硅酸盐砖、工业废渣混凝土砖、蒸压加气混凝土制品、混凝土小型空心砌块、石膏砌块等多种新型墙材还将会有更大的发展。而与这些新型墙材相配套，能提高墙体物理力学性能、确保施工质量的专用砂浆必将成为应用的急需。因此研究并发展专用砂浆干粉的生产与应用将是势在必行。据悉，鉴于目前主抓预拌砂浆的管理部门是各地的散装水泥办公室，特建议该机构调整以往的推广思路，首先抓紧预拌砂浆与国家标准的对接，以专用砂浆作为第一突破口。千万莫再走唯抓而抓、不顾及应用针对性的推广方式。 2）按照不同结构砂浆的使用量计算,混凝土全现浇结构使用砂浆量为0.09m3/m2，砖混和框架结构使用砂浆量为0.20m3/m2。沈阳地区1990年～2004年期间年平均房地产开发施工面积为1127．4万平方米。所开工建设的建筑工程已全部采用了各类新型墙体材料，按国家标准规定，必须采用与所用墙材相配套的专用砂浆。考虑房地产开发的周期性，按年平均房地产开发施工面积1127．4万平方米计算（每平方米建筑砂浆平均使用量0.165立方米），仅沈阳地区建筑砂浆用量就为325万吨左右。这一砂浆的需求量未含沈阳市周边城市建筑工程的需求量，也未含城市基础设施、更新改造、装饰装修及村镇建设、农房建筑等工程项目的砂浆需求量。而辽宁省其他市、区的基建规模的增大必将会拉动砂浆干粉的快速发展。尤其随着国家标准《墙体材料应用统一技术规范》、《砌体结构设计规范》的不断宣贯及标准执行力的不断加大，应用专用砂浆已成为工程建设的必须，这势必会为大力推广应用专用砂浆提供了绝好的契机。 3）专用砂浆项目工艺简单、设备多功能、操作方便、综合造价较低。沈阳耐辰建材公司通过与高校及科研院所的紧密合作，通过近两年的研究与开发，已形成从生产线工艺设计、设备选型、专用砂浆制备以及独具特色、性能优越的各种专用砂浆掺合母料（见图4、5），不但确保专用砂浆的应用效果与质量目标，且能提供全方位的技术支持与服务。使所生产的专用砂浆取材方便、生产方便、质量达标，进而降低了生产成本，可以使设计、建设、施工单位乐于接受，此项目将会使企业取得良好的经济与社会效益。
图4 简易生产设备
图5 技术人员调试配比 4）可结合各地不同墙材企业的具体情况，为其提供小型专用砂浆生产线设计，提供经国家有关机构认证的专用砂浆核心母料。也可按需要在某个地区转让专用砂浆核心母料生产配方与整套生产技术。 2主要研究内容及关键技术 为了确保专用砂浆核心母料达到预期效果，我公司通过与大专院校、科研院所的紧密合作，对掺用核心母料的专用砂浆进行了系统的试验研究，通过研究来解决专用砂浆的针对性及其关键技术。 2.1主要研究内容 1各种配合比的专用砂浆基本物理力学性能试验，以求取得最佳配合比并选择理想的外加剂； 2对用不同块体与相应专用砂浆组配的砌体进行力学性能（砌体抗压、抗剪等）对比试验研究，优化配合比设计； 3对不同新型墙体的专用抹灰砂浆进行适用性能研究； 4对不同组配的砌体进行墙体系统对比试验（重点研究墙体延性、开裂状态及抗震性能）； 5砂浆干粉生产及制备设备研究； 6参加编制相应的技术标准。 2.2关键技术 1筛选、优化采用性价比优越的外加剂材料并制成掺合母料，通过试验研究配制出适用于多种墙体、能大幅度提高砌体力学性能，确保砌筑、抹灰质量的高性能砂浆干粉； 2进行大量砂浆材性、各种专用砂浆砌筑的墙体构性试验； 3预拌砂浆干粉的生产及砂浆制备工艺 4各类砂浆外加掺合料制备 砂浆外加的掺合料是经优化选择的高性能外加剂与载体多次均化而成。研究并开发各种砂浆外加掺合料的制备技术与工艺。可直接用来生产不同品种的砂浆干粉，也可为相应新型墙体材料生产企业生产配套专用砂浆提供母料。 3专用砂浆掺合母料产品特点 3.1适用性 由于蒸压硅酸盐砖是通过半干压法工艺生产制品，制砖的钢模十分光亮，成型致使砖表面光滑、质地密实，影响了墙体的砌筑与抹灰质量。国家标准《砌体结构设计规范》给出的沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值均较烧结普通砖砌体低1/3。指标的降低已成为蒸压硅酸盐砖推广和应用的最大障碍。 蒸压加气混凝土砌块由于自身具有不同于烧结砖的特性，使得砌块在用普通砂浆砌筑或抹灰时，会因竖向灰缝不饱满、块体间粘结力差、抗剪强度不足，遭遇地震时房屋极易毁坏或倒塌，墙面抹灰也将发生空鼓、开裂、掉皮，这已成为应用加气混凝土制品的最大困惑。 混凝土小型空心砌块、混凝土砖块体高度（90mm～190mm）比普通粘土砖（53mm）高，用普通砂浆砌筑的竖缝很难饱满，使得多数竖缝成为“空缝”或“瞎缝”，成为墙体“渗、裂、漏”的重要原因，极大地损害了墙体的整体性及地震时的安全性。 我公司研发的“SN系列专用砂浆核心母料”配置的专用砂浆则可很好地解决上述弊病（图6、7）。
图6 普通砂浆蒸压硅酸盐砖砌体抗剪破坏
图7 普通砂浆蒸压硅酸盐砖砌体抗剪破坏形态 “SN系列专用砂浆核心母料”可以配制： 用于蒸压硅酸盐砖砌筑与抹灰，强度等级为Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5的专用砂浆； 用于蒸压加气混凝土砌筑与抹灰，强度等级为Ma7.5、Ma5的专用砂浆； 用于普通混凝土小型空心砌块、混凝土砖砌筑与抹灰，强度等级为Mb5、Mb7.5、Mb10、Mb15、Mb20的专用砂浆。 3.2“SN系列专用砂浆核心料”简介 1）在构成专用砂浆的各组分当中，增稠保水剂、胶粉、增塑剂、各种流变主机等外加剂是其中最关键的核心材料。我公司基于多年研发基础与应用经验，研制了由各种外加剂和关键掺合料制备的“SN系列专用砂浆核心料”。通过在专业工厂或使用地点按照我单位指导配方添加胶凝材料和骨料，即可制备出蒸压硅酸盐砖、蒸压加气混凝土制品及混凝土小型空心砌块、混凝土砖的各种专用砂浆达到各级标准的预期目标。 1）产品分类 母料产品分类见表1 表1专用砂浆母料分类表
3）研发的背景 （1）为适应墙材革新及新型墙材结构体系的推广与应用，满足国家标准对应用新型墙材结构的相关规定，在在充分借鉴、吸收国内外先进成果与经验的基础上，通过与国内权威院所及材料与结构的知名专家的紧密、深入合作，以国家标准规定为目标，针对不同墙材的具体特性，研制开发出的国内首创的新产品——SN系列专用砂浆核心料； （2）用SN系列专用砂浆核心料配制的专用砂浆不但提高了砌体的沿水平通缝的抗剪强度（均满足国家或行业标准的指标要求），且砂浆的工作性能得到了极大地改善，尤其对于大尺寸块材，能确保端头面的挂灰率达到百分之百（见图8）,该产品获得了权威机构的认可，被“砌体结构设计规范国家标准管理组”确定为推荐产品。
图8 用SN核心料配制的高品质专用砂浆 （3）我公司是《蒸压加气混凝土砌块砌体结构技术规范》CECS289-2011和《砌体结构专用砂浆应用技术规范》CECS的参编单位，有一流的研发团队及先进的生产装备，可提供母料产品及承担相关技术咨询、建设专用砂浆生产线的技术服务等。 4）产品特点 （1）SNA母料可使专用砂浆兼具优良的保水性和触变性，提高专用砂浆与基层墙体的粘结力，有效提高砌体通缝抗剪强度，从而提高蒸压加气混凝土砌块墙体的抗震性能并有利于保证墙体工程质量。作为抹灰砂浆更有着普通砂浆不可比拟的优越性（见图9、10）。
图9 普通砂浆抹灰脱落
图10 专用砂浆抹灰施工 （2）SNS母料针对硅酸盐砖光滑工作面特点，可显著降低砂浆与基层的润湿角，提高专用砂浆与基层墙体的粘结力，从而提高砌体通缝抗剪强度，与《砌体结构设计规范》接轨，有效解决了蒸压砖抗震应用的技术关键，有利于蒸压硅酸盐砖的推广与应用。 （3）用SNB母料所配置的混凝土小型空心砌块和混凝土砖专用砂浆具有良好的工作性，尤其良好的保水性及与基层的粘结性可有利于砂浆的饱满，可实现《规范》“砌块端头面的挂灰率大于95%”的要求，可有效提高混凝土小型空心砌块和混凝土砖墙体的整体性，并克服此类建筑墙体“渗、裂、漏”的质量通病。 3.3配合比表（每种墙材仅一种砂浆强度等级配比，其它配比另行提供） 表2蒸压加气混凝土砌块砌筑与抹灰专用砂浆参考配合比
表3蒸压硅酸盐砖砌筑与抹灰专用砂浆参考配合比
表4混凝土小型空心砌块砌筑与抹灰专用砂浆参考配合比
表5混凝土砖砌筑与抹灰专用砂浆参考配合比
4几点建议 为了与新颁布的国家标准《砌体结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》及中国工程建设协会标准（CECS标准）接轨，解决新型墙体材料工程应用的急需，建议相关部门做好以下几项工作： 1）《砌体结构专用砂浆应用技术规程》应及早颁布实施，以解决设计与施工的急需； 2)鉴于目前砂浆市场普遍存在鱼龙混杂、良莠不分的现象，极大地影响了工程质量及品牌专用砂浆的声誉，建议专用砂浆产品应由《砌体结构专用砂浆应用技术规程》编制组组织技术鉴定，并对外发布、公示； 3）建议墙材生产企业建规模不等的砂浆生产线，将专用砂浆作为墙体材料的配套材料打包销售，此举可有效遏制杂牌劣质砂浆的侵入，为提高品牌专用砂浆的声誉并确保质量，建议由标准编制组实施技术支持或监制; 4）专用砂浆掺合料所用的外加剂的选择至关重要，建议标准编制组能提供基本配方并协助选择外加剂，对此要实施有偿转让与服务； 5）建议标准编制组根据不同砂浆的专用特点与优势，协助企业调试、编制企业标准及产品说明书； 6）建议政府主管部门加大标准宣贯力度，并认真监督。   更多行业信息 新型砂浆网：http://www.maor.cn/ 保温工程网：http://www.bwgcw.com/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
