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专用砂浆是推广新型墙材确保工程质量的关键

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-12-28  来源:中国混凝土网  作者:中国建材报
核心提示:专用砂浆是推广新型墙材确保工程质量的关键
  编者按 本文在强调了预拌砂浆必须与工程应用紧密结合,必须适应墙材革新及满足各类新型砌体(墙体)的应用要求的同时,阐述了当前预拌砂浆的研发及推广思路。文中列举并介绍了几种加强新型墙体结构急需且已进入国家应用技术标准的几种专用砂浆研发的必要性,同时结合相关国家标准对砂浆性能、试验要求及相关配套技术等进行了论述,呼吁加强建材与建工的结合,瞄准墙材革新发展势头,尽早研发出新型墙体急需、性能可靠、经济合理的配套砂浆,并指导相关标准,以此推动预拌砂浆的健康、科学发展。 
  
  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)砂浆行业标准,然而由于我国建材与建工、产品与应用相互脱节的体制,使专用砂浆与工程应用衔接得不理想,即使有的地区采用了“专用砂浆”,也由于其技术的成熟性不到位,缺少必要的应用技术标准支撑,使得应用效果并不理想。与此同时,一些仅通过少量试验、缺少专用砂浆的针对性和适用性研究、品质低劣的冒牌产品充斥建筑市场,给建筑墙体的安全及耐久性带来一定的隐患,对此必须引起高度重视。 
  
  用于砌体结构的专用砂浆 
  
  众所周知,随着国家节能减排、墙材革新工作的大力推进,传统的黏土砖砌体正在被混凝土空心砌块、混凝土砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖及蒸压加气混凝土等砌块砌体所取代。由于这些新型墙体材料具有诸多不同于普通黏土砖的特殊性,其砌体结构也必须采用与自身性能相适应的砂浆进行砌筑和抹灰,以确保新型砌体结构的质量与安全。然而由于我国建材与建工的相互脱节,建材、建工的信息不对称,缺少应用专用砂浆必要性的宣传,再加上砂浆标准与应用技术标准分离,建材的砂浆标准未能很好地与设计、施工标准对接,且设计及质检人员又缺乏对专用砂浆性能的了解,形成了商家的专用砂浆卖不出去,设计、施工人员仍在沿用传统砂浆的局面,导致新型墙材砌体的质量降低,也影响了墙材革新工作的整体推进。笔者仅就与普通混凝土小型空心砌块、混凝土砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖及蒸压加气混凝土等相配套的专用砂浆的有关情况介绍如下: 
  
  1.混凝土小型空心砌块专用砌筑砂浆mb 
  
  混凝土小型空心砌块的特点是块体的铺浆面开有不小于40%的孔洞,使得砌筑铺浆面所剩无几,用传统的混合砂浆砌筑,其黏结强度、沿灰缝的抗剪强度会大打折扣,会影响砌体的强度及整体性。又由于砌块的高度尺寸为190mm,是普通黏土砖(高度为53mm)的3.6倍,传统的砌筑砂浆保水性、黏结性均较差,无法保证190mm高度的竖向砌筑面灰缝饱满,经现场查看发现墙体竖缝处普遍存在内外贯穿的透缝,这必将成为墙体渗、裂、漏的重要诱因,灰缝的不饱满,可大大降低墙体的整体刚度、削弱墙体的抗震性能。为确保混凝土小型空心砌块合理、安全地推广和应用,有效解决砌块建筑的“渗、裂、漏”质量通病,必须及早研发出适应小砌块特性的专用砂浆。同时面对混凝土小型空心砌块的应用领域正在向配筋砌块砌体高层建筑扩展的趋势,对这种由性能良好的混凝土空心砌块,工作性好、黏结性强的专用砂浆,高性能的灌孔混凝土和墙内配筋组成的装配式砌块砌体剪力墙结构体系,高品质专用砂浆已成为混凝土砌块及混凝土砖必备的配套材料。国家有关标准对混凝土砌块、混凝土砖专用砂浆的性能及应用均有相应规定。 
  
  2.蒸压加气混凝土专用砌筑砂浆ma
 
  
  由于蒸压加气混凝土制品表面吸水速度快,尤其制品在经钢丝切割时,被切割破裂的制品形成屑(渣)黏附于表面,普通砌筑砂浆抹在制品表面时,砂浆中的水分极易被吸水快的制品表面(砌筑面)和黏附于制品表面的渣屑所“抢夺”,严重影响了砂浆水化凝结,从而可降低灰缝黏结强度,即降低了砌体沿通缝抗剪切强度。震害调查及墙体构性试验表明墙体的阶梯型交叉裂缝均为砌体沿通缝抗剪不足所致,这已成为各方人士抵制应用蒸压加气混凝土制品的重要原因。因此开发、研制出工作性(保水性、流动性、黏稠性、吸附性)好且制取方便、价格合理的蒸压加气混凝土专用砂浆,将是加气混凝土砌块建筑推广中的关键材料与技术。近年来国内许多企业与科研院所对此进行了开发与创新,已形成各种配方的专利产品,但存在真假难辨、良莠不分的市场现状,更有的专利发明人连加气混凝土基本特性都不知晓,这样的专利砂浆更谈不上什么针对性与适用性了。为了确保蒸压加气混凝土专用砂浆的质量,中国加气混凝土协会组织中国建筑东北设计研究院等单位编制了国家行业标准《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》jc890-2000,已于2002年颁布。 
  
  由于我国的《砌体结构设计规范》尚未包括蒸压加气混凝土砌体,而现行《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》jgj/t17-2008中的砌体设计要求,没有规定必须采用专用砌筑砂浆,强度指标给出的仍是传统的普通砂浆。这种材料标准不与建筑应用技术标准挂钩的现状,阻碍了专用砂浆的推广和应用,只有将专用砂浆的优越性在应用技术标准的设计指标中加以体现,才能使人们真正体会到应用专用砂浆为建筑物的安全与耐久带来的好处。 
  
  国家行业标准《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》jc890-2000是2002年发布执行的,鉴于当时的认识程度和研究深度所限,该标准尚有诸多内容值得改进与完善。如黏结强度指标偏低,缺少砌筑砂浆的抗折强度,砂浆抗冻性等要求均应改进,同时要严格控制引气型外加剂的掺量。同时建议专用砌筑砂浆要给出砌体抗压强度与沿水平通缝的抗剪强度指标,这种材料标准中体现出应用所需的强度指标,应该是材料标准编制改革的方向。 
  
  正在编制的cecs标准《蒸压加气混凝土砌体结构技术规范》,其砌体强度设计值指用专用砌筑砂浆砌筑(ma)的加气混凝土砌块砌体的强度,通过规范的实施,将在蒸压加气混凝土砌块承重砌体范畴淘汰普通砂浆,以实现材料与技术的配套。 
  
  经验算及试验研究,规范规定的蒸压加气混凝土砌块砌筑砂浆强度等级为ma7.5、ma5、ma3.5,而行业标准jc890-2000的m2.5显然已不适用。承重蒸压加气混凝土砌块砂浆砌筑砌体通缝抗剪强度平均值不应低于0.14mpa,只有达到此目标,加气混凝土砌块砌体才可用于地震设防区的多层建筑。值得提出的是,应用专用砂浆的加气混凝土砌体应尽量为薄灰缝砌体,即灰缝厚度宜控制在3mm~5mm,因此应结合当地砌块尺寸精度状况推出黏结性好、耐久性强的专用黏结剂。研究表明,当灰缝厚度为3mm~5mm时,墙体不会在灰缝处产生热桥,这对减少保温墙体厚度、保护墙体应用质量与效果,无疑是十分有益的。 
  
  3.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖专用砌筑砂浆ms 
  
  由于蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖是半干压法生产的,制砖的钢模十分光亮,在高压力成型时会使砖质地密实、表面光滑,吸水率也较小,这种光滑的表面影响了砖与砖的砌筑与粘接,使墙体的抗剪强度较普通黏土砖低1/3(国家标准《砌体结构设计规范》就给出了较低的抗剪强度指标),从而影响了应用。因此,《砌体结构设计规范》除给定的砌体抗剪强度偏低以外,还给出了比烧结普通砖砌体高的高厚比修正系数,高厚比修正系数增大,必将减小高厚比,其结果必然会降低受压构件的承载力。因此,应尽早研发出工作性好、黏结力高、取材方便、经济合理的专用砂浆,以形成蒸压粉煤灰砖的成套技术。 
  
  近年来一些单位针对蒸压砖砌体抗剪强度低的特点,分别在改进蒸压砖砖型及研发新型专用砌筑砂浆上进行了不少工作。如将蒸压砖的砌筑面压制成若干凹槽,以增加砌体砌筑面的黏结力(增大砂浆与砌筑面的机械咬合力)。然而实践表明,此举并不能从根本上解决砖抗剪强度低的弊端,因砌砖时有顺有丁,当为丁时砌体抗剪强度几乎不提高。另外凹槽的存在,还降低了砖的抗折强度(试验表明约降低15%),这种顾此失彼且牺牲砖抗折强度的作法不可取。由于砖抗折强度的大小,会影响到墙体开裂荷载的大小,也影响墙体的延性,因此将砖成若干凹槽的做法值得商榷。 
  
  国家标准《砌体结构设计规范》正在修订并有望年内发布,该规范的第三章已将蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖专用砌筑砂浆纳入砌体力学性能指标当中,可供设计、施工人员采用,为科学、规范地推广蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的结构体系提供标准依据。 
  
  经验算及试验研究,蒸压砖专用砌筑砂浆要求工作性好、黏结力高且耐候性强,其强度等级宜为ms15、ms10、ms7.5、ms5共4种,而承重蒸压砖砌体通缝抗剪强度平均值不应低于0.29mpa。 
  
  由于蒸压砖的尺寸精确,也应将砌体改成薄灰缝砌体,以提高砌体的力学性能。 
  
  规范也给出了蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖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,供设计时采用。 
  
  4.混凝土小型空心砌块灌孔混凝土cb 
  
  如上所述,配筋砌块砌体高层建筑体系已不是传统的砌体结构,而是由性能良好的混凝土空心砌块,工作性好、黏结性强的专用砂浆,高性能的灌孔混凝土和墙内配筋组成的装配式砌块砌体剪力墙结构体系,因此高性能的灌孔混凝土必将成为这种结构体系的关键配套材料。虽然灌孔混凝土不属于砂浆范畴,但由于同属一种结构体系的配套材料,其配制技术也不难,建议在提供混凝土专用砌筑砂浆的同时也能提供专用的灌孔混凝土。 
  
  高性能的灌孔混凝土将砌块墙体的孔洞灌实后可起到3个作用,即:①增大墙体的净截面面积,帮助抵抗竖向及横向荷载;②使多叶墙在这一起共同工作;③当墙体承受横向荷载,如风、地震或土压力时,将应力从砌体传至钢筋。 
  
  在灌孔时,要求砌块墙体的孔洞上下对齐,并留有足够的浇灌空间。试验表明,混凝土空心砌块灌孔混凝土采用普通的细石混凝土难以达到整体黏结性要求,也就无法实现装配式剪力墙的力学模型。为此必须开发研制出高强度、高流态和低收缩(微膨)、高黏结性的混凝土。因为芯柱孔洞狭窄,加上水平钢筋、竖向钢筋,可灌孔空间很小,只有高流态(塌落度≥180mm)细骨料混凝土才能灌实,才能确保墙体的整体性。 
  
  新修订的国家行业标准《混凝土小型空心砌块灌孔混凝土》jc861对灌孔混凝土的技术指标要求为:①强度等级(cb)不应小于块材混凝土的强度等级;②设计有抗冻性要求的墙体,灌孔混凝土应根据使用条件和设计要求进行冻融试验;③坍落度不宜小于180mm、泌水率不宜大于3%及3天龄期的膨胀率不应小于0.025%,且不应大于0.5%,并应具有良好的黏结性。 
  
  国内有的工地应用灌孔混凝土不满足配筋剪力墙的设计要求,既缺少应有的黏结性,也缺少必小于0.025%的微膨胀性,不能使砌块与灌孔混凝土形成整体,大量的墙体构性受压试验表明,砌块砌体呈“剥花生”式破坏,即砌块的外壁先剥落,然后芯柱垮掉。这种各个击破的破坏方式说明砌块未与灌孔混凝土共同工作,对此必须予以高度重视。 
  
  《砌体结构设计规范》规定砌块砌体的灌孔混凝土强度等级分为cb20、cb25cb30、cb35、cb60共5个等级,以适应不同墙体的设计选用。 
  
  由于行业标准《混凝土小型空心砌块灌孔混凝土》jc861的试验研究背景偏少,按该标准配制的灌孔混凝土与在美国施工现场所见到的灌孔混凝土差别较大,建议有关单位能结合结构设计的需要,研发出真正高性能的灌孔混凝土。 
  
  结合墙材革新推广预拌砂浆 
  
  1.强化预拌砂浆与墙材革新的结合 
  
  当前各地都在大力推广施工方便、性能良好、洁净环保的预拌砂浆,一些省、市政府还出台了与推广应用预拌砂浆相配套的政策,并建立了服务、推广机制,然而实际的运行效果却不尽人意,如前几年应用推广较好的某城市,近来一些施工工地又开始现场搅拌砂浆了,究其原因仍是价格在作怪,比现场搅拌砂浆价格高2倍多的预拌砂浆推广难是一定的。笔者认为,预拌砂浆的推广要紧密结合墙体材料革新,要针对国家强制性标准《砌体结构设计规范》等墙体材料应用技术标准的条文要求,而不可就预拌推广预拌。 
  
  预拌砂浆推广应用的思路是:强化预拌砂浆与墙材革新的结合,以各类新型墙体材料、砌体结构及新型墙体急需配套的专用砂浆(通称高性能专用砂浆)为突破口,由此拉动其他各类砂浆干粉的市场应用。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。如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专用砌筑砂浆强度等级的代号为mb;蒸压粉煤灰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。在此基础上再适时推出普通砌筑、抹灰砂浆干粉及多种特种砂浆干粉,最终形成高性能砂浆干粉生产基地及产业化推广体系。 
  
  2.完善配套措施,形成技术体系 
  
  推广预拌砂浆不仅仅是解决产品的配方及产品的生产问题,其物流、储备及施工机具乃至产品和应用技术标准等都是亟待解决的环节,如国外的抹面砂浆都是用喷浆刮平法施工,美国的灌孔混凝土采用小型气泵浇灌,对开有大孔的块体材料利用专用铺灰器,对带有小孔的块体材料则采用专用的铺浆设备,既方便了施工,又节省了砂浆。 
  
  除此之外还要深层次地研究如何解决预拌砂浆价格偏高、市场不愿接受的问题,这个问题不解决,将制约预拌砂浆的健康、可持续发展。某市的调查表明,认为预拌砂浆价格偏高的占64%,对预拌砂浆不了解的占19%,认为订购预拌砂浆麻烦的占7%,对预拌砂浆质量没有把握的占3%,其他占7%。因此要调动材料研发、设备制造、物流管理及设计施工等方面的技术人员协同攻关,找出影响预拌砂浆推广的主要因素尤其是价格因素并加以解决。目前我国预拌砂浆干粉的生产工艺基本都是套用国外的生产线模式,这与我国国情有诸多不符之处,应尽早研究解决。 
  
  砂浆干粉标准及其应用技术标准是推广应用预拌砂浆极重要的技术文件,因此一定要重视编制标准的重要性,对成熟的专用砂浆要尽早请国内权威机构,由材料专家与结构专家共同确定砂浆的各项指标,通过研究性试验编制砂浆干粉标准及其应用技术标准,以保证预拌砂浆推广、应用的安全性与科学性。
 
 
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