摘要：通過研究石灰－水泥體系抹灰砂漿中水泥品種及其用量、石灰的用量，以及引氣劑、憎水劑、纖維素醚對其施工性能、強(qiáng)度以及柔韌性的影響規(guī)律，制備出了一種性能優(yōu)良、成本低廉的抹灰砂漿，并介紹了抹灰砂漿在施工過程中應(yīng)該注意的問題。
關(guān)鍵詞：抹灰砂漿；強(qiáng)度；柔韌性；憎水性
0引言
抹灰砂漿在建筑工程中的用量僅次于混凝土，是建筑中重要的組成部分，也是預(yù)拌砂漿中占比例最大的部分[1]。在現(xiàn)今應(yīng)用廣泛的聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)中，石灰－水泥抹灰砂漿應(yīng)用于整個(gè)系統(tǒng)最外層，由于其具有優(yōu)良的柔韌性和憎水性，因此對外墻外保溫體系有較好的保護(hù)和裝飾功能。目前，國外尤其是歐洲用石灰－水泥抹灰預(yù)拌砂漿＋涂料對內(nèi)外墻進(jìn)行處理的方法十分普遍，國內(nèi)市場的潛力很大。
1原料與試驗(yàn)方法
1.1原材料
膠凝材料：（1）拉法基P•O 32.5級(jí)水泥；（2）32.5級(jí)白水泥；（3）P•S 32.5礦渣水泥；(4)熟石灰
砂：采用20－40目，40－80目石英砂
引氣劑：十二烷基硫酸鈉
憎水劑：瓦克有機(jī)硅Powder A粉劑
1.2 試驗(yàn)方法
強(qiáng)度、密度試驗(yàn)參考中華人民共和國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC 890－2001《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》進(jìn)行測試。
2試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1水泥品種對抹灰砂漿性能的影響
本試驗(yàn)基于砂漿的普遍適用性、砂漿的裝飾作用以及成本方面考慮，進(jìn)行了三種相同強(qiáng)度等級(jí)（32.5）水泥品種的試驗(yàn)。普通硅酸鹽水泥在預(yù)拌砂漿中運(yùn)用普遍，白水泥砂漿可用作裝飾作用要求更強(qiáng)的工程，礦渣水泥成本低于前兩種水泥品種，而且在石灰—水泥砂漿體系的氫氧化鈣堿性環(huán)境中，礦渣的火山灰活性的激發(fā)對砂漿的耐久性有積極的影響。圖一為不同品種水泥在相同用量10％（熟石灰用量均為20％）時(shí)14d強(qiáng)度對比圖：
從圖一中可以觀察到普通硅酸鹽水泥抹灰砂漿的強(qiáng)度高于白水泥和礦渣水泥抹灰砂漿的強(qiáng)度，因此，在保證砂漿施工性能、保水性能等性能要求的下，普通硅酸鹽水泥具有更高的強(qiáng)度，在一些強(qiáng)度要求較高的工程中適于使用。由于試驗(yàn)測定的是7d的強(qiáng)度，礦渣水泥的后期強(qiáng)度認(rèn)為沒有發(fā)揮出來，但其耐久性能優(yōu)良。白水泥由于其顏色較淡，易于之后的顏色較淺涂料的涂刷上色。因此可以看出，水泥品種的選用應(yīng)考慮實(shí)際工程的要求，因地制宜。
2.2石灰用量對砂漿強(qiáng)度以及壓折比的影響
本試驗(yàn)對抹灰砂漿中石灰的用量進(jìn)行了研究，探索其對砂漿強(qiáng)度的影響規(guī)律及其水化的特性。并且由于砂漿中加入了引氣劑，改善了新拌砂漿的工作性，但是會(huì)降低砂漿的強(qiáng)度，但對砂漿的壓折比有有利的影響，結(jié)果如圖二所示：
從圖二可知，隨著抹灰砂漿中石灰用量的增加，14d抗壓強(qiáng)度隨之增大，用量為6％時(shí)最低，為0.73MPa，用量為25％時(shí)最高，為1.27MPa；壓折比先是增加，達(dá)到約2.5后開始，在石灰用量在20％的時(shí)候達(dá)到最低值1.9，之后又開始增加。綜合考慮來講，強(qiáng)度與壓折比在石灰用量為20％時(shí)達(dá)到最佳的性能，即抗壓強(qiáng)度比較高同時(shí)壓折比最低。
柔韌性的表征指標(biāo)很多，例如測量斷裂能、抗壓模量、極限應(yīng)變等方法，但是最簡單、方便且準(zhǔn)確的方法就是壓折比?？紤]柔韌性是由于抹面砂漿在外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)用過程中應(yīng)該具有保護(hù)功能，防止保溫體系收到撞擊的破壞；另一方面，柔韌性對砂漿的抗裂性能有較強(qiáng)的影響，特別是對抹面砂漿來說，開裂是其最致命的傷害，開裂之后容易造成水的滲入，造成抹面層的脫落，破壞整個(gè)抹面層體系。
2.3水泥用量對抹灰砂漿性能的影響
在抹灰砂漿中，水硬性膠凝材料——水泥是砂漿強(qiáng)度的主要來源：水泥用量過少會(huì)影響砂漿的強(qiáng)度，但是水泥用量過大會(huì)造成砂漿收縮加劇，從而造成砂漿的開裂等不良影響，耐久性變差；同時(shí)會(huì)加大砂漿的成本，綜合考慮來說，應(yīng)該在保證新拌砂漿工作性能以及后期砂漿強(qiáng)度和耐久性的前提下盡量降低砂漿中水泥的用量。
本試驗(yàn)采用了5％，10％，15％，20％四種水泥用量（其中石灰的用量均為10）得到的結(jié)果如圖三所示：
從圖三中柱形圖可以觀察到：隨著水泥用量的增加，抹灰砂漿的抗壓強(qiáng)度呈明顯的增加趨勢，在水泥用量為20％時(shí)達(dá)到此系列試驗(yàn)的最大的抗壓強(qiáng)度，為2.77MPa；在水泥用量為15％時(shí)抗壓強(qiáng)度為1.70MPa。從曲線圖可以觀察到：砂漿的壓折比是隨水泥用量的增加增大的，在水泥用量為10％，15％時(shí)趨于平穩(wěn)，約為2.4左右，在水泥用量為20％時(shí)，壓折比有上升的趨勢，達(dá)到2.7。
3試驗(yàn)機(jī)理分析及施工注意事項(xiàng)
3.1引氣劑、憎水劑、纖維素醚對砂漿性能的影響
引氣劑主要應(yīng)用于混凝土，是指在混凝土中形成一些細(xì)小的圓形封閉氣孔，可進(jìn)一步提高混凝土的流動(dòng)性，減少拌合物的離析和泌水，提高混凝土的均勻性，改善混凝土的耐久性（抗?jié)B性、抗凍性）[2]。引氣劑在砂漿中的作用與在混凝土中的作用相似：1、改善砂漿的和易性：在漿體中形成的大量的微小的封閉狀氣泡，這些微氣泡如同滾珠一樣，減少集料顆粒之間的摩擦阻力，增加拌合物的流動(dòng)性；2、減低干拌砂漿的強(qiáng)度：由于漿體中產(chǎn)生更多的氣泡，降低漿體的密度，使砂漿的孔隙率增加，從而降低的砂漿的強(qiáng)度，特別是抗壓強(qiáng)度。但是由于砂漿中存在大量的氣泡，使砂漿彈性變形增大，有利于提高其抗裂性能；3、提高砂漿的抗?jié)B性、抗凍性：由于引氣劑引入的是封閉均勻的小孔，阻斷了較大的貫穿孔，同時(shí)小孔具有緩沖膨脹力的作用，有利于提高砂漿的抗?jié)B性和抗凍性。總之，在抹灰砂漿中加入引氣劑能夠改善新拌砂漿的和易性，同時(shí)對提高砂漿的抗凍、抗?jié)B性能從而提高砂漿的耐久性；但是由于引氣劑會(huì)使強(qiáng)度的降低，因此要控制其最佳用量。
憎水劑的成分是粉末狀硅烷，在遇水后能夠在砂漿的表面形成膜結(jié)構(gòu)，具有憎水的效果。相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)表面防水處理是提高混凝土耐久性的一個(gè)有效的措施[3],它能在硬化砂漿的表面形成一層具有透氣性的膜結(jié)構(gòu)，防止結(jié)構(gòu)外部的水滲入。一方面，由于其有透氣性，砂漿內(nèi)部的水氣能夠透過此膜，有利于結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分的排出。另一方面，由于這層膜具有憎水性，能夠使濺落在砂漿或者砂漿外層涂料上的水滴以更快的速度下落到墻體的根部，減小水分滲入的時(shí)間，增強(qiáng)憎水的效果。
纖維素醚在砂漿中起著保水、增稠、改善施工性能等作用。良好的保水性能夠保證延長砂漿的開放時(shí)間，并且減小砂漿由于水化不充分而造成的墻面掉粉、起砂現(xiàn)象。增稠作用能夠增加新拌砂漿的濕粘性，改善砂漿與基體的濕粘結(jié)性能，提高砂漿的利用率，減少浪費(fèi)。
3.2石灰在砂漿中作用機(jī)理分析
在建筑業(yè)所使用的石灰漿體是通過兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程來完成的，即通過干燥硬化和碳酸化而獲得強(qiáng)度：1、干燥硬化，石灰漿體在干燥過程中，由于水分的蒸發(fā)形成孔隙網(wǎng)，這時(shí)留在孔隙內(nèi)的自由水，由于水的表面張力，在最窄處具有凹形彎月面，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，使石灰離子更加緊密而獲得附加強(qiáng)度。2、石灰漿體的碳酸化，干燥硬化石灰漿體從空氣中吸收二氧化碳，可以生成實(shí)際上不溶解的碳酸鈣。碳酸鈣的晶?；ハ喙采?，由表面逐漸向內(nèi)部增加。碳酸鈣固相體積比氫氧化鈣固體體積稍微增大一些，使硬化石灰漿體更加緊密，從而使它堅(jiān)固起來[4]。本試驗(yàn)進(jìn)行的X－RD試驗(yàn)結(jié)果如圖四所示：
從圖四中可以觀察到：在相同的角度下， 表示的Ca（OH）2經(jīng)過水化后，在空氣中與CO2反應(yīng)生成了CaCO3, 表示的峰顯示，CaCO3的量是增加的，Ca(OH)2的量在減少，說明石灰與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈣。
3.3工程應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
對基層墻面的要求：基墻必須保持清潔、干燥、無霜凍、無粉塵、無粉化返堿，無墻面松動(dòng)或涂料剝落現(xiàn)象。同時(shí)墻面各處要求吸水率均勻一致，且要求有一定的粗糙度，基面必須無憎水劑處理。
砂漿施工：施工前必須將所有設(shè)備安裝孔及縫隙用合適的材料封口，在安裝其它墻體材料或做天花板時(shí)必須用抹刀進(jìn)行一次深至基底的刀切。必要時(shí)可潤濕墻面，但要求墻面無水膜形成，施工時(shí)用不銹鋼金屬板涂抹。在表面開始硬化時(shí)，用不同的工具進(jìn)行不同的表面抹平處理。此砂漿適用于所有灰漿機(jī)進(jìn)行機(jī)械噴涂作業(yè)，但不適用噴涂在瓷磚貼面。此外，必須保證此砂漿充分干透才可進(jìn)行飾面層的施工。等待時(shí)間每公分厚度至少10天。
注意事項(xiàng)：在施工及養(yǎng)護(hù)期間，氣候、材料及墻體本身的溫度必須高于＋5℃。剛上墻的灰漿需保持至少2天的濕環(huán)境，如有使用加熱設(shè)備（尤其是在使用燃?xì)庠O(shè)備）時(shí)，要保持良好的通風(fēng)（考慮到碳化反應(yīng)），不允許直接對灰漿加熱（防止有機(jī)添加劑受熱而遭到破壞）。
4 結(jié)論
?。?）抹灰砂漿中水泥品種的選擇應(yīng)該復(fù)合實(shí)際工程中的要求，不同情況使用不同種類的水泥；抹灰砂漿由于要保證自身的柔韌性，水泥和石灰的用量要相互配合和適應(yīng)，經(jīng)過試驗(yàn)可知，水泥用量為10－15％，石灰用量為20％時(shí)，在保證新拌抹灰砂漿工作性能的情況下強(qiáng)度與柔韌性達(dá)到較好的結(jié)果。
?。?）抹灰砂漿中添加的引氣劑、憎水劑和纖維素醚能夠明顯的改善新拌砂漿的工作性，提高施工效率以及砂漿的利用率，減少浪費(fèi)；引氣劑的加入能夠改善砂漿的柔韌性，提高砂漿的耐久性；憎水劑的添加能夠使砂漿能夠在濕的環(huán)境中廣泛應(yīng)用，以保證砂漿不被水破壞。
參考文獻(xiàn)：
[1]王新民，李頌.新型建筑干拌砂漿指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004:134-139.
[2]戰(zhàn)洪艷,混凝土表面有機(jī)硅處理與抗氯離子侵蝕性[D].青島:青島建筑工程學(xué)院,2004.
[3]吳中偉, 廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,1999:101-103.
[4]林宗壽等.無機(jī)非金屬材料工學(xué)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1999:180-181.
