《預拌砂漿》標準簡介

1、預拌砂漿標準簡介    張秀芳(中國建筑科學研究院建材所，北京100013)摘要：  簡要介紹了JGT2302007預拌砂漿編制的重要性及主要內容；通過試驗研究并結合我國的實際情況，分別制定了各品種砂漿的性能指標，重點論述了預拌砂漿的保水性、黏結強度、抗壓強度以及凝結時間等性能要求。關鍵詞：預拌砂漿；濕拌砂漿；干混砂漿；保水性；黏結強度中圖分類號：TU52805    文獻標志碼：  A   文章編號：1002-3550(2008)01-0090-050  引言  

2、  隨著建筑業(yè)技術進步和文明施工要求的提高，現(xiàn)場拌制砂漿日益顯示出其固有的缺陷，如砂漿質量不穩(wěn)定、材料浪費大、砂漿品種單一、文明施工程度低以及污染環(huán)境等。因此，取消現(xiàn)場拌制砂漿，采用工業(yè)化生產的預拌砂漿勢在必行，它是保證建筑工程質量、提高建筑施工現(xiàn)代化水平、實現(xiàn)資源綜合利用、減少城市污染、改善大氣環(huán)境、發(fā)展散裝水泥、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項重要舉措。    我國從20世紀90年代開始研究應用預拌砂漿這一新型建筑材料，現(xiàn)在預拌砂漿技術已經比較成熟，而且在各級政府部門的積極推動下，預拌砂漿生產廠如雨后春筍般在我國蓬勃發(fā)展，已形成一定的規(guī)模。目前我國推廣應用預拌砂

3、漿的條件已經具備，時機已經成熟，可以在全國范圍內逐步推廣應用。2007年6月6日，商務部、公安部、建設部等六部委聯(lián)合發(fā)布了關于在部分城市限期禁止現(xiàn)場攪拌砂漿工作的通知，要求北京、天津、上海等l0個城市從2007年9月1日起禁止在施工現(xiàn)場使用水泥攪拌砂漿(第一批)；重慶等33個城市從2008年7月1日起禁止在施工現(xiàn)場使用水泥攪拌砂漿(第二批)；長春等84個城市從2009年7月1日起禁止在施工現(xiàn)場使用水泥攪拌砂漿(第三批?？梢娢覈鴮ν茝V應用預拌砂漿采取了堅決的態(tài)度，并制定了相應的政策。但預拌砂漿作為一種產品，必須制訂出一個在技術上和管理上均具有可操作性的標準，使砂漿商品化做到技術先進、質量保證、經

4、濟合理。在這種形勢下，建設部于2005年下達了編制行業(yè)標準商品砂漿的任務，標準編制組成員來自北京、上海、廣州等預拌砂漿發(fā)展較快、較好的大城市，且多年從事預拌砂漿的研究、開發(fā)等工作，具有豐富的理論、實踐經驗。該標準現(xiàn)已頒布，標準號為JGT 2302007，于2008年2月1日起實施。由于“商品砂漿”用語不夠規(guī)范，故標準更名為預拌砂漿。該標準的實施對預拌砂漿的生產和應用以及建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將起到十分有力的推動作用。1預拌砂漿的分類和符號    根據(jù)砂漿的生產方式，將預拌砂漿分為濕拌砂漿和干混砂漿兩大類。將加水拌合而成的濕拌拌合物稱為濕拌砂漿，將干態(tài)材料混合而成的固態(tài)

5、混合物稱為干混砂漿。    濕拌砂漿包括濕拌砌筑砂漿、濕拌抹灰砂漿、濕拌地面砂漿和濕拌防水砂漿四種，因特種用途的砂漿黏度較大，無法采用濕拌的形式生產，因而濕拌砂漿中僅包括普通砂漿。干混砂漿又分為普通干混砂漿和特種干混砂漿。普通干混砂漿主要用于砌筑、抹灰、地面及普通防水工程，而特種干混砂漿是指具有特種性能要求的砂漿?？紤]到目前量大面廣、技術成熟的砂漿大部分為水泥基，且預拌砂漿標準未涉及非水泥基砂漿，因此標準定位于水泥基砂漿。本標準收納了目前技術比較成熟、有相應產品標準的十種特種干混砂漿，它們是：瓷磚黏結砂漿、耐磨地坪砂漿、界面處理砂漿、特種防水砂漿、自流平砂漿、灌漿

6、砂漿、外保溫黏結砂漿和抹面砂漿、聚苯顆粒保溫砂漿和無機集料保溫砂漿。關于預拌砂漿的符號，一是考慮以盡可能簡單的符號表征砂漿的信息，二是考慮到與國際接軌，因此，采用英文首字母表示。濕拌砂漿和普通干混砂漿采用兩位符號，特種干混砂漿采用三位符號。雖然有些特種干混砂漿現(xiàn)行產品標準中規(guī)定了其符號，但各行標的依據(jù)不統(tǒng)一，因此，為了規(guī)范預拌砂漿的符號，并能更好的與國際進行交流，本標準做了統(tǒng)一規(guī)定。2原材料    預拌砂漿所涉及的原材料較多，除了通常所用的膠凝材料、集料、礦物摻合料外，還需根據(jù)砂漿性能摻加保水增稠材料、添加劑、外加劑等材料，使得砂漿的材料組成少則五六種，多的可達十

7、幾種。由于砂漿是與基體共同構成一個單元，只要砂漿與基體一接觸，砂漿就會被基體吸去水分，同時砂漿外表面也向大氣中蒸發(fā)水分，因而砂漿的保水性和黏結強度就顯得尤其重要。    為了使砂漿獲得良好的保水性，通常需要摻人保水增稠材料。保水增稠材料分為有機和無機兩大類，主要起保水、增稠作用，它能調整砂漿的稠度、保水性、黏聚性和觸變性。常用的有機保水增稠材料有甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素等，以無機材料為主的保水增稠材料有砂漿稠化粉等。目前，大多數(shù)保水增稠材料尚無國家或行業(yè)標準，而且有機保水增稠材料的種類較多，每種又有不同的性能(如黏度)，因此本標準規(guī)定，采用保

8、水增稠材料時，必須有充足的技術依據(jù)，并應在使用前進行試驗驗證。有標準的應執(zhí)行相應標準，如用于砌筑砂漿的增塑劑應符合JGT l 642004砌筑砂漿增塑劑的規(guī)定。特種干混砂漿都要求有較高的黏結強度，這可通過摻加可再分散乳膠粉來提高砂漿的黏性，它也是干混砂漿中重要的添加劑之一，而可再分散乳膠粉種類繁多，且目前尚無國家或行業(yè)標準，因此本標準規(guī)定使用其應有充足的技術依據(jù)，并應在使用前進行試驗驗證。    此外，特種干混砂漿中通常還摻加一些填料，如重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、石英粉、滑石粉等，其作用主要是增加容量，降低生產成本，這些惰性材料通常沒有活性，不產生強度。3預拌砂漿的

9、技術要求31  強度等級    抗壓強度是砂漿最基本的性能指標，因此根據(jù)抗壓強度劃分普通預拌砂漿的強度等級，其可選范圍見表l。  砌筑砂漿規(guī)定了7個強度等級，其中M20以上高強度等級砌筑砂漿主要是滿足混凝土小砌塊配筋砌體結構的需要。以往現(xiàn)場拌制的抹灰砂漿通常是按照材料組份和比例來劃分抹灰砂漿種類，而沒有對抗壓強度提出要求。隨著水泥強度的提高，純水泥砂漿的強度也越來越高，這不僅造成材料的浪費，還對砂漿質量產生不利的影響。預拌砂漿中通常都摻人一定量的活性礦物摻合料及外加劑，一來可以改善砂漿的性能，二來可降低成本，如再采用材料比例劃分抹灰砂漿就不科學

10、了。對于抹灰砂漿來說，黏結強度比抗壓強度更重要，黏結強度高的砂漿更容易與基層黏結牢固。但黏結強度的試驗方法較復雜且復演性較差，相比之下抗壓強度的試驗方法較簡單且復演性較好，也比較成熟，另外，黏結強度與抗壓強度在一定范圍內有一定的相關性，而國外也大多采用抗壓強度而不是黏結強度來表征抹灰砂漿的性能。因此，本標準采用抗壓強度劃分抹灰砂漿的類型。根據(jù)施工現(xiàn)場抹灰砂漿的抗壓強度一般在520 MPa，抗壓強度太高，并不利于砂漿與基層黏結牢固，故規(guī)定4個強度等級。 地面砂漿的強度等級是根據(jù)GB 50209-2002建筑地面工程施工質量驗收規(guī)范規(guī)定：“水泥砂漿面層強度等級不應小于Ml5”，確定了Ml5、M20

11、、M25這3個等級。 普通防水砂漿具有一般的防水、防潮功能，強度較低的砂漿難以滿足抗?jié)B性能的要求，因此規(guī)定Ml0、Ml5、M20這3個強度等級，抗?jié)B等級取為P6、P8、Pl0。32保水性 雖然砂漿與混凝土的一些主要成分相同，但他們的作用卻不相同。通常混凝土都澆筑在模具中，其能保持住大部分水，且混凝土本身可單獨作為一個結構單元；而砂漿通常被砌筑在吸水塊材之間或涂抹在基層上，與基體共同構成一個整體。只要砂漿與塊材或基層一接觸，砂漿就被吸去水分，同時砂漿外表面也向大氣中蒸發(fā)水分，導致砂漿因失水而水分不足，影響了水泥的進一步水化，進而影響了砂漿強度的正常發(fā)展。另外，涂抹類砂漿通常厚度較薄、表面積較大，

12、更容易因干縮而引起開裂，由此可見，砂漿保水性對砂漿性能有較大的影響。保水性良好的砂漿，水泥水化比較充分，強度能得到正常的發(fā)展，與基層能較好地黏結在一起。 目前國家限制使用實心黏土磚，而大力推廣使用新型墻體材料，特別是采用工業(yè)廢渣生產的墻體材料，這些材料的吸水量、吸水速度與燒結黏土磚有較大的差異，需要砂漿具有更好的保水性。因此，本標準強調了預拌砂漿的保水性能并通過試驗確定其指標。 我國傳統(tǒng)上是采用分層度表征砂漿的保水能力，但該方法所需試驗時間較長，操作誤差也較大。國外大部分是以保水性來衡量砂漿的保水能力，它更能精確地反映砂漿的保水能力。本著優(yōu)先采用國際標準的原則，本標準也采用保水性評價砂漿的保水

13、能力并給出相應的性能指標。 標準編制組從市場上采集了lo種普通干混砂漿樣品，由編制單位同步進行保水性的對比試驗，同時也進行了部分水泥石灰混合砂漿以及摻稠化粉砂漿的試驗，部分試驗結果見表2。此次試驗共取得56個試驗數(shù)據(jù)，其中保水性88的數(shù)據(jù)占91，最小值為864(此時砂漿稠度為110 mlTl)，因此，本標準規(guī)定：濕拌砂漿和普通干混砂漿的保水性均要求88。從試驗結果還可看到，砂漿的稠度對保水性是有影響的，二者之間成反比關系。為了使各次試驗結果具有可比性，規(guī)定了各品種砂漿試驗時的稠度取值范圍，即普通干混砂漿試驗時的稠度為：砌筑砂漿7080 mm，抹灰砂漿90100 mm，地面砂漿4555 mm，普

14、通防水砂漿7080 mm；濕拌砂漿按實際稠度試驗。33黏結強度 抹灰砂漿涂抹在建筑物的表面，除了可獲得平整的表面外，還起到保護墻體的作用。抹灰砂漿容易出現(xiàn)的質量問題是開裂、空鼓、脫落，其原因除了與砂漿的保水性低有關外，主要原因還與砂漿的黏結強度低有很大關系。因此，GB 502102001建筑裝飾裝修工程質量驗收規(guī)范中規(guī)定“外墻和頂棚的抹灰層與基層之間及各抹灰層之間必須黏結牢固”，“抹灰層與基層之間及各抹灰層之間必須黏結牢固，抹灰層應無脫層、空鼓，面層應無爆灰和裂縫?！笨梢?，黏結強度是抹灰砂漿的一個重要性能。只有砂漿具有一定的黏結力，砂漿層才能與基底黏結牢固，長期使用不致開裂或脫落。雖然都認識到

15、黏結強度對抹灰砂漿的重要性，但目前的標準規(guī)范中只對砂漿的黏結性能提出定性的規(guī)定，而沒有給出定量的要求。因此，本標準擬通過大量的試驗來確定抹灰砂漿的黏結強度。 編制組對從市場上采集到的lo種普通干混砂漿樣品進行了拉伸黏結強度的對比試驗，試驗分兩個階段進行。第一階段是確定砂漿涂層的厚度、試件齡期，試件養(yǎng)護濕度取為4575，部分試驗結果見表3。  從表3可見，與l4 d拉伸黏結強度相比，28 d拉伸黏結強度大部分提高，但提高的幅度不一樣，有些砂漿還降低，這可能是由于試件的養(yǎng)護濕度變化所致。為了盡量縮短試驗周期，并考慮到大多數(shù)行業(yè)標準中黏結強度試驗的齡期為14 d，故本標準規(guī)定試件齡期為14

16、 d。關于砂漿涂層厚度的影響，大部分試驗結果是隨著涂層厚度的增加，黏結強度下降。考慮到砂漿自身黏結強度本來就低，厚度增大會加大數(shù)據(jù)的離散性。另外，目前我國抹灰砂漿還處于手工操作，勞動強度大，抹灰層厚度受施工水平限制，一般在20mm左右，分23次完成，每層厚度大約在67 mm，且砂子的最大粒徑為5 mm?？紤]到某些特種干混砂漿產品標準中規(guī)定黏結強度試驗時的涂層厚度為3 mm，因此本標準規(guī)定砂漿涂層厚度為6 mm，這樣也可以將2塊3 min厚的成型框疊在一起使用。對第一階段的試驗結果進行總結、分析，由于普通干混砂漿的黏結強度較低，造成數(shù)據(jù)的離散性較大，遂開展了第二階段的試驗研究，試圖通過采取一些措

17、施解決數(shù)據(jù)離散性大的問題。考慮到有些大城市在進行墻體抹灰時，預先在基層上涂抹一層界面劑，然后再進行抹灰。因此，我們采取在基底水泥砂漿試塊上先涂一薄層界面劑，待表面稍干后，再涂待檢砂漿，養(yǎng)護到規(guī)定齡期測試其拉伸黏結強度。根據(jù)第一階段的試驗結果，選取試件齡期為14 d，涂層厚度為6 min，選取兩個濕度：濕度6080、濕度95，對同一樣品進行涂與不涂界面劑以及不同濕度的對比試驗，部分試驗結果見表4。 試驗結果表明，雖然涂界面劑后可以減小數(shù)據(jù)的離散性，但界面劑對黏結強度的影響規(guī)律不盡一致。對于自身黏性不好的砂漿，經過界面劑處理后，黏結強度普遍提高，但提高的幅度不一樣；對于自身黏性較好的砂漿，經過界面

18、劑處理后，黏結強度有的不變，有的還降低，說明界面劑對其沒有發(fā)揮作用。試驗結果表明，基底水泥砂漿試塊經過界面劑處理后，不能真實反映所檢砂漿自身的黏結性能，不具有代表性，因此沒有采用涂界面劑的方法。  在第一階段試驗中，采用的養(yǎng)護濕度為45075，但發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護濕度太低，不利于砂漿強度的發(fā)展，也容易造成試驗結果的復演性差，因此，在第二階段試驗中將養(yǎng)護濕度提高到6080，并增加一個濕度：95，以研究不同濕度的影響。從表4看到，隨著養(yǎng)護濕度的提高，砂漿的黏結強度也提高。但考慮到實際工程中抹灰砂漿處在大氣環(huán)境中，而大氣中的濕度較低，如規(guī)定試件的養(yǎng)護濕度太高，則與實際工程相差較大，不能很好地反映實際

19、工程情況；如規(guī)定試件的養(yǎng)護濕度太低，不利于砂漿強度的增長。另外，為了使預拌砂漿試驗試件能在一個養(yǎng)護室養(yǎng)護，并參考特種砂漿的試驗環(huán)境，規(guī)定了本標準黏結強度試件的養(yǎng)護條件。 根據(jù)上述試驗結果，我們確定了砂漿拉伸黏結強度的試驗方法：直接在基底塊上涂抹待檢砂漿，涂層厚度為6mm，試件在空氣溫度為(23±2)、相對濕度為60-80的環(huán)境下養(yǎng)護14 d。 由于大部分濕拌砂漿、普通干混砂漿的拉伸黏結強度都大于O20 MPa，低于020 MPa的砂漿黏性較差、可施工性不好，因此規(guī)定抹灰砂漿、普通防水砂漿的拉伸黏結強度i>020 MPa，但對于M5抹灰砂漿，由于砂漿抗壓強度較低，并且大部分用于室

20、內，故規(guī)定其拉伸黏結強度I015 MPa。 由于濕拌砂漿和普通干混砂漿自身的黏結強度較低，測試結果離散大，因此規(guī)定至少制備l0個試樣，且有效數(shù)據(jù)不少于6個。建議各地檢測部門嚴格檢驗條件，控制檢驗參數(shù)，加強人員培訓，提高復演性。34凝結時間 濕拌砂漿是由專業(yè)生產廠加水攪拌好后運到施工現(xiàn)場的，且運送的方量較多。由于目前砂漿施工仍為手工操作，施工速度較慢，砂漿不能很快使用完，需要在施工現(xiàn)場儲存一段時間。為給施工提供方便，特別是使下午送到現(xiàn)場的砂漿能儲存到第2天繼續(xù)使用，故規(guī)定濕拌砂漿設計凝結時間最長可達24 h，具體的凝結時間可由供需雙方根據(jù)砂漿品種及施工需要而定。JGJ 70一90建筑砂漿基本性能

21、試驗方法中規(guī)定砂漿凝結時間的測定方法是盛載砂漿的試模在(20+2)的室溫條件下保存，并每隔30 min測定一次。由于濕拌砂漿凝結時間較長，如每隔30 min測定一次，就會造成測定次數(shù)太多，而且也沒有必要，因此規(guī)定濕拌砂漿凝結時間的測定時間取為該砂漿凝結時間的l4、12、34和凝結時間對應的時間。另外，濕拌砂漿運到現(xiàn)場后需要貯存在密閉容器中，因此規(guī)定凝結時間試驗時盛載砂漿的容器應貯存在密閉容器中。 普通干混砂漿是在現(xiàn)場加水拌和的，可隨用隨拌，不需要儲存太長時間，因而規(guī)定其凝結時間為38 h。凝結時間的試驗方法可按JGJ 7090的規(guī)定進行。35抗壓強度 JGJ 70一90建筑砂漿基本性能試驗方法

22、中規(guī)定砂漿抗壓強度試模采用無底模，基底采用普通黏土磚，這一規(guī)定是根據(jù)當時墻體材料基本上為黏土磚而制定的。隨著新型墻體材料的發(fā)展，實心黏土磚的使用越來越受到限制，取而代之的是新型墻體材料如混凝土小砌塊、加氣混凝土砌塊等。由于這些新型墻體材料與燒結黏土磚的性能不同，吸水率及吸水速度等都不一樣，因而JGJ 7090中規(guī)定的砂漿抗壓強度試驗方法已不能滿足新型墻體材料的發(fā)展，有必要對其試驗方法進行修改。目前，JGJ 70一90正在修訂之中，擬將無底試模改為有底試模。為此，編制組也對預拌砂漿進行了無底試模與有底試模的對比試驗，采用磚底模時砂漿稠度控制在7090 mm，采用鋼底模時砂漿稠度控制在4050 mm，試驗結果見表5。 從表5可以看到，采用有底模后砂漿抗壓強度降低6-52，降低幅度較大。因目前JGJ 70一90建筑砂漿基本性能試驗方法正在修訂之中，其中抗壓強度試驗擬由原來的無底模改為有底模，并相應給出一個換算系數(shù)。鑒于目前