加气混凝土砌块墙体配套砂浆研究.pdf

中国科技核心期刊 杆 癯 建巍 加笺混凝士砌块墙体配套砂浆研究 易晓园， 张爱玲 ( 四J I 大学锦城学 院， 四川 成都6 1 1 7 3 1 ) 摘要 ： 加气混凝土砌块强度高、 保温隔热性好、 质量轻、 可加工性强、 生产能耗低， 能同时满足墙材革新和节能要求。 但由于加气 混凝土 的多孔特性使得传统砂浆用于砌筑和 抹灰时容 易产生开裂 、 空鼓甚至脱落等 问题 ， 这严重 阻碍 了加气混凝土的广泛应用 。针 对这些 问题 ， 在对 复合外加剂的各个组分 ( 塑化剂、 可再分散乳胶粉 、 纤维素醚 、 聚 丙烯纤 维等) 对砂 浆主要力学性能和工作性能 ( 强 度、 保水性 、 收缩性等) 的影 响实验对 比后， 确定了加气混凝土配套砌筑砂浆 、 界面 砂浆和抹灰砂浆 的配比， 并与普通砂 浆进行 _性 能对比， 效果显著 。 关键词 ： 加气混凝土； 抹灰砂浆； 可再分散乳胶粉 中图分类号： T U 5 7 + 8 1 文献标识码： A 文章编号： l O O l 一 7 0 2 X( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 6 6 0 4 Re s e ar c h on s uppo r t i ng m o r t ar f o r a e r a t e d c o nc r e t e bl oc k wal l YI Xi a o y ua n， ZHANG Ai l i n g i n c h e n g C o l l e g e o f S i c h u a n U n i v e r s i t y ， C h e n g d u 6 1 1 7 3 1 ， S i c h u a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Th e a e r a t e d c o n c r e t e b l o c k s h a v e a s y s t e m me r i t s u c b a s s t r e n g t h ， l i g h t w c i g h t ， h e a t - i n s u l a t i n g， wo r k a b i l i t y a n d l o w e n e r g y c o n s u mp t i o n S o i t c a n me e t t h e d e ma n d o f wa l l i n n o v a t i o n a n d e n e r g y s a v i n g a t t h e s a me t i me Ho we v e r be c a u s e o f t he p o r o u s p r o p e r t i e s o f a e r a t e d c o n c r e t e ， t r a d i t i o n a l ma s o n r y a n d p l a s t e rin g mo r t a r u s e d t o ma k e i t e a s y t o c r a c k o r p e e l o ff， wh i c h s e v e r e l y a f f e c t i t s wi d e a p p l i c a t i o n To s o l v e t h e s e p r o b l e ms ， a fte r c o mp a r i s o n t e s t s o f t h e e f f e c t o f e a c h c o mp o n e n t o f t he c o mp o s i t e a d mi x t u r e ( p l a s t i c i z i n g a g e n t ， r e d i s p e r s i b l e l a t e x p o wd e r ， c e l l u l o s e e t h e ， p o l y p r o p y l e n e fi b e r ， e t c ) o n t h e ma i n me c h a n i c a l p r o p e rti e s a n d wo r k i n g pe rfo r ma n c e o f mo r t a r ( s t r e ng t h， wa t e r r e t e n t i o n， s h rin k a g e， e t c )， t h e p a p e r de t e r mi n e d t h e mi x o f s p e c i a l mo r t a r ( ma s o nry mo rta r ， i n t e rfa c e mo rta r a n d p l ast e r i n g mo rta r ) f o r a e r a t e d c o n c r e t e ， a n d c o mp are d wi t h o r d i n a r y c e me n t mo rta r ， t he e f f e c t i s r e mark a b l e Ke y wo r ds a e r a t e d c o n c r e t e， ma s o n r y mo rtar， r e d i s p e r s i b l e l a t e x p o wd e r 在对加气混凝土砌体开裂、 空鼓的研究中， 砂浆因素也不 容忽视。因此， 除改善加气混凝土砌块材料性能和规范施工 方法外， 研究加气混凝土砌块配套材料( D n 气混凝土砌体用砂 浆) 的性能， 分析砂浆与加气混凝土砌块的匹配性对于防止加 气混凝土砌块墙体开裂有重要意义ll l 。 1 砂浆对加气混凝土砌块墙体裂缝的影响 1 1 砌筑砂浆的影响 目 前， 一些工程砌筑墙体时直接使用普通水泥砂浆。由 于水泥砂浆保水性差、 而加气混凝土砌块吸水性较强， 影响了 收稿 日期： 2 0 1 4 1 1 - 1 3 作者 简介 ： 易晓 园， 女 ， 1 9 8 2年生 ， 四 I I 成 都人 ， 硕士 ， 讲师 ， 研究 方 向： 城 乡规划 、 建筑 科学 。地址 ： 成 都市高新 西区西源大 道 1号 ， E ma i l ： 3 28 9 9 5 8 q qc o rn 。 6 6 新型建筑材料 2 0 1 5 2 砂浆的水化， 降低了填充墙的抗剪强度及砂浆与砌块的粘结 强度。同时， 在砌筑时竖向灰缝的饱满度往往达不到要求， 许 多竖向灰缝宽度不到1 0 m m ，也会造成砂浆和砌块之间的粘 结强度降低， 墙体容易出现竖向裂缝翻 。 水平灰缝的饱满度一 般能达到要求， 但厚度过大甚至达到3 0 m m ， 不仅浪费砂浆而 且灰缝的收缩也会加大。由于砂浆早期收缩较大， 水平灰缝 厚度过大必然加剧了填充墙的竖向沉降， 影响砌体与梁或板 底的紧密结合， 产生结合部位的水平裂缝。而且随着灰缝厚 度的增加， 灰缝内砂浆横向变形加大， 加大了砌体受压后内部 拉、 弯、 剪等复杂应力， 使墙体开裂3 1 。 1 2 抹面砂浆的影响 一 般抹灰材料均为脆性材料， 弹性模量大， 而加气混凝土 弹性模量小， 吸水后膨胀， 失水后收缩， 造成两种材料变形不 一 致， 在干缩或温度变化时， 其结合面产生剪应力。同时由于 界面材料与砌体的收缩特性相差过大， 使砌体内部产生拉应 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 易晓园， 等： 加气混凝土砌块墙体配套砂浆研究 力， 这种应力负荷到干缩而产生的拉应力上来， 就加剧了裂缝 的发展及过早地出现。 而常用的 1 ： 3 或1 ： 2 5的抹灰水泥砂浆 强度也大大高于加气混凝土砌块， 使抹灰层易出现空鼓。 同时 加气混凝土几何尺寸相对较大， 相应灰缝较少， 因而削弱了砌 体灰缝对抹灰层的嵌固作用。其表面存在一些鱼鳞纹的疏松 散粒， 也起到了一定的隔离作用4 1 。 另一方面， 加气混凝土表面空隙率大， 毛细孔为封闭性或 半封闭性， 阻碍了水的渗透速度。 它的吸水时间持续较长， 1 0 d 左右才能到达平衡， 由于长时间吸收表面层的水分， 使砂浆过 早脱水， 失去水化条件，降低了抹灰层与砌块墙体的粘结强 度。因此， 当砌块的变形应力超过结合面粘结力时， 便引起抹 灰的起鼓、 掉皮， 出现大量较集中的裂缝。 此外， 抹灰面层养护 不够， 甚至没有养护， 而产生面层裂缝嘲 。 2 试验 2 1 原材料 加气混凝土砌块： 重庆冬笋新型建材有限公司提供的 A 5 0 、 B 0 7 蒸压加气混凝土砌块， 干体积密度为7 2 1 k g m ， 抗 压强度为5 2 M P a ， 尺寸为6 0 0 m m x 2 0 0 m m x 2 0 0 m m以及 6 0 0 m m x 2 5 0 m m x l O 0 m m两种。 水泥： 重庆腾辉地维水泥有限公司生产的 地维牌p o 0 3 2 5 R 水泥。 砂： 简5 13 中砂， 细度模数为2 8 9 ； 特细砂： 重庆渠河砂， 细 度模数为 1 2 。 石灰膏： 由生石灰经过加水熟化， 浆体过3 m m x 3 m m方 孔筛， 熟化时间不超过7 d ， 稠度为 1 2 0 m m 。 砂浆塑化剂： Y J 一 1 ， 重庆远吉高新建材科技有限公司生 产。 可再分散乳胶粉： 德国瓦克化学公司生产的V I N N A P A S 可 再分乳胶粉R E 5 0 4 4 N和R E 5 0 1 0 N两种型号。 甲基纤维素醚： 德国瓦克公司生产的WA L O C E L R M纤维 素醚。 聚丙烯纤维： 杜拉纤维。 2 2 试验方法 根据J C 8 9 0 -2 0 0 1 蒸压加混凝土用砌筑砂浆与抹面砂 浆 ， 由于加气混凝土砌块吸水量大， 为使水泥能够充分水 化， 标准规定砂浆稠度在 1 2 0 m m左右。本试验中， 灰砂比定 为 l ： 3 ， 稠度控制在 1 1 0 1 2 0 m m， 保水剂采用外掺法， 其掺量 均按水泥质量的百分比计算。试件制备和稠度、 分层度、 湿密 度， 抗折、 抗压强度等基本性能测试均参照J G J 7 o _ _ J 9 0 镌 枣 筑砂 浆基本性能试验方法 进行。 砂浆的试验按照J G J T 7 0 2 o 0 9 建筑砂浆基本性能试 验 方法标准 进行。 其中 砂浆稠度控制在7 0 8 0 m m ； 砂浆强度 试验试件尺寸为7 0 7 m m x 7 0 7 m m x 7 0 7 m m ，试件成型采用 有底试模 ； 砂浆收缩试验试件的尺寸为 2 2 2 m mx 7 0 7 m m x 7 0 7 m m ， 测量仪器为成都成量的外径千分尺， 其标准杆 长度2 2 5 m m ， 量程为2 2 5 2 5 0 m m ， 精度为0 0 1 m m 。 3 加气混凝土砌块墙体配套砂浆 优化配合比研究 砂浆宏观上是由砂、 水硬性及气硬性胶结材料或其它掺 合料加水搅拌而成的匀质体， 微观上是以砂为骨料， 胶结材料 水化产物填充空隙并包裹砂粒的非匀质体，这一结构特点决 定了砂浆的紧密性、 强度、 工作性能以及填充其间的胶结材料 的质量与用量的关系【句 。因此， 加气混凝土砌体砂浆研究的关 键是其中复合外加剂的确定。本文先就复合外加剂的各个组 分( 塑化剂、 可再分散乳胶粉、 纤维素醚、 聚丙烯纤维等) 对砂 浆主要力学性能和工作 -I,-土g z一 , B ( 强度、 保水性、 收缩性等) 的影响 来确定每个组分的掺量范围。 在上述单因素分析的基础上， 综合考虑各种因素的影响， 寻找优化配合比， 确定复合外加剂的选用与掺量， 其分析及配 比( 1 【 咖 3 ) 如下： ( 1 ) 砌筑砂浆对抗裂强度没有特殊要求， 因而砌筑砂浆 无须加入纤维。 它由基体材料、 保水增稠材料、 聚合物添加剂 组成， 经试验确定最佳配比为： 水泥： 砂： 塑化 U ： V A E( 5 0 1 0 ) ： C E( MW4 O O O O P F V ) = 1 4 ：0 0 0 1 5 ：0 0 1 ： 0 0 0 2 。 ( 2 ) 界面 砂浆对保水性和抗裂强度、 粘结抗拉强度 要求 较 高， 因而对加外剂其相应功能的组分含量也较高。 它由 基体材 料、 保水增稠材料、 矿物纤维材料、 聚合物添加剂组成， 配比 为： 水泥： 砂： 塑化剂： V A E ( 5 0 4 4 ) ： C E ( M W4 0 0 0 0 P F V ) ： 纤维： l ： 5 ： 0 0 0 1 5 ： 0 0 2 ： 0 0 0 2 ： 0 5 。 ( 3 ) 抹面砂浆处于砌体外表， 尤其外墙抹面砂浆对抗裂、 抗冻等性能要求高， 因而矿物纤维材料用量高。 该外加剂由 基 体材料、 保水增稠材料、 矿物纤维材料和聚合物添加剂组成同 ， 配 比为： 水泥： 砂： 塑化 IJ ： V A E ( 5 0 44) ： C E ( M K X 2 5 0 0 0 P F 2 5 L ) ： 纤维= 1 ： 4 ：0 0 0 1 5 ： 0 0 2 ： 0 0 0 2 ：0 5。 由于实际工程中墙体一般均有饰面层，砂浆抹面都在中 间一层， 因此界面砂浆与抹面砂浆可用同种配比， 即水泥： 砂： 塑化 U ： V A E ( 5 0 4 4 ) ： C E ( M K X 2 5 0 0 0 P F 2 5 L ) ： 纤维= 1 ： 4 ： 0 0 0 1 5 ： 0 5。 0 2 ： 0 0 0 2 ： 0 4 试验结果与分析 为了校验配套砂浆实际使用时的施工性能，我们按照前 述优化配合比配制出加气混凝土砌块配套砂浆。 同时， 去掉其 N E W BUI L DI NG M ATE R I AL S 6 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 易晓园， 等： 加气混凝土砌块墙体配套砂浆研究 中的外加剂组分， 配制出一组普通砂浆， 然后对两者的主要性 能进行测试比较。 4 1 砂浆工作性的比较 通常可以用砂浆的稠度和分层度来衡量其工作性，而分 层度也是其保水性的重要指标。砂浆工作性的比较实验结果 见 表 1 。 表 1 砂浆工作性能的比较 从表 1 可以看出，加气混凝土砌块配套砂浆的保水性大 大优于普通砂浆，即使在稠度高达9 0 m m以上时还优于J C 8 9 0 - - 2 0 0 1 标准的分层度要求( 分层度 2 5 0 m m ， 不 流淌即可。 抹灰应分层施工， 底层抹灰厚度不超过5 7 m m ， 中 层抹灰厚度为7 - 8 m m ， 二层总计厚度1 5 m m为宜【l I 。 ( 3 ) 砌筑时， 应确保灰缝均匀、 横平竖直、 饱满密实， 水平 灰缝厚度和竖向灰缝宽度应控制在 1 5 m m左右， 严禁用水冲 浆灌缝， 灰缝厚度可用木楔来调整。 ( 4 ) 加气混凝土砌块填充墙在抹灰前， 一般采用隔日浇水 法， 即在前 1 d 浇水2 次， 抹灰前3 0 m i n浇水 1 2次( 浸水深 度以8 1 0 m m为宜) ， 保证砂浆硬化和具有良 好的粘结条件。 ( 5 ) 加气混凝土砌块墙面抹灰， 应采用“ 三遍成活” 的施工 方法， 每层间隔时间不宜过短， 常温施工的间隔时间以1 d 为 宦。 ( 6 ) 抹灰层应注意喷水养护， 夏季施工应避免H光直射， 以防止水分蒸发过快， 导致砂浆早期脱水而出现收缩裂缝 。 ( 7 ) 进行内墙抹灰时， 对钢筋混凝上框架结构填充墙， 应 先抹墙面灰， 再抹梁面和柱面灰， 以使在钢筋混凝上梁、 柱与 加气混凝土砌块墙交界面( 此处为墙面通缝) 可能出现的微裂 缝隐蔽在梁、 柱抹灰的内部I j 。 ( 8 ) 加气混凝土砌块填充墙采用的砌筑砂浆设计强度等 级为M 5 1 “ 】 。 7 结语 根据砂浆中复合外加剂中各组分( 塑化剂、 V A E 、 C E 、 纤维 等) 对砂浆主要性能的影响， 对砂浆配合比进行了优化， 以水 泥、 砂、 塑化剂、 可再分散乳胶粉、 纤维素醚和聚丙烯纤维( 仪 使用于抹面砂浆) 配制的砌筑砂浆和抹面砂浆， 其配比( k g m ) 分别为1 ： 4 ：0 0 0 1 5 ：0 0 1 ： 0 0 0 2 ： 0 和 1 ： 4 ： 0 0 0 1 5 ： 0 0 2 ： 0 0 0 2 ： 0 5 。 并 对加气混凝土砌体配套砂浆与普通砂浆的主要性能进行比 较， 结果表明， 配套砂浆的保水性、 抗压强度、 粘结强度以及收 缩等性能较普通砂浆都有了很大的提高。 参考文献： 1 】 罗索琼 ， 管学茂 ， 杨酋 等 加气混凝 卜争用抹 灰砂 浆的研制l J 1 新 型建筑材料， 2 0 0 7( I ) ： 1 6 1 9 【 2 1 王雨利 ， 张建 ， 单俊鸿 ， 等 加气混凝 f _： 抹扶 层开裂的防治 t h东 建材 ， 2 0 0 5 ( 1 ) ： 5 3 5 4 3 】 康 作喜 ， 张仁 ， 魏 明岩 浅析加气混 凝士保温 砌块砖砌 体裂缝 及 片层的原NI J 黑龙江水利科技 ， 2 0 0 2 ( 2 ) ： 1 41 ， 【 4 1 莫丹 ， 彭 家惠 ， 陈 明风 加气混凝 - t ： 新型抹灰砂 浆的研S J 1 1 重 庆建筑大学学报 ， 2 0 0 5 ( 8 ) ： 1 2 0 1 2 3 5 J 张建新 ， 彭家 惠， 苒光理， 等 加气混凝土十混特细砂抹 灰砂浆研 究 J 】 _ 新型建筑材料， 2 0 0 8 ( 2 ) ： 2 0 2 3 【 6 】 刘淳 海 加气混凝 砌 体抹灰 裂缝探 讨【 J J 工程施 工技 术 ， 2 0 0 7 ( 3 )： 6 8 7 0 7 】 梁玉 岭 加 气混凝土 块墙体 抹灰开 裂 、 空鼓 的防治【 J J _ l 程 与建 设 ， 2 0 0 7( 2 ) ； 1 9 2 1 9 6 【 8 】 辛志 成 加 气混凝 土墙 匝抹 灰防 开裂分析 措 施 J 1 1 J 1 建筑 ， 2 0l 1( 1 2 )： 9 3 9 4： 【 9 】 C E C S 2 8 9 ： 2 0 1 1 ， 蒸趣加气混凝 土砌块砌 体结构技术规 范【 S 】 1 0 J C J T l 7 2 0 0 8 ， 蒸压加气混凝土建筑应用技术规 I s l _ 【 1 1 】 赵成文， 刘雅楠， 周培厚， 等 不l司砌筑打式蒸压加， c 混凝 t 砌 块砌体抗压强度研究I J 】 新型建筑 材料 ， 2 0 1 0 ( 1 ) ： 3 2 3 5 A N EW 13 UI L DI NG MAT E Rl AL $ 6 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m