CN102659364A - 一种喷涂砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷涂砂浆及其制备方法。所述喷涂砂浆所述喷涂砂浆由水和干粉组成，水的添加量为相对于单位重量的干粉，添加18%～22%的水；所述干粉由如下按重量百分数计算的组分组成：水泥8～15%；活性混合材料5～10%；细骨料75～85%；添加剂0.6～0.9%；所述添加剂由如下按重量百分比计算的组分组成，1～2.5%保水剂，86～94%增稠剂，0～2.5%木质纤维，2～8%增强剂和0.5～1.2%引气剂。所述喷涂砂浆跳桌流动强度为215～240mm，稠度为95～105mm，分层度1.8～3.5mm，保水性大于95%，28d拉伸粘结强度0.21～0.28Mpa，28d的抗压强度等级为M2.5～M10。本发明所述喷涂砂浆具有较好的和易性，可以满足机械泵送的要求应用于机械喷涂抹灰，且具有良好的长期力学性能和耐久性能。

Description

一种喷涂砂浆及其制备方法

技术领域

 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种喷涂砂浆及其制备方法。

背景技术

我国建筑业各种工程特别是一般民用建筑需大量抹灰，因此抹灰工程一直保持着在建筑装饰工程中的重要地位。房屋的墙面抹灰是一项工作量大、劳动强度高，且需要较高操作技术的重要工序。如今抹灰基本上是手工作业，效率很低。从工程量的比重看，一般民用建筑平均每平方米建筑面积就有3～5m²的内表面抹灰（多层抹灰），0.15～0.75m²的外表面抹灰，抹灰造价占建筑物总造价 10％～15％。由于工程量大，机械化程度不高，劳动力所占比重相应也大，一般民用建筑中抹灰劳动量占装修工程的50％～60％，占整个建筑物劳动总量的 25％～30％。从工期上看，一般民用建筑抹灰工程占总工期的25％～35％，高级装修建筑中抹灰工程约占总工期的40％，有的甚至更多些。抹灰工程的进度对建筑工程工期有很大的影响，同时在质量和造价方面都有程度不同的作用。

近几年国家实行“三农”政策以后，农民从事农业生产的积极性被充分调动，农民的生活得到了改善，走向稳定和提高，不少民工开始逐渐回归土地，不再愿意从事高劳动强度、报酬低、危险性大的建筑劳务，对劳动密集型的建筑产业造成了一定的冲击，建筑市场劳动力日趋紧张，人工单价不断上涨。劳动力已经不再低廉，定额人工单价调整跟不上市场上涨，尤其是抹灰工程人工费亏损更是普遍现象，这是一个令建筑企业头疼的问题，不尽快想办法提高机械化程度和劳动效率，妥善处理好这一矛盾，将直接影响建筑企业的生存，阻碍建筑行业的正常发展。

从现有的人工抹灰技术来讲，手工涂抹的灰浆与墙体结合力不足、不均匀， 墙面经常出现空鼓、脱皮分层等现象，产生大大小小不规则的裂缝，这些质量上的问题一般称之为“建筑质量通病”，即使工人有较高的技术水平也不能完全避免，不少抹灰工程往往是前面施工完，后面就整改，返工现象非常普遍，工程质量受到很大的影响。

相比人工抹灰，机械喷涂抹灰具有技术上的优势。机械喷涂抹灰在我国应用已有40多年的历史。用机械喷涂代替手工抹灰，在使用初期就已显示出工效高、速度快等特点，所以抹灰力量薄弱时常用机械喷涂抹灰突击抢工期。我国过去曾多次号召推广机械喷涂抹灰技术，但由于砂浆配方尚未成熟，施工工艺尚在摸索，机械设备技术性能与质量较差，易发生故障、寿命较短，虽缩短了工期而工人体力劳动并未减轻，经济上也没获得更多的效益。随着工业发展与技术进步，通过引进国外新技术，抹灰机械有了很大的进步，不仅种类增多，技术指标也有很大提高，各种灰浆泵在中高层建筑中广泛用于输送砂浆，一些地区在工业与民用建筑中重新使用机械喷涂抹灰技术。机械喷涂抹灰与传统手工施工相比具有以下几个优点。

（1）作业质量高。喷涂压力一般在0.5Mpa以上，压力大、附着力强、黏结牢固，没有空、鼓、裂与脱皮现象，合格率基本为100%，优良率达40%～90%。

（2）速度快、工效高。手工抹灰人均日完成底子灰15～20m²，而一个由23～25人组成的机械喷涂抹灰队日完成1500m²，最高达2000m² ，比手工提高2～4倍。尤其在大面积抹灰（如隧道、涵洞、堤坡）施工中优势更为明显。

（3）减少用工，降低成本。采用机械喷涂抹灰比手工减少的用工量和劳务费均为50%左右，由于工期缩短，机械使用费减少35%～50%，综合分析施工成本可降低30%左右。

然而目前国内机械喷涂抹灰技术的应用还不广泛，大部分地区依旧采用传统的手工抹灰。不利于该技术推广的因素非常多，主要原因除了砂浆表面抹平压光等工序尚需人工完成、设备功能不完善以及设备资本投入和维护原因以外，更主要的原因是灰浆质量问题，目前国内抹灰作业使用的水泥灰浆杂质多、质量低，泵送性能差，经常发生堵泵等故障，加上几千年传统工艺一脉相承，已经根深蒂固，严重阻碍了机械喷涂抹灰技术的推广应用。

所以直到今天，粉刷抹灰这一施工工艺还停留在秦砖汉瓦、人海战术时代。在科技飞速发展、建筑施工机械化程度日益提高的今天，这种落后状况令人扼腕。

本申请人长期从事机械喷涂的研究，总结发现目前应用于机械喷涂的喷涂砂浆需要解决以下技术难点：一是砂浆必须具备良好的流动性能，而且具备良好的抗分离性能，才能保证砂浆良好的工作度，顺利泵送；二是砂浆需控制一定的稠度，降低屈服值，提高粘性系数，才不至于产生大量落地灰，造成材料损耗。研制一种高流动性、抗流挂的喷涂砂浆及其干粉砂浆生产方法是推广机械喷涂的首要工作，为彻底改变目前国内建筑施工手工抹灰的落后工艺，改善劳动条件提高劳动效率，促进建筑产业由劳动密集型向科技型发展有着广泛的社会意义和深远的历史意义。

发明内容

本发明的一个目的在于为了克服现有喷涂砂浆在流动性能、粘性等不足，提供一种具有高流动性、抗流挂的喷涂砂浆。

本发明的另一个目的在于提供所述喷涂砂浆的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种喷涂砂浆，所述喷涂砂浆由水和干粉组成，水的添加量为相对于单位重量的干粉，添加18%～22%的水；

所述干粉由如下按质量百分数计算的组分组成：

水泥                8% ～ 15%；

活性材料            5% ～ 10%；

细骨料              75% ～ 85%；

添加剂              0.6% ～ 0.9%；

所述水泥为强度等级为32.5级或42.5级的硅酸盐水泥；

所述活性材料为高炉矿渣和/或火山灰；所述活性材料的含水率不高于0.5重量%，细度在325目以上。

在喷涂砂浆的干粉制备过程，需严格控制原料的含水率，因为水分容易与水泥发生反应而结块，影响干粉的质量；活性材料细度的控制则能为喷涂砂浆提供良好的砂浆性能，包括流动性和填充性，并且发明人研究发现，活性材料在本发明提供的细度范围内可保证喷涂砂浆的优良流动性；并保证活性材料具有较高的活性，能与砂浆中水泥水化所生成的氢氧化钙发生进一步的水化反应，同时起着微粉填充效应的作用，使得砂浆中孔隙变小，水化物呈团簇形貌，砂浆强度得到了很大的提高。

作为一种优选方案，所述活性材料的细度优选为325～400目。

所述添加剂由如下按质量百分数计算的组分组成：1～2.5%保水剂，86～94%增稠剂，0～2.5%木质纤维，2～8%增强剂和0.5～1.2%引气剂。

添加木质纤维，砂浆在固化或干燥过程中产生的机械能被纤维筋减弱，可以进一步提高喷涂砂浆的机械强度，

作为一种更优选方案，所述添加剂更优选为由如下按重量百分比计算的组分组成：2.0～2.5%保水剂，88～90%增稠剂，1～2.5%木质纤维，6.0～8.0%增强剂和1.0～1.2%引气剂。

所述添加剂各组分的质量总百分数为喷涂砂浆的0.6～0.9%。

上述的保水剂、增稠剂、增强剂、引气剂、木质纤维均为本领域所用的常规材料，所述保水剂可以是纤维素醚、增稠剂可以是膨润土、增强剂可以是无水硫酸钠，引气剂可以是十二烷基苯磺酸钠。喷涂砂浆组分中选用由纤维素醚、膨润土、木质纤维、无水硫酸钠及十二烷基苯磺酸钠按一定比例复合组成的添加剂，其可以显著改善喷涂砂浆的泵送性能、施工性能、粘结性能和抗流挂性能，保障产品符合泵送要求和性能稳定。按照适当比例加入的无水硫酸钠还可以作为早强剂显著地提高喷涂砂浆的早期强度。

本发明的配方中，水泥作为一种主要的胶凝材料，赋予喷涂砂浆良好的力学性能和耐热性能。本发明中采用所述的硅酸盐水泥为常规的硅酸盐水泥，优选强度等级为32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥，这里所述的32.5级或42.5级包括非早强型的32.5级或42.5级，以及早强型32.5R级或42.5级。

本发明所述的配方，采用了高炉矿渣或火山灰为活性材料或者采用二者混合物作为混合材料。活性材料在配方中可以显著提高喷涂砂浆的长期力学性能和耐久性，使所得喷涂砂浆在90d龄期比28d龄期抗压强度提高25%以上；并可以替代部分水泥，使生产成本大大降低。

作为一种更优选方案，所述活性材料更优选高炉矿渣，其具有更好的活性，可以使喷涂砂浆具有更好的后期力学性能。

作为一种优选方案，所述活性材料的活性指数符合GB/T1596或GB/T18046的要求。高炉矿渣直接对照GB/T18046标准，火山灰参照GB/T1596标准。

所述的细骨料是本领域常用的细骨料，作为一种优选方案，所述细骨料优选为细砂。

作为一种更优选方案，所述细砂的粒度优选为20～80目。

经过发明人的反复尝试，在确保工程质量的前提下，采用活性混合材料代替部分水泥，并通过加入复配的添加剂，可以改善砂浆的性能。本发明所述喷涂砂浆，具有高的流动性能和抗流挂性能，其跳桌流动强度为215～240mm，稠度为95～105mm，分层度1.8～3.5 mm，保水性大于95%，28d拉伸粘结强度0.21～0.28Mpa，28d抗压强度等级为M2.5～M10。可以看出，本发明所述喷涂砂浆，具有较好的和易性，满足机械泵送的要求，比传统砂浆的粘塑性和保水性大大提高，强度、防裂、防渗性能等大幅度改善。

本发明同时提供所述喷涂砂浆的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）将高炉矿渣和/或火山灰与水泥、添加剂加入混合机中，混合搅拌5～10分钟，得到喷涂砂浆干粉；

（2）将步骤（1）制备得到的喷涂砂浆干粉与水混合搅拌3～5分钟，得到所述喷涂砂浆。

为了保证活性混合材料的含水率不高于0.5重量%，细度在325目以上，本发明提供一种优选方案，可以先将高炉矿渣和/或火山灰在烘干机中烘至含水率不高于0.5 %（重量百分比含量），然后通过磨机磨细，使其细度在325目以上后，再与水泥、添加剂混合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所述喷涂砂浆配方中添加了高炉矿渣或火山灰作为活性填料，显著提高喷涂砂浆的长期力学性能和耐久性能；同时，高炉矿渣代替一部分硅酸盐水泥，大大降低成本，实现固体废弃物的资源化再生利用。

本发明通过确定合理的组份配伍和适宜的配比，制备出一种具有较好的和易性的砂浆，很好地满足机械泵送的要求，适合应用于机械喷涂抹灰，解决了长期以来困扰机械喷涂技术应用的主要技术难题。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。本发明所采用的材料和方法除非特别说明，皆为本技术领域常规的材料和方法。

实施中，对喷涂砂浆的测试按JG/T70-2009、JC890-2001和GB/T25181-2010标准进行。

实施例中，高炉矿渣或火山灰在进行混合前都先通过烘干机烘干至含水率在0.5%（重量百分比含量）以内，然后经磨机磨细，将其细度控制在325目以上的处理。

实施例1

将磨细处理后的高炉矿渣28.5 kg（干粉原料总重量的5.7%）、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥42.8 kg （干粉原料总重量的8.56%）、粒度为20～60目的细砂425 kg（干粉原料总重量的85.0%）、添加剂3.7 kg（干粉原料总重量的0.74%，其中纤维素醚84g、膨润土3330g、木质纤维72g、无水硫酸钠185g、十二烷基苯磺酸钠29g）一起加入到混合机中，混合搅拌5min～10min后即可出料包装，成为高流动性、抗流挂的喷涂砂浆干粉。

试验时，在砂浆搅拌机中加5 kg喷涂干粉砂浆和0.98 kg水，搅拌3min～5min后，得到所述喷涂砂浆，并成型砂浆试件。试件制作后在（20±5）℃温度环境下停置一昼夜（24h±2h），脱模后在温度（20±3）℃、相对湿度60%~80%的标准条件下养护至28天、90天。经测试，实施例1制备的喷涂砂浆跳桌流动度为219mm，稠度为96mm，分层度2.8mm，保水性93%，28d 拉伸粘结强度0.24Mpa， 28d抗压强度3.8MPa（M2.5级），90d抗压强度4.9MPa，合格。

将本实施例喷涂砂浆应用于湖北产自动喷涂设备进行机械喷涂，砂浆具备良好的流动性能、抗分离性能，稠度合适，泵送情况很顺利，落地灰的情况比常规的水泥喷涂砂浆显著减少，劳动效率大大提高。

实施例2

将磨细处理后的火山灰33kg（干粉原料总重量的6.6%）、强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥50kg （干粉原料总重量的10%）、粒度为30~80目的细砂413.1 kg（干粉原料总重量的82.62%）、添加剂3.9 kg（干粉原料总重量的0.78%，其中纤维素醚83g、膨润土3500g、木质纤维69g、无水硫酸钠205g、十二烷基苯磺酸钠43g）一起加入到混合机中，混合搅拌5min～10min后即可出料包装，成为高流动性、抗流挂的喷涂干粉砂浆。

试验时，在砂浆搅拌机中加5 kg喷涂干粉砂浆和1.03 kg水，搅拌3min~5min后，成型砂浆试件。试件制作后在（20±5）℃温度环境下停置一昼夜（24h±2h），脱模后在温度（20±3）℃、相对湿度60%~80%的标准条件下养护至28天、90天。经测试，实施例2喷涂砂浆跳桌流动度为228mm，稠度为99mm，分层度2.3mm，保水性96%，28d 拉伸粘结强度0.25Mpa， 28d抗压强度6.4MPa（M5.0级），90d抗压强度8.4MPa，合格。

将本实施例喷涂砂浆应用于湖北产自动喷涂设备进行机械喷涂，砂浆具备良好的流动性能、抗分离性能，稠度合适，泵送情况很顺利，落地灰情况比常规的水泥喷涂砂浆显著减少，劳动效率大大提高。

实施例3

将磨细处理后的高炉矿渣40kg（干粉原料总重量的8%）、强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥60 kg （干粉原料总重量的12%）、粒度为20～80目的细砂396.7kg（干粉原料总重量的79.34%）、添加剂3.3 kg（干粉原料总重量的0.66%，其中纤维素醚66g、膨润土2944g、木质纤维50g、无水硫酸钠200g、十二烷基苯磺酸钠40g）一起加入到混合机中，混合搅拌5min~10min后即可出料包装，成为高流动性、抗流挂的喷涂干粉砂浆。

试验时，在砂浆搅拌机中加5 kg喷涂干粉砂浆和1.05 kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在（20±5）℃温度环境下停置一昼夜（24h±2h），脱模后在温度（20±3）℃、相对湿度60%~80%的标准条件下养护至28天、90天。经测试，实施例3喷涂砂浆跳桌流动度为233mm，稠度为101mm，分层度3.2mm，保水性94%，28d 拉伸粘结强度0.23Mpa，28d抗压强度8.9MPa（M7.5级），90d抗压强度11.4 MPa，合格。

将本实施例喷涂砂浆应用于湖北产自动喷涂设备进行机械喷涂，砂浆具备良好的流动性能、抗分离性能，稠度合适，泵送情况很顺利，落地灰情况比常规的水泥喷涂砂浆显著减少，劳动效率大大提高。

实施例4

将磨细处理后的火山灰50 kg（干粉原料总重量的10%）、强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥75kg （干粉原料总重量的15%）、粒度为20~70目的细砂370.6 kg（干粉原料总重量的74.12%）、添加剂4.4 kg（干粉原料总重量的0.88%，其中纤维素醚88g、膨润土4066g、木质纤维66g、无水硫酸钠132g、十二烷基苯磺酸钠48g）一起加入到混合机中，混合搅拌5min～10min后即可出料包装，成为高流动性、抗流挂的喷涂干粉砂浆。

试验时，在砂浆搅拌机中加5 kg喷涂干粉砂浆和1.06 kg水，搅拌3min~5min后，成型砂浆试件。试件制作后在（20±5）℃温度环境下停置一昼夜（24h±2h），脱模后在温度（20±3）℃、相对湿度60%~80%的标准条件下养护至28天、90天。经测试，实施例4喷涂砂浆跳桌流动度为236mm，稠度为103mm，分层度3.2mm，保水性96%，28d 拉伸粘结强度0.23Mpa， 28d抗压强度12.1MPa（M10.0级），90d抗压强度15.5 MPa，合格。

将本实施例喷涂砂浆应用于湖北产自动喷涂设备进行机械喷涂，砂浆具备良好的流动性能、抗分离性能，稠度合适，泵送情况很顺利，落地灰情况比常规的水泥喷涂砂浆显著减少，劳动效率大大提高。

实施例5

将磨细处理后的高炉矿渣50 kg（干粉原料总重量的10%）、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥80kg （干粉原料总重量的16%）、粒度为20~70目的细砂365.7 kg（干粉原料总重量的73.14%）、添加剂4.3 kg（干粉原料总重量的0.86%，其中纤维素醚94g、膨润土4070g、无水硫酸钠102g、十二烷基苯磺酸钠34g）一起加入到混合机中，混合搅拌5min～10min后即可出料包装，成为高流动性、抗流挂的喷涂干粉砂浆。

试验时，在砂浆搅拌机中加5 kg喷涂干粉砂浆和1.11 kg水，搅拌3min~5min后，成型砂浆试件。试件制作后在（20±5）℃温度环境下停置一昼夜（24h±2h），脱模后在温度（20±3）℃、相对湿度60%~80%的标准条件下养护至28天、90天。经测试，实施例5喷涂砂浆跳桌流动度为227mm，稠度为101mm，分层度2.9mm，保水性93%，28d 拉伸粘结强度0.22Mpa， 28d抗压强度7.7MPa（M7.5级），90d抗压强度15.1 MPa，合格。

将本实施例喷涂砂浆应用于湖北产自动喷涂设备进行机械喷涂，砂浆具备良好的流动性能、抗分离性能，稠度合适，泵送情况很顺利，落地灰情况比常规的水泥喷涂砂浆显著减少，劳动效率大大提高。

Claims (8)

1.一种喷涂砂浆，其特征在于，所述喷涂砂浆由水和干粉组成，所述水的添加量为相对于单位重量的干粉，添加18%～22%的水；

所述干粉由如下按重量百分数计算的组分组成：

水泥                8% ～ 15%；

活性材料            5% ～ 10%；

细骨料              75% ～ 85%；

添加剂              0.6% ～ 0.9%；

所述水泥为强度等级为32.5级或42.5级的硅酸盐水泥；

所述活性混合材料为高炉矿渣和/或火山灰；所述活性混合材料的含水率不高于0.5重量%，细度在325目以上；

所述添加剂由如下按重量百分比计算的组分组成：1～2.5%保水剂，86～94%增稠剂，0～2.5%木质纤维，2～8%增强剂和0.5～1.2%引气剂。

2.如权利要求1所述喷涂砂浆，其特征在于，所述细骨料为细砂。

3.如权利要求2所述喷涂砂浆，其特征在于，所述细砂的粒度为20～80目。

4.如权利要求1所述喷涂砂浆，其特征在于，所述添加剂由如下按重量百分比计算的组分组成：2.0～2.5%保水剂，88～90%增稠剂，1～2.5%木质纤维，6.0～8.0%增强剂和1.0～1.2%引气剂。

5.如权利要求1所述喷涂砂浆，其特征在于，所述活性材料的细度为325~400目。

6.如权利要求1所述喷涂砂浆，其特征在于，所述活性混合材料符合GB/T1596或GB/T18046的要求。

7.如权利要求1所述喷涂砂浆，其特征在于，所述喷涂砂浆跳桌流动强度为215～240mm，稠度为95～105mm，分层度1.8～3.5 mm，保水性大于95%，28d 拉伸粘结强度0.21～0.28Mpa，28d的抗压强度等级为M2.5～M10。

8.权利要求1～6任意一项权利要求所述喷涂砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将高炉矿渣和/或火山灰与水泥、添加剂加入混合机中，混合搅拌5～10分钟，得到喷涂砂浆干粉；

（2）将步骤（1）所述喷涂砂浆干粉与水混合搅拌3～5分钟，得到所述喷涂砂浆。