在现代建筑中, 高层建筑越来越普遍选择轻质高强的建筑材料尤为重要。近几年发展起来的空心砌块具有较高的强度和容重轻以及良好的保温性能。所以它被广泛地作为墙体材料来使用, 但是这种材料的砌筑表面不密实, 孔隙率较高, 因此它的表面吸水量是很大的, 又由于这种材料内部的孔隙是有一些微小的连续性并不是很好的气孔所组成的, 这些气孔破坏了它内部的毛细管作用, 这一因素的存在造成了它的初始吸水较快较急, 但导湿和解湿性能很差, 吸水持续时间较长等相互矛盾的特征, 致使砌筑砂浆部分水分被吸收, 造成砌筑强度下降, 为了证实这一情况, 我在工作中曾做了一些实验, 将空心砌块进行浸水实验, 试块在浸水30min之内, 产生了剧烈的吸水作用, 其吸水量可达总吸水量的3%左右, 在试块浸水8h之内的时间里, 扔有吸水的现象, 我们都知道, 构成水泥砌筑砂浆中的主要胶凝材料是水泥, 这种胶凝物质, 其初凝时间大于45min, 终凝时间小于24h。从上述所列举的数据可以看出正值水泥进行水化反应期间, 其反应体系中的水就现行的被空心砌块脱掉一部分了, 但这一过程大大地降低了砂浆的砌筑强度由于砌筑材料的强度不能充分地发挥, 再加上空心砌块本身吸水和解湿所造成的干湿循环所形成的应力, 常使空心砌块的砌体逐渐脱缝和整体性变差等不良现象的出现, 为了克服空心砌块对砌筑材料的脱水作用, 能否对其采取像粘土砖一样在施工前进行浇水的办法来解决呢?通过具体实例, 将空心砌块与粘土砖同时以顶面浸入水中2cm, 在8h以后, 粘土砖的吸水高度可达到24cm, 而空心砌块前30min吸水很快, 高度可达10cm, 而后缓慢, 再加上空心砌块的体积较大, 比表面积较小, 因此如想用粘土砖的整堆整码统一浇水的办法, 来使空心砌块预先吸足水是做不到的。所以一些施工部门不得不增加辅助工人, 在施工前对空心砌块进行反复施水, 甚至在上架以后用小水壶对其进行浇水, 由于空心砌块的导湿速度很慢, 持续时间很长, 其吸水可达10d以上, 因此用施工前浇水的办法是不能彻底解决空心砌块对砌筑材料吸水问题的。不但如此, 由于反复施水, 会给砌筑的墙体带来很多不应有的后遗症。众所周知, 一种材料的声热学性能是与该材料内部的孔隙率以及孔隙结构有很大关系的, 空心砌块内部的气孔的存在是空心砌块成为良好的保温材料, 这些气孔的存在也是空心砌块具有了良好的吸音性能, 在空心砌块上浇水, 施进其中的水分会逐渐填塞了表面微小的气孔, 从而使空心砌块本身失去了它固有的良好的声热性能。另外, 在空心砌块上施水的本身不但大大地增加了材料的容重, 而且由于材料的含湿率增加, 降低了材料自身的强度。空心砌块的抗冻性与材料的含湿量是有着绝对关系的, 浇水给材料造成含湿量的增高, 降低了材料本身的抗冻性, 再由于这种人为地浇水所引起的材料干湿循环应力也很大, 这种应力所向会造成材料本身的细小裂缝, 用老的砌筑材料和旧有的施工工艺方法, 对空心砌块进行砌筑时, 由于空心砌块的脱水作用, 使我们在墙体砌筑时, 为了保水自然而然地加大了砌缝, 这些砌缝的导热系数要比空心砌块本身高得多, 因此厚砌缝形成了墙体的冷桥, 这一现象的存在不但失去了用空心砌块这种良好保温材料做墙体材料的实际意义, 而且给设计施工部门以及用户带来了一定的麻烦。
为了寻求砌筑材料性能较好、价格又较低的空心砌块的特种砌筑砂浆, 通过长时间的研发工作, 发现了一些低碱度的硅、铝、铁、酸的钙盐与低浓度的水玻璃进行反应, 或与甲基纤维素进行反应, 其生成物不但具有水硬性, 而且强度也比较高, 在这基础上找出了一种以粉煤灰、水泥、沙子、石灰为主体材料的特种砌筑砂浆。
1 主体材料
粉煤灰:根据《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》的规定, 在砂浆的使用上, 粉煤灰可以代替40%的水泥, 实现化废为宝, 对国家、对企业无疑都是明智的选择, 其SiO2含量在45%左右, 含铝量不低于16%, 粉煤灰的活性效应能对砂浆起到增强作用和堵塞空心砌块中的毛细组织, 从而提高空心砌块的抗腐能力。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑在水泥中可以相当于未水化的水泥颗粒, 极细小的微珠是相当活泼的纳米材料, 能明显地改善和增强砂浆的结构强度, 提高匀质性和致密性。更大的特性是, 粉煤灰掺入砂浆中可以改善砂浆的和易性, 达到节约部分水泥的效果。在泵送砂浆中加入粉煤灰可以较好的提高砂浆的可泵性, 减少堵管现象, 更重要的是减少了水泥水化时产生的水化热, 可以防止因水化热太大而引起的砂浆开裂现象, 在砂浆中掺入粉煤灰, 除了有水化热低, 后期强度高的优点之外, 还有抗硫酸盐侵蚀性能好、较小的干缩率及流动性好等优点。
(1) 沙子:在特种砂浆中可以用河沙, 也可以用海砂, 风干或烘干后, 粒度要求能透过3cm的筛子就可以了。SiO2含量在80%左右。
(2) 水泥:所用水泥可以是硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥, 火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥, 用上述水泥中的任何一种只要在有效期内, 对砌筑砂浆都不会产生任何影响。
(3) 石灰:必须为生石灰, 其CaO含量在75%左右, 有效的CaO含量在60%左右, 分级粉碎、过筛, 加工成微细的白色粉末, 在砂浆中提供足够的钙, 起到调质剂的作用。
以上几种材料按照一定的比例充分混匀后, 作为主体材料的粉料, 其生产工艺流程为 (如图1) 。
2 主体材料添加甲基纤维素
主体材料漆添加一定量的甲基纤维素, 作为特种砌筑砂浆是一种比较好的新型建筑材料, 因为甲基纤维素的理化性质为白色纤维状或颗粒状粉末, 无毒无臭, 遇水后迅速分散, 溶胀、降温后迅速溶解, 水溶液在常温下相当稳定, 高温时能凝胶, 并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变, 具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性、成膜性, 以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性, 其特性能与任何比例溶于水, 最高浓度决定于粘度, 它的水溶液被加热至一定温度时形成的凝胶在溶液中提供表面活性, 达到所要求的乳化和保护胶体以及相稳定作用。在墙体、水泥构件、空心砌块等多孔表面使用时能保住水分, 其水溶液有增稠性, 增稠度正是我们砂浆中所需求的。他的润滑性可以减少磨擦力以及改善砂浆泵送性, 还可提高表面张力以及增稠水的作用, 故可稳定砂浆的流动性, 所以甲基纤维素作为主体材料的添加剂, 完全能克服空心砌块由于吸水、脱水所造成的砌筑材料强度下降等缺陷, 是理想的新型特种砌筑材料。
3 主体材料调和低浓度水玻璃
主体材料与低浓度的水玻璃调和, 作为特种砌筑砂浆使用, 其料浆的反应生成物粘度较大, 和易性比较好, 因为水玻璃是由不同比例的碱金属氧化物与二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐, 为青灰色或淡黄色粘稠状液体, 硅酸钠水玻璃常用Na2O·nSiO2·xH2O表示, 硅酸钠含量为35%～50%。水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的粘附性, 因而水玻璃有良好的粘结能力。硅酸凝胶能堵塞空心砌块毛细孔并在表面形成连续封闭膜, 因而水玻璃具有很好的抗渗性和抗风化能力。硅酸凝胶具有高温干燥增加强度的特性, 因为而水玻璃具有很好的防火热性。硅酸凝胶不与酸类物质反应, 因而水玻璃具有很好的耐酸性。
主体材料用低浓度的水玻璃调和的特种砌筑砂浆, 可提高建筑物表面抗风化能力, 加入颜料和填料, 还有装饰作用, 用于内外墙装饰工程。水玻璃掺入砂浆中用于堵漏洞、缝隙等局部抢修, 具有速凝和抗渗作用。水玻璃中的碱可以激发粉煤灰的活性, 用水玻璃、粉煤灰配置的砂浆硬化不收缩, 可用于修补砖墙裂缝。所以用这种方法所研制出来的砂浆, 由于自身有很高的粘度, 其料浆的表面张力足以克服空心砌块表面对水的吸收能力, 又因为这种砌筑材料能与空心砌块产程化学反应, 因此用这种材料进行施工时, 即可以不比先行对空心砌块进行浇水, 也不必清其表面的浮灰。用这种材料进行砌筑时, 不但能够省工省料, 而且也可以任意调节砌缝的薄厚。经过力学测试, 这种材料在材质、材性上能满足建筑施工的需要, 是具有发展前景的新型砌筑材料 (如表1) 。
通过以上各种材料的性能及数据分析可以表明, 这种新型的特种砌筑砂浆其生产工艺是简单的, 该砌筑砂浆与传统的砌筑砂浆相比, 有着施工方法简单、经济成本低、省时省料以及较高的砌筑强度和能保持砌块原有声热学性能等方面的特点, 因此这种材料是有一定生命力的, 可在建筑业中广泛使用。
摘要：在高层建筑越来越普遍的今天, 选择轻质高强的建筑材料显得尤为重要, 空心砌块具有较轻的容量、较高的强度及其良好的保温性能, 被广泛地应用到墙体材料之中, 如何解决这种材料的砌筑表面不密实和孔隙率较高的问题, 是特种砌筑砂浆这一新品种需要解决的问题。
关键词：砌筑砂浆,施工应用,探讨研究