浅析预拌砂浆质量控制 【含精彩视频】
发布时间:2020-03-19
从JG/T230-2007《预拌砂浆》行标的制订，到GB/T25181-2010《预拌砂浆》國(guó)标的出台，从JCJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能(néng)试验标准》的推出，到JCJ/T223-2010《预拌砂浆应用(yòng)技术规程》的实施，五年来，我國(guó)编制了多(duō)部预拌砂浆质量与技术标准，作為(wèi)砂浆行业生产应用(yòng)和质量控制的依据，发挥了重要的作用(yòng)。
受商(shāng)務(wù)部和中散协委托，2011年筆(bǐ)者负责起草(cǎo)编写了《预拌砂浆生产及其装备制造企业等级评价规范》，该部标准在2012年发布实施，对预拌砂浆生产企业和装备制造企业进行企业等级评价，以进一步规范企业生产行為(wèi)和市场行為(wèi)，促进预拌砂浆产业健康、稳步发展。
2016年10月，筆(bǐ)者作為(wèi)标准审查组专家，参与审定了商(shāng)務(wù)部《湿拌砂浆生产与应用(yòng)技术规程》，该部专為(wèi)指导、规范湿拌砂浆生产应用(yòng)而编制、发布实施的产品标准，也将于2017年出版发行。
十年来的实践和调研告诉我们，预拌砂浆的生产和推广历尽艰辛，终将面临良好的发展机遇。预拌砂浆的质量与控制则需要管理(lǐ)部门、科(kē)研机构、生产企业、使用(yòng)单位齐抓共管，以期发生由量到质的转变，让预拌砂浆真正體(tǐ)现其节能(néng)、优质、绿色、环保的优越性，让预拌砂浆在我國(guó)的城乡建设中得到普遍的应用(yòng)、受到普遍的欢迎。
原料质量=源头控制 生产质量=过程控制
本文(wén)就预拌砂浆生产企业砂浆生产选用(yòng)原辅材料中的质量控制和砂浆生产过程中的质量控制两方面问题与业内同仁进行交流和探讨，权為(wèi)抛砖引玉。
1原料选用(yòng)与质量控制
筆(bǐ)者以為(wèi)，生产砂浆所用(yòng)的原材料应具有(yǒu)良好的适用(yòng)性，满足如下十项性能(néng)要求：相容性、和易性、稳定性、匹配性、耐久性、安全性、节能(néng)性、环保性、方便性、经济性；砂浆产品则应具有(yǒu)良好的实用(yòng)性和适用(yòng)性，满足如下两项性能(néng)要求：
1、國(guó)标要求的各项质量“显性”指标。
2、國(guó)标要求以外的各项质量“隐性”指标。
在砂浆的生产中，正确选用(yòng)四类构成干粉砂浆的原辅材料非常重要，是控制砂浆质量的关键因素。
1、水泥的选用(yòng)：
大家知道水泥分(fēn)普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥和复合水泥等。这些水泥均适用(yòng)生产预拌砂浆。其他(tā)如硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等特种水泥则不适合用(yòng)于预拌砂浆的生产。
硅酸盐水泥是由石灰石+粘土+铁矿粉，按一定比例混合磨细，经1350-1400℃高温煅烧成熟料，再加石膏和混合材料，按比例混合磨细，制成硅酸盐系列水泥（工艺俗称：两磨一烧）。
水泥的凝结和硬化，是在水泥加水后，熟料矿物(wù)与水发生水化反应，生成一系列的新(xīn)化合物(wù)，并同时释放出一定的热量。水泥在水化过程中，具有(yǒu)良好的可(kě)塑性。初凝后，水泥的塑性收缩开始，终凝后塑性丧失，硬化后则完全不再有(yǒu)可(kě)塑性。
水泥水化形成的化合物(wù)，是由硅酸三钙生成含水硅酸钙，析出氢氧化钙、硅酸二钙生成含水硅酸钙；铝酸三钙水化极快，生成含水铝酸三钙；铁铝酸四钙水化反应生成含水铝酸钙和含水铁酸钙。
為(wèi)调节凝结时间，水泥中掺有(yǒu)适量的石膏（硫酸钙），部分(fēn)水化铝酸钙与石膏作用(yòng)，生成含水硫铝酸钙并呈针状结晶析出。
硅酸盐系水泥与水作用(yòng)后主要生成的水化物(wù)，有(yǒu)水化硅酸盐和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙。水化铝酸钙和水化硫酸钙晶體(tǐ)则是水泥水化形成的副产物(wù)。这些水化产物(wù)，决定了水泥具有(yǒu)的一系列特性。砂浆企业的实验室物(wù)理(lǐ)检测人员，必须了解并熟悉不同品种、不同标号水泥的特性，来把握每批次进厂水泥的质量。
2、黄砂的选用(yòng)：
按化學(xué)成分(fēn)分(fēn)类，分(fēn)為(wèi)硅质砂、钙质砂、镁质砂等；按物(wù)理(lǐ)形态分(fēn)类,分(fēn)江砂、河砂、山(shān)砂和人工砂等。
砂中的含泥量高低、云母成分(fēn)含量多(duō)少直接影响砂的质量。今天，主要讲一下机制砂的问题。
机制（人工）砂是由机械破碎、筛分(fēn)而成的。颗粒形状粗糙、尖锐、多(duō)棱角。通常采用(yòng)机制砂配制的砂浆砂率比河砂配制的砂浆砂率要大。机制砂颗粒内部有(yǒu)微裂纹、开口相互贯通的空隙多(duō)，比表面积大，石粉含量高。因此，机制砂配制的砂浆与河砂砂浆有(yǒu)较大的差异。
机制砂与河砂相比，由于有(yǒu)一定数量的石粉，使得机制砂砂浆和易性尚好，某种程度上还可(kě)改善砂浆的泌水性、黏聚性，可(kě)提高砂浆的抗压强度。
石灰岩破碎制成的机制砂，其主要成分(fēn)為(wèi)碳酸钙。高浓度的氢氧化钙使其表面会发生微弱的化學(xué)反应。而天然山(shān)砂、河砂中的成分(fēn)主要是二氧化硅，不发生类似反应。机制砂质地坚硬、界面新(xīn)鲜、表面粗糙、多(duō)棱角，有(yǒu)助于界面粘结强度的提高是它的优点。通常情况下，0.08mm以下的石粉可(kě)与水泥熟料反应生成水化碳铝酸钙。石粉在水泥水化反应中起到晶核作用(yòng)，能(néng)诱导水泥水化产物(wù)析出晶體(tǐ)，加速水泥水化并参与反应生成水化碳铝酸钙，阻止钙矾石向单硫型的水化硫铝酸钙转化，因而具有(yǒu)增强作用(yòng)。
然而，当石粉含量大于20%时，由于颗粒级配不合理(lǐ)，则使砂浆密实性降低、和易性变差。粗颗粒偏少则减弱了砂浆骨架的作用(yòng)（非活性石粉，不具有(yǒu)水化及胶结作用(yòng)）。在水泥含量不变时，过多(duō)的石粉使水泥浆强度降低，进而使砂浆强度减小(xiǎo)，这是它的缺点。实践证明，机制砂中石粉的含量应控制在10-15%之间為(wèi)最佳。
机制砂中石粉除了具有(yǒu)作為(wèi)微细集料的填充效应外，还因其含有(yǒu)大量的游离CaO与水作用(yòng)发生水化膨胀并自行硬化。
石粉中还会有(yǒu)较多(duō)的较高活性的无定型SiO2、Ai2O3。活性的Sio2和Ai2o3易与水泥水化过程中释放出Ca（OH）2反应，生成稳定的硅酸钙水化物(wù)凝胶及水化铝酸钙。促进了水泥的水化，又(yòu)消耗了Ca（OH）2，并使SiO2和Ca（OH）2反应后的晶體(tǐ)颗粒微细化，从而有(yǒu)利于砂浆界面粘结性能(néng)的提高。
因此，砂浆生产企业在采用(yòng)机制砂生产普通预拌砂浆时，应视情况控制好砂内石粉的含量。如遇石粉含量较高时，可(kě)采取掺混部分(fēn)天然砂（河砂）的措施来改善骨料级配，以生产出合格的预拌砂浆产品，确保工程质量的稳定。
3、粉煤灰的选用(yòng)：
為(wèi)减少水泥熟料的使用(yòng)量，在确保砂浆品质不降低的情况下，选用(yòng)粉煤灰作為(wèi)掺合料，是符合节能(néng)、低碳产业政策的。除了粉煤灰外，很(hěn)多(duō)地區(qū)还可(kě)采用(yòng)高炉矿渣磨细的矿渣微粉、丝光沸石粉、斜发沸石粉、高温煅烧高岭土和硅灰作為(wèi)砂浆的掺合料来使用(yòng)，但均应经化验、检测并做试验再批量采用(yòng)。
4、保水增稠外加剂的选用(yòng)：
干粉砂浆生产中，為(wèi)使砂浆的和易性、保水性、粘稠度适应施工环境、施工性能(néng)的要求，需要加入一定量的保水增稠材料以改善砂浆的性能(néng)。
目前，市面上采用(yòng)较多(duō)的保水增稠材料主要有(yǒu)两类：
第一类：羟丙基甲基纤维素醚（HPMC、甲基纤维素（MC）聚乙烯醇（PVA）和改性淀粉醚等。
这一类材料的特点是掺量低、保水率和粘稠度高。但是对硬化砂浆的后期强度有(yǒu)较大损害，通常强度损失高达10%以上。许多(duō)砂浆生产企业因不具备外加剂的研制开发能(néng)力，只能(néng)增加水泥的用(yòng)量以弥补保水增稠外加剂造成的砂浆后期强度损失，不利于节能(néng)减排的同时，也不利于质量与成本的控制。
第二类：膨润土、凹凸棒土等无机非矿类高吸水性材料。
这一类材料的特点是掺量大、保水率和黏稠度中等。这类材料对硬化砂浆的后期强度也有(yǒu)较大的损害，并容易形成塑性收缩和干缩开裂。同时这类材料不宜長(cháng)途运输，不能(néng)消解物(wù)流成本。
除上述两类保水增稠材料外，杭州益生宜居建材科(kē)技有(yǒu)限公司研制开发了益生宜居HJ系列预拌砂浆功能(néng)添加材料：
1.HJ-C1型 机喷砂浆保水剂（适用(yòng)天然砂干粉喷涂砂浆/掺量：砂浆质量的0.05%）
2.HJ-C2型 高效保水稠化剂（适用(yòng)天然砂干粉砌抹砂浆/掺量：砂浆质量的0.05%）
3.HJ-C3型 机制砂浆稠化剂（适用(yòng)机制砂干粉喷涂砂浆/掺量：砂浆质量的0.05%）
4.HJ-C4.1型 湿拌砂浆保塑剂（适用(yòng)天然砂湿拌喷涂砂浆/掺量：砂浆量的0.10%）
5.HJ-C4.2型 湿拌砂浆保塑剂（适用(yòng)机制砂湿拌喷涂砂浆/掺量：砂浆量的0.10%）
6.HJ-C4.3型 湿拌砂浆保塑剂（适用(yòng)各类砂湿拌手工砂浆/掺量：砂浆量的0.05%）
7.HJ-C4.4型 喷射细砼保塑剂（适用(yòng)泵送喷射细石混凝土/掺量：砂浆量的0.10%）
8.HJ-F1型 活化改性疏水剂（适用(yòng)干粉/湿拌防水型砂浆/掺量：砂浆量的0.50%）
砂浆生产企业设有(yǒu)外加剂小(xiǎo)料仓或采用(yòng)人工投料的，可(kě)按推荐掺量直接添加使用(yòng)；砂浆生产企业设有(yǒu)外加剂大料仓（有(yǒu)的地方叫做“稠化粉仓”）的，可(kě)先将HJ系列添加剂1份：二级低钙粉煤灰9份或19份放大稀释（预混）后内掺。
HJ系列预拌砂浆添加剂的性价比：
1、具有(yǒu)以羟丙基甲基纤维素醚為(wèi)代表和膨润土為(wèi)代表的两类材料的保水增稠性能(néng)，保水率可(kě)达到90-92%之间。
2、具有(yǒu)极佳的和易性和流动性，施工开放时间持久，不粘工具，轻松施工不费劲，提高工效。
3、具有(yǒu)良好的减缩、抗裂性能(néng)，抗开裂性能(néng)同比提高70%以上。
4、具有(yǒu)提高砂浆后期强度的功能(néng)、同比增强30%以上，强度换算后可(kě)减少水泥用(yòng)量15-20%，符合减排低碳政策又(yòu)降低砂浆成本。
為(wèi)迎接预拌抹灰砂浆机械化泵送、喷涂高潮的到来，杭州益生宜居建材科(kē)技有(yǒu)限公司研制的各型机喷砂浆用(yòng)添加剂，保水率提高至92-94%。这几型材料在具有(yǒu)良好泵送、流动性的同时，更具有(yǒu)优异的抗垂挂性能(néng)。砂浆输送泵和喷涂机在泵送、喷涂过程中，砂浆的摩擦力减小(xiǎo)、触变性增大、砂浆上墙（立）面后的抗流挂性则更佳。从根本上彻底解决了“流动性----抗垂挂性”这对极难协调的矛盾。
使用(yòng)HJ系列预拌砂浆添加剂的干粉砂浆、湿拌砂浆和普通防水砂浆，无泌水、离析现象，只需一次拌和即可(kě)使用(yòng)，无须采用(yòng)传统的搅拌机械进行二次拌和。
上述材料适不适用(yòng)、好不好用(yòng)，各地砂浆生产企业可(kě)酌情选用(yòng)以验证其效果。
砂浆拌和用(yòng)水，是新(xīn)拌砂浆的第五组份，只须符合JCJ63《混凝土用(yòng)水标准》即可(kě)，在此不作赘言。
2生产过程与质量控制
多(duō)数预拌砂浆生产企业的从业人员，经过半年以上的试生产，基本上都能(néng)熟练操作制砂、烘砂、搅拌混合设备及发散、包装设备和電(diàn)子计量、微机控制设备，使细骨料、胶凝材料、掺合料和外加剂4种砂浆组份物(wù)料能(néng)基本准确计量并混合均匀。
然而，某省建材质检部门对辖區(qū)内近50家生产企业的砂浆产品进行抽样和统计表明，大多(duō)数厂家生产的砂浆质量（砂浆强度）波动较大，28天抗压强度超强度等级的达+48.2%，低于强度等级的达-42%，砂浆强度正负偏差过大，造成严重质量问题。究其原因有(yǒu)：
1、電(diàn)子计量设备计量精度不够、实验室形同虚设。其中计量设备的计量精度我们可(kě)向设备制造企业提出要求，进行改进或提升来满足生产要求，而实验室作為(wèi)质量控制的要害部门不能(néng)发挥其应有(yǒu)的作用(yòng)，却是每个砂浆企业的主要管理(lǐ)者務(wù)必要引起高度重视的大事。干粉砂浆质量不稳定，必然导致加水后的湿拌砂浆质量不稳定，最后造成硬化（固化）砂浆质量不稳定。
2、没有(yǒu)有(yǒu)效实施ISO19001质量管理(lǐ)體(tǐ)系。半数以上的企业没有(yǒu)通过企业质量管理(lǐ)體(tǐ)系认证，通过认证的企业没能(néng)真正组织实施。事实上，企业质量管理(lǐ)體(tǐ)系的建立、维护是十分(fēn)有(yǒu)利于砂浆企业的生产过程和质量控制的。例如：按照企业质量管理(lǐ)體(tǐ)系要求，生产部门可(kě)制定质量控制点，确定质量控制项目、控制指标、控制频次，建立数据分(fēn)析、调控机制，不断改进并提高砂浆产品质量。我们可(kě)以进行各种数据的分(fēn)析，来获得所要的效果。寻找主要影响因素、确定有(yǒu)效对策、采取针对性的措施，解决存在的问题，逐步规范、形成制度。通过进一步的完善并依次循环，使各个岗位从业人员形成习惯并自觉履行职责。
实验室的物(wù)理(lǐ)检测工、实验室主管，则必须经过岗位培训，熟练掌握各种仪器、设备的操作性能(néng)和操作方法，对砂浆生产用(yòng)的各批次胶凝材料、细骨料、掺合料、外加剂和砂浆配合比进行反复的试验，找出内在规律，掌握应变要领，最终将砂浆的产品质量控制好。
综上所述，砂浆质量的控制应从各方面着手并一以贯之，才能(néng)取得最佳性价比，才能(néng)提高企业的市场竞争力。
3砂浆空鼓开裂、粉化泛碱成因简析
近年来，预拌砂浆发展速度加快，形势趋好。然各种空鼓、开裂、粉化、泛碱等砂浆质量问题也非鲜见。实践表明，出现上述问题的主要因素如下所列，供大家参考：
A.砂浆塑性开裂浅析：
塑性开裂是指砂浆在硬化前或硬化过程中产生的开裂现象。它通常发生在砂浆硬化初期。砂浆抹灰后不久，在塑性状态下，由于水份蒸发、减少而产生收缩应力。当收缩应力大于砂浆自身的粘结力时表面产生的裂缝。
塑性开裂形成的裂纹一般都比较粗且裂缝長(cháng)度较短。
B.砂浆干缩开裂浅析：
干缩开裂是指砂浆在硬化后产生的开裂现象。它通常发生在砂浆硬化后期。砂浆终凝、硬化后，由于水分(fēn)散失，使體(tǐ)积收缩产生裂缝。它经常过一年甚至二、三年还在发展。
干缩开裂形成的裂纹一般都比较细且裂缝長(cháng)度较長(cháng)。
1.硬化砂浆空鼓、开裂的主要成因
1.1.原辅材料因素
1.1.1.砂级配不科(kē)學(xué)或含泥量大。
1.1.2.掺合料质量差或掺量偏多(duō)。
1.1.3.水泥用(yòng)量大后期收缩率高。
1.1.4.增稠保水添加剂性能(néng)不全。
1.1.5.搅拌不匀或砂浆离析泌水。
1.2.施工养护因素
1.2.1.施工环境温度高或风速过大。
1.2.2.新(xīn)拌砂浆用(yòng)水过量砂浆过稀。
1.2.3.砂浆密度强度与墙材不匹配。
1.2.4.抹灰砂浆违规施工一遍成活。
1.2.5.未做界面处理(lǐ)或后养护缺失。
2.硬化砂浆粉化、泛碱的主要因素
2.1.砂浆粉化因素
2.1.1.水泥用(yòng)量太少，胶浆包裹性差。
2.1.2.砂浆过早失水，水泥水化不足。
2.1.3.砂子含泥量高，砂细或石粉多(duō)。
2.1.4.粉煤灰、矿粉活性差或掺量大。
2.2.砂浆泛碱因素
2.2.1.级配砂钙、钠离子含量高。
2.2.2.误用(yòng)了钙含量高的掺合料。
2.2.3.砂浆中掺了灰钙粉消石灰。
2.2.4.外加剂不具有(yǒu)碱吸附性能(néng)。
分(fēn)析得出了硬化砂浆空鼓、开裂、粉化、泛碱的成因，我们便可(kě)采取相应的技术和措施来解决存在的缺陷和问题，但是“经验不足、教训不少”是很(hěn)多(duō)砂浆企业目前存在的普遍情况，委实不容乐观。
由于水平有(yǒu)限，本文(wén)涉及预拌砂浆质量控制方面的问题挂一漏万，非常愿意与诸位业界同仁随时探讨并深入研究。让我们一起努力将预拌砂浆的品质做好，共同推进预拌砂浆行业又(yòu)好又(yòu)快地向前发展，既利國(guó)利民(mín)，也利人利己。
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